Controle de velocidade de uma máquina de ímãs permanentes tolerante a falhas em conjunto com técnica de máximo torque por Ampére

Abstract

Com o grande avanço da utilização de veículos elétricos no mundo devido ao alto nível de concorrência e com a busca da diminuição dos impactos ambientais dos veículos à combustíveis fósseis trazem, existe uma tentativa crescente de aumentar a confiabilidade e robustez destes veículos. Desta forma, esta dissertação traz como objetivo propor um algoritmo de controle para máquinas síncronas de ímãs permanentes PMSM (do inglês Permanent Magnetic Synchronous Machine) que seja tolerante a falhas de circuito ou de interruptor aberto com algoritmo de máximo torque por Ampére utilizando-se de um inversor trifásico de dois níveis para controle e acionamento da máquina. Neste trabalho, é explicado o funcionamento do motor IPM (do inglês Interior Permanent Motor) e desenvolvido os modelos de torque tanto para operação regular quanto para operação em falha. É feito o estudo e implementação da modulação vetorial e os efeitos da perda de um interruptor no caminho das correntes. Em função de se prever de forma eficiente o comportamento do sistema de controle minimizando que os riscos associados aos testes em alta tensão e com a máquina em falha, é utilizado da técnica de simulação do tipo processor in the loop (PIL) para validar o código diretamente no processador escolhido. Por fim, são feitas simulações do tipo convencional e do tipo PIL para validar a análise teórica.

Abstract: With the great advance of the use of electric vehicles in the world, due to the high level of competition and the search to reduce the environmental impacts of interal combustion engine vehicles bring, there is an increase in trying to improve the reliability and robustness of these vehicles. Thus, this work proposes a control algorithm for permanent magnet machines PMSM that is tolerant for failures of either the switch or the phase with maximum torque per ampere algorithm using a two-level three-phase inverter to control the machine. In order of efficiently predict the behaviour of the control system minimizing the risks associated with high voltage and failed machine during tests, it was used the processor in the loop simulation technique to validate the code directly in the chosen processor. In this work, the operation of the IPM engine is explained and the torque models for fault operation is developed. Finally, PIL simulations are made to validate theoretical analysis.