Contribuições ao controle do motor síncrono de ímã permanente com FCEM não senoidal
Resumo
Esta tese apresenta contribuições ao controle vetorial sensorless de Motores Síncronos
de Ímãs Permanentes (MSIP) com Força Contraeletromotriz (FCEM) não senoidal,
cujos ímãs são alocados na superfície do rotor. A técnica proposta permite reduzir as
oscilações no conjugado eletromagnético e, dependendo da FCEM, as perdas no cobre
dos enrolamentos do estator. Para compreender a motivação deste trabalho, as particularidades
que diferenciam os MSIPs são inicialmente discutidas. Desta forma, pode-se
contextualizar esse motor no desenvolvimento de produtos mais eficientes. Em seguida,
dois modelos dinâmicos do MSIP não senoidal são derivados. O primeiro modelo, representado
no referencial estacionário , é usado para determinar um observador de corrente.
Esse observador é expresso em tempo discreto e baseia-se nos modos deslizantes de ordem
superior, especificamente, no algoritmo super-twisting com uma nova modificação,
que usa ganhos variáveis para a minimização do chattering. O segundo modelo, obtido
a partir de uma nova transformação síncrona orientada ao vetor de FCEM, é usado no
controle vetorial do MSIP. Além disso, um processo de filtragem seletiva é incluído ao
sistema de controle, permitindo eliminar o chattering residual das estimativas da FCEM
e implementar a transformação proposta em um sistema de controle híbrido, que propicia
o controle vetorial senoidal e não senoidal. Em vista disso, é possível obter o aprimoramento
da eficiência energética do motor. De forma a suprir a operação em baixas rotações
e na velocidade nula, o controle I-f é adotado com alguns aprimoramentos. Dentre esses
aprimoramentos, destaca-se a metodologia de projeto da partida e o método de transição
bidirecional, que permite a transição suave e rápida entre as estratégias de controle abordadas.
Por fim, resultados de simulação e experimentais são apresentados para validar os
desenvolvimentos teóricos bem como demonstrar a viabilidade de implementação.
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