Control sin sensor de velocidad de máquinas de inducción con filtro LC para sistemas de bombeo eléctrico sumergible geotérmico
Autores: Kullick, Julian; Hackl, Christoph M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Se propone un controlador de retroalimentación de estado sin sensor de velocidad para máquinas de inducción (IMs) con filtro LC. La estimación de velocidad y estado se basa en un observador adaptativo de velocidad, que requiere solo la medición de las corrientes de entrada del filtro. Las corrientes del motor son controladas por un controlador de retroalimentación de estado con prefiltro y acción de control integral, con el fin de lograr un seguimiento rápido y asintótico del punto de ajuste. Las ganancias del controlador del observador se calculan fuera de línea utilizando la teoría del regulador cuadrático lineal (LQR) y se actualizan en línea (programación de ganancias) para alcanzar la estabilidad y mejorar el rendimiento del controlador en todo el rango de operación. También se tienen en cuenta aspectos de implementación, como la discretización del sistema de control y la reducción del esfuerzo computacional. El esquema de control propuesto se valida mediante simulaciones y resultados experimentales, incluso para condiciones de operación críticas como los cruces por cero de velocidad. Se demuestra que el sistema de control en general funciona muy bien bajo diversas condiciones de carga y velocidad; mientras que su ajuste sigue siendo simple, lo que lo hace atractivo para aplicaciones industriales como sistemas de bombeo sumergible eléctrico geotérmico (ESP).
Descripción
Se propone un controlador de retroalimentación de estado sin sensor de velocidad para máquinas de inducción (IMs) con filtro LC. La estimación de velocidad y estado se basa en un observador adaptativo de velocidad, que requiere solo la medición de las corrientes de entrada del filtro. Las corrientes del motor son controladas por un controlador de retroalimentación de estado con prefiltro y acción de control integral, con el fin de lograr un seguimiento rápido y asintótico del punto de ajuste. Las ganancias del controlador del observador se calculan fuera de línea utilizando la teoría del regulador cuadrático lineal (LQR) y se actualizan en línea (programación de ganancias) para alcanzar la estabilidad y mejorar el rendimiento del controlador en todo el rango de operación. También se tienen en cuenta aspectos de implementación, como la discretización del sistema de control y la reducción del esfuerzo computacional. El esquema de control propuesto se valida mediante simulaciones y resultados experimentales, incluso para condiciones de operación críticas como los cruces por cero de velocidad. Se demuestra que el sistema de control en general funciona muy bien bajo diversas condiciones de carga y velocidad; mientras que su ajuste sigue siendo simple, lo que lo hace atractivo para aplicaciones industriales como sistemas de bombeo sumergible eléctrico geotérmico (ESP).