MXPA03009960A - Metodo y aparato para controlar la operacion de un motor de induccion usando un modelo del motor de induccion. - Google Patents

Metodo y aparato para controlar la operacion de un motor de induccion usando un modelo del motor de induccion.

Info

Publication number
MXPA03009960A
MXPA03009960A MXPA03009960A MXPA03009960A MXPA03009960A MX PA03009960 A MXPA03009960 A MX PA03009960A MX PA03009960 A MXPA03009960 A MX PA03009960A MX PA03009960 A MXPA03009960 A MX PA03009960A MX PA03009960 A MXPA03009960 A MX PA03009960A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
motor
value
further characterized
voltage
motor variable
Prior art date
Application number
MXPA03009960A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Branecky Brian
Original Assignee
Smith Corp A O
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Smith Corp A O filed Critical Smith Corp A O
Publication of MXPA03009960A publication Critical patent/MXPA03009960A/es

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/08Controlling based on slip frequency, e.g. adding slip frequency and speed proportional frequency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

Un controlador para un motor y un metodo para controlar la operacion del motor; el controlador incluye un modelo del motor, en donde el modelo es utilizado para determinar valores modelados de primera y segunda variable de motor; un valor estimado de deslizamiento es ajustado basandose por lo menos en parte en una comparacion del valor modelado de la segunda variable de motor y un valor estimado de la segunda variable de motor basado por lo menos en parte en un valor de voltaje de barra conductora y un valor de corriente de barra conductora; conforme es ajustado el valor estimado de deslizamiento los valores modelados son actualizados, y asi el voltaje utilizado para energizar el motor es actualizado para proveer control del motor en base al control de la primera variable de motor.

Description

METODO Y APARATO PARA CONTROLAR LA OPERACION DE UN MOTOR DE INDUCCION USANDO UN MODELO DEL MOTOR DE INDUCCION ANTECEDENTES DE LA INVENCION La invención se refiere a motores de inducción. Más particularmente, la invención se refiere a un método y un aparato para controlar la operación de un motor de inducción usando un modelo del motor de inducción. Se han usado varios esquemas de control para controlar la operación de motores de inducción. No obstante, en la técnica sería bien recibido un esquema de control mejorado que provea una operación directa y confiable, y que su fabricación sea simple y menos costosa.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Los métodos y aparatos de la invención proveen un control de motor mediante la utilización de un modelo del motor. En una modalidad, un circuito de control o controlador se conecta al motor para proveer el control de motor. El controlador actúa como un "observador" del motor para determinar los valores necesarios de las variables del motor para proveer control del motor, sin medir directamente del motor los valores de la variable del motor u otros valores necesarios para calcular los valores de las variables del motor. En su lugar, el controlador utiliza valores mandados de velocidad de excitación y voltaje de motor, y valores medidos de voltaje de barra conductora y corriente de barra conductora para determinar dichos valores. En una modalidad, un inversor incluye el voltaje de la barra conductora y la corriente de la barra conductora y suministra un voltaje al motor en base a una señal de comando provista por el controlador. En algunas modalidades, el controlador también puede utilizar otros valores medidos del inversor para determinar los valores necesarios para calcular los valores de las variables del motor. El controlador, así, elimina la necesidad de dispositivos sensores acoplados al motor y la circuitería necesaria para convertir tales señales detectadas. Adicionalmente se pueden obtener del inversor los valores necesarios para calcular los valores de las variables de motor usando menos componentes o componentes menos costosos. Por lo tanto, el controlador se puede poner en práctica usando menos componentes de circuitería y menos costosos que los esquemas de control previos. El modelo utilizado para proveer control de motor es un modelo simplificado, permitiendo así la utilización de procesadores menos potentes. Un procesador menos potente en combinación con un menor número general de componentes de circuitería permite la producción de un controlador menos costoso. Otras características de la invención se harán evidentes al considerar la descripción detallada y los dibujos anexos.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama esquemático de un motor de inducción y un controlador conectado al motor de inducción. La figura 2 es un diagrama esquemático de otra modalidad del controlador mostrado en la figura 1. La figura 3 es un diagrama esquemático de un modelo de motor de inducción de parámetro agrupado del motor mostrado en la figura 1. La figura 4 es un diagrama esquemático de un modelo de motor de inducción que no toma en cuenta los efectos de pérdidas de núcleo.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Antes de explicar cualquier modalidad de la invención en detalle, se entiende que la aplicación de la invención no está limitada a los detalles de construcción y disposición de componentes que se indican en la siguiente descripción o se ilustra en los siguientes dibujos. La invención es susceptible de otras modalidades y de ser practicada o realizada de varias maneras. También, se entiende que la fraseología y la terminología usadas aquí tienen un fin descriptivo y no se deben considerar limitativas. Se entiende aquí que el uso de los términos "que incluye" "que comprende" o "que tiene", y sus variaciones, abarcan los elementos mencionados enseguida y los equivalentes de los mismos, así como también elementos adicionales. A menos que se especifiquen o limiten de otra manera, los términos "montado" "conectado" y "acoplado" se usan ampliamente y abarcan montajes, conexiones y acoplamientos directos e indirectos. Además, los términos "conectado" y "acoplado" no están restringidos a conexiones o acoplamientos físicos o mecánicos. En las figuras 1 y 2 de los dibujos se muestran vistas esquemáticas de un motor de inducción, 10, y un controlador, 15, conectado al motor 10. Los detalles del motor de inducción 10 son conocidos comúnmente en la técnica. Por lo tanto, el motor de inducción no se describe en detalle. Los aspectos del controlador 15 también pueden ser de utilidad para el control de otros tipos de motores (por ejemplo motores de CD sin escobilla de imán permanente, etc.). En una modalidad, el controlador 15 se pone en práctica usando un dispositivo programable (por ejemplo un microprocesador, un microcontrolador, un procesador de señal digital (DSP), etc.), que utiliza software almacenado en una memoria y por lo menos un componente de energía discreta (por ejemplo un inversor, un circuito de medición, etc.). Como será evidente para las personas con conocimientos medios en la materia, parte del software puede ser puesto en práctica en hardware usando mecanismos tales como lenguaje descriptor de hardware, para crear circuitos específicos de aplicación o uso especial. Por lo tanto, los elementos aquí descritos no necesariamente o inevitablemente estarían limitados a una modalidad de software o hardware simplemente porque los ejemplos dados se indican en términos específicos de software o hardware. Además, aunque el software se ¡lustra como varios elementos o módulos separados, la funcionalidad de tales elementos se puede combinar en menos elementos o se puede separar en más elementos. Como se muestra en la figura 1 , el controlador 15 incluye controladores 15A y 15B. El controlador 15A provee control individual de cualquier variable del motor 10 (por ejemplo momento de torsión, deslizamiento, rendimiento, flujo, etc.), que es descrita por un modelo del motor 10. Para ejecutar dicho control, el controlador 15A incluye un primer comparador 20, un primer regulador 25, un convertidor de frecuencia a voltaje, 30, un modulador 35, un inversor 40, un circuito de medición 45 que tiene un sensor de corriente 47, y un convertidor analógico-digital (A/D) 50, un calculador 55, un segundo comparador 60, un segundo regulador 65 y un módulo de modelo de motor, 70. El controlador 15A controla la operación del motor 10 controlando una primera variable de motor MV1 del motor 10 usando una segunda variable de motor MV2 del motor 10. El primer comparador 20 compara un valor mandado de la primera variable de motor V C D y un valor modelado de la primera variable de motor MV1 MODELADO- El primer comparador 20 envía un error EMVi que representa la diferencia entre el valor mandado MV1CMD y el valor modelado MV1 MODELADO- En una modalidad, el valor mandado MV1CMD se provee basándose por lo menos en parte en una entrada de usuario al ambiente del motor 10 y el controlador 15 (por ejemplo el ajuste de un termostato de un sistema de calentamiento, ventilación y acondicionamiento de aire (HVAC), en donde se usa el motor 10 para accionar un ventilador del sistema HVAC y el controlador 15 controla dicha operación). El valor modelado MV1 MODELADO es determinado por el módulo de modelo de motor, 70, como se expone abajo. El error E VI es provisto al primer regulador 25. Si los valores mandado y modelado MVIC D y MV1 ODELADOI respectivamente, son el mismo valor, el valor del error EMVI es igual a cero. El primer regulador 25 recibe el error EM I como una entrada y genera una salida de un valor mandado de velocidad de excitación COE-CMD. El primer regulador 25 aumenta o disminuye el valor previo del valor mandado de velocidad de excitación GOE-CMD en base ai valor del error EMVI. generando así un nuevo valor para el valor mandado de la velocidad de excitación COE-CMD-Cuando el valor del error EMvi es igual a cero, el primer regulador 25 está en una condición estacionaria y el valor del valor mandado de velocidad de excitación CÚE-CMD no cambia. Cuando el valor del error EMvi es positivo o negativo, el valor del valor mandado de velocidad de excitación CÚE-CMD salta hacia arriba o hacia abajo, respectivamente. El nuevo valor mandado de la velocidad de excitación OJE-CMD es provisto al convertidor de frecuencia voltaje, 30, y al modulador 35. En una modalidad, el primer regulador 25 utiliza control proporcional-integral (Pl), en donde la relación entre la entrada y la salida está dada por la siguiente ecuación: - Y ^ + ! rj [e1] ??-a?? — Ai ' ¾i en donde la constante Ki representa la ganancia del primer regulador 25, y la constante de tiempo t? representa la constante de tiempo del cero del primer regulador 25. Los valores de la constante Ki y la constante de tiempo t? determinan que tan rápido alcanza una condición estacionaria el primer regulador 25. La velocidad a la cual se adapta el primer regulador 25 a la condición estacionaria se puede variar en base a los requerimientos de la aplicación en la cual se utiliza el motor 10. En una modalidad, los valores de la constante Ki y de la constante de tiempo Ti son determinados empíricamente en base a las condiciones estimadas del motor 10. Otras modalidades del primer regulador 25 utilizan otras técnicas para establecer los valores de la constante K-i y la constante de tiempo t-?. Otras modalidades del primer regulador 25 usan un control proporcional-integral derivado (PID) u otro tipo de control capaz de generar una salida basada en una entrada del error ????· El convertidor de frecuencia a voltaje, 30, recibe el valor mandado de velocidad de excitación ÜÚE-C D como una entrada y genera una salida de un valor mandado de voltaje de motor V1-CMD- En una modalidad, la relación entre el valor mandado de velocidad de excitación CÜE-C D y el valor mandado de voltaje de motor VI-CMD> se basa en el flujo del motor 10. Otras modalidades del convertidor de frecuencia a voltaje 30 utilizan otras relaciones entre el valor mandado de velocidad de excitación OÜE-CMD y el valor mandado del voltaje de motor V-I-CMD- El valor mandado del voltaje de motor V-I-CMD ES suministrado al modulador 35. El modulador 35 recibe el valor mandado de velocidad de excitación OÚE-CMD y el valor mandado de voltaje de motor V-|.CMD como entradas, y genera una salida modulada. En una modalidad, la salida modulada incluye por lo menos una señal de comando CS. Cada señal de comando CS puede incluir un ciclo de trabajo que es determinado en base, por lo menos en parte, a una relación entre el valor mandado de voltaje de motor V-I-CMD y un voltaje de barra conductora de CD, VCD. del inversor 40. La amplitud de cada una de las señales de comando CS puede ser un valor nominal (por ejemplo 5 volts de CD, 15 volts de CD, etc.). El número de señales de comando CS generadas depende del número de conmutadores en el inversor 40 que necesitan ser controlados y del método de control usado (por ejemplo un inversor de energía trifásico puede incluir seis conmutadores, un conmutador superior y un conmutador inferior para cada fase, en donde cada fase es controlada por una señal de comando CS separada (esto es, tres señales de comando CS), o en donde cada conmutador es controlado por una señal de comando CS separada (es decir, seis señales de comando CS). En una modalidad, el modulador 35 incluye un esquema de modulación de seno-triángulo que tiene una frecuencia portadora de 20 KHz. Otras modalidades incluyen otros esquemas de modulación. El inversor 40 recibe cada señal de comando CS como una entrada y genera una salida de un voltaje de motor, V-? (por ejemplo un voltaje trifásico de corriente alterna (CA)) que es alimentado entonces al motor 10. El voltaje de motor Vi energiza continuamente el motor 10 hasta que el valor del voltaje de motor Vi se actualiza. En una modalidad, el inversor 40 incluye un inversor de energía que tiene un circuito de puente para generar un voltaje trifásico para ser usado por un mqtor de inducción trifásico. Otras modalidades del inversor 40 incluyen otros tipos de inversores (por ejemplo un inversor de corriente generada, otros inversores de voltaje generado, etc.), que energizan el motor 10 en base a una entrada de por lo menos una señal de comando CS. El inversor 40 incluye un nodo superior o barra conductora de voltaje de CD y un nodo inferior o barra conductora de corriente CD. Una señal de voltaje de CD es suministrada a la barra conductora de voltaje de CD para usar en la generación del voltaje de motor V-|. En una modalidad, la señal de voltaje de CD es de 300 volts de CD y se obtiene rectificando un voltaje de línea de CA. Otras modalidades de la barra conductora de voltaje de CD pueden incluir otros valores de señales de voltaje de CD. El circuito de medición 45 mide un valor de voltaje de barra conductora de CD, VCD> y un valor de corriente de barra conductora de CD, ICD. El voltaje de barra conductora de CD, VCD, es medido "directamente" (después de reducir el voltaje), y la corriente de barra conductora de CD, ICD, es medida usando el sensor de corriente 47 (por ejemplo un resistor pequeño conectado al nodo inferior del inversor 40), que permite la medición de un voltaje que corresponde a la corriente de barra conductora de CD, ICD- En una modalidad, el sensor de corriente 47 tiene un tamaño tal que la caída de energía en el inversor 40 se minimiza. En algunas modalidades se puede usar un amplificador para amplificar el valor medido del voltaje que corresponde a la corriente de la barra conductora de CD, ICD. Se puede utilizar un convertidor analógico-digital (A/D) para convertir las señales analógicas medidas a señales digitales. Los valores del voltaje y corriente de barra conductora de CD, VCD y ICD, respectivamente, son provistos al calculador 55. El calculador 55 recibe como entradas los valores del voltaje de la barra conductora de CD, VCD, y de la corriente de la barra conductora de CD, ICD, y calcula un valor estimado de una segunda variable de motor, MV2EST, basándose por lo menos en parte en los valores del voltaje de la barra conductora de CD y de la corriente de la barra conductora de CD. El valor estimado MV2EST es provisto al segundo comparador 60. El segundo comparador 60 compara el valor estimado de la segunda variable de motor, MV2EST, y un valor modelado de la segunda variable de motor, MV2MODELADO- El segundo comparador 60 envía un error EMV2 que representa la diferencia entre el valor estimado MV2EST y el valor modelado MV2MODELADO- El valor modelado MV2MODELADO es determinado por el módulo de modelo de motor, 70, como se expone abajo. El error EM 2 es provisto al segundo regulador 65. Si los valores estimado y modelado MV2EST y V2MODELADO, respectivamente, son el mismo valor, el valor del error EMv2 es igual a cero. El segundo regulador 65 recibe el error EMV2 como una entrada y genera una salida de un valor estimado de deslizamiento SEST- El segundo regulador 65 aumenta o disminuye el valor previo del valor estimado de deslizamiento SEST en base al valor del error EMV2, generando así un nuevo valor para el valor estimado de deslizamiento SEST- Cuando el valor del error EMV2 es igual a cero, el segundo regulador 65 está en una condición estacionaria y el valor del valor estimado de deslizamiento SEST no cambia. Cuando el valor del error EMV2 es positivo o negativo, el valor del valor estimado de deslizamiento SEST salta hacia arriba o hacia abajo, respectivamente. El nuevo valor estimado de deslizamiento SEST es provisto al módulo de modelo de motor, 70. En una modalidad, el segundo regulador 65 utiliza control Pl, en donde la relación entre la entrada y la salida está dada por la siguiente ecuación: [e2] Sggj. = K2 — ^MV2 s en donde la constante H¾ representa la ganancia del segundo regulador 65 y la constante tiempo t2 representa la constante de tiempo del cero del segundo regulador 65. Los valores de la constante K2 y la constante de tiempo x2 determinan que tan rápidamente alcanza una condición estacionaria el segundo reguiador 65. La velocidad a la cual el segundo regulador 65 se adapta a la condición estacionaria se puede variar en base a los requerimientos de la aplicación en la que se utiliza en motor 10. En una modalidad, los valores de la constante K2 y la constante de tiempo %2 son determinados empíricamente en base a las condiciones estimadas del motor 10. Otras modalidades del segundo regulador 65 utilizan otras técnicas para establecer los valores de la constante K2 y la constante de tiempo 12. Otras modalidades del segundo regulador 65 usan un control proporcional-integral derivado (PID) u otro tipo de control capaz de generar una salida en base a una entrada del error E V2- El módulo de modelo de motor, 70, recibe el valor estimado de deslizamiento SEST y varios valores de parámetro de motor como entradas, y genera los valores modelados de la primera y la segunda variable de motor, MV1 MODELADO y MV2MODELADO, respectivamente, basándose por lo menos en parte en el valor estimado de deslizamiento SEST- En una modalidad, los valores de los parámetros de motor se basan en las condiciones estimadas del motor. Los valores modelados MV1 MODELADO y MV2MODELADO son utilizados como entradas de retroalimentación que ajustan el valor mandado MVI CMD y el valor estimado MV2EST, respectivamente, para controlar la primera variable de motor MV1 del motor 10. En una modalidad, la condición inicial del segundo regulador 65 es utilizada para proveer un valor estimado de deslizamiento SEST que es usado para generar los valores modelados MV1 MODELADO y MV2MODELADO para la primera iteración del circuito del controlador 15. Otras modalidades del módulo de modelo de motor, 70, utilizan otras técnicas (por ejemplo una condición inicial para los valores modelados MV1 MODELADO y MV2 ODELADO, el uso de un valor cero para los valores modelados MV1 MODELADO y V2MODELADO> etc.). El controlador 15B provee control de una combinación de las variables del motor 10 arriba mencionadas. Para realizar tal control, el controlador 15B incluye los componentes del controlador 15A y un segundo calculador 75, un tercer comparador 80, y un tercer regulador 85. El controlador 15B controla la operación del motor 10, controlando la primera variable de motor MV1 del motor 10 y una tercera variable de motor MV3 del motor 10 usando la segunda variable de motor MV2 del motor 10. El segundo calculador 75 recibe el valor estimado de deslizamiento SEST como una entrada y calcula un valor estimado de la tercera variable de motor MV3EST. El valor estimado MV3EST es suministrado al tercer comparador 80. De manera similar a los valores modelados V1 MODELADO y MV2MODELADO. el valor inicial del valor estimado MV3EST puede ser determinado usando varias técnicas. El tercer comparador 80 compara un valor mandado de la tercera variable de motor MV3CMD y el valor estimado de la tercera variable de motor MV3EST- El tercer comparador 80 envía un error EMv3 que representa la diferencia entre el valor mandado MV3CMD y el valor estimado MV3EST. En una modalidad, el valor mandado MV3CMD es provisto en base por lo menos en parte a una entrada de usuario al ambiente del motor 10 y el controlador 5. El error E V3 es provisto al tercer regulador 85. Si los valores mandados y estimados MV3CMD y MV3EST, respectivamente, son el mismo valor, el valor del error EMv3 es igual a cero. El tercer regulador 85 recibe el error EMV3 como una entrada y genera una salida del valor mandado de la primera variable de motor MV1 CMD. El tercer regulador 85 aumenta o disminuye el valor previo del valor mandado de la primera variable de motor MV1CMD en base al valor del error EMv3, generando así un nuevo valor para el valor mandado de la primera variable de motor MVI C D- Cuando el valor del error EM 3 es igual a cero, el tercer comparador 85 está en una condición estacionaria y el valor del valor mandado de la primera variable de motor MVI CMD no cambia. Cuando el valor del error EMv3 es positivo o negativo, el valor del valor mandado de la primera variable de motor MV1 CMD salta hacia arriba o hacia abajo, respectivamente. El nuevo valor mandado de la primera variable de motor MVI CMD es provisto al primer comparador 20 como se mencionó arriba. En esta modalidad, el valor mandado MVI CMD no está basado directamente en una entrada de usuario, sino que está basada indirectamente en una entrada de usuario.
En una modalidad, el tercer regulador 85 utiliza un control Pl, en donde la relación entre la entrada y la salida está dada por la siguiente ecuación: [e3] MVlCMD = K3 ^^-E 3 s en donde la constante K3 representa la ganancia del tercer regulador 85 y la constante de tiempo t3 representa la constante de tiempo del cero del tercer regulador 85. Los valores de la constante K3 y la constante de tiempo t3 determinan que tan rápidamente alcanza una condición estacionaria el tercer regulador 85. La velocidad a la cual se adapta el tercer regulador 85 a la condición estacionaria se puede variar en base a los requerimientos de la aplicación en la cual se utiliza el motor 10. En una modalidad, los valores de la constante K3 y la constante de tiempo t3 son determinados empíricamente en base a las condiciones estimadas del motor 10. Otras modalidades del tercer regulador 85 utilizan otras técnicas para establecer los valores de la constante K3 y la constante de tiempo t3. Otras modalidades del tercer regulador 85 usan un control proporcional-integral derivado (PID) u otro tipo de control capaz de generar una salida basada en una entrada del error E V3- La figura 2 ilustra esquemáticamente el motor 10 conectado al controlador 15, en donde el controlador incluye controladores 15AT y 15BST. El controlador 15AT efectúa control de momento de torsión del motor 10 y el controlador 15BST efectúa control de velocidad y momento de torsión del motor 10. El control de las variables velocidad o momento de torsión del motor 10 pueden ser útiles en varias aplicaciones (por ejemplo control CFM del ventilador de un sistema HVAC). Como se expuso arriba, el controlador 15 provee control de una variable individual o una combinación de variables del motor 10. Los controladores 15AT y 15BST son dos ejemplos de estos. El controlador 15AT incluye los mismos componentes expuestos arriba para el controlador 15A. El controlador 15AT controla el momento de torsión T del motor 10 usando la parte real de la corriente o la corriente productora de momento de torsión ?? del motor 10. El primer comparador 20 compara un valor mandado de momento de torsión TCMD Y un va'or modelado de momento de torsión TMODELADO- El valor mandado de momento de torsión TCMD puede ser provisto directamente o indirectamente a través del tercer regulador 85. El primer comparador 20 envía un error ?t que representa la diferencia entre el valor mandado TCMD y el valor modelado TMODELADO- El primer regulador 25 recibe el error ?t como una entrada y genera una salida de un valor mandado de velocidad de excitación GÚE-CMD- El valor mandado de velocidad de excitación ?e-cMD es utilizado junto con el valor mandado de voltaje de motor V -CMD para generar el voltaje de motor V-i que energiza el motor 10. Además de los valores del voltaje de barra conductora de CD, VCD, y de la corriente de barra conductora, ICD, el primer calculador 55 también recibe el valor mandado del voltaje de motor V^C D como una entrada. El primer calculador 55 calcula un valor estimado de la corriente productora de momento de torsión, IT-EST, usando la siguiente ecuación: Efl ? INVERSOR VpcIpC [T ] 1 T-EST V\~CMD en donde la constante K4 representa un factor de proporcionalidad (por ejemplo un factor de proporcionalidad basado en el tipo de voltaje de motor V-i utilizado (por ejemplo, un voltaje de motor monofásico, un voltaje de motor trifásico, etc.)), y el rendimiento del inversor, EFF|NVERSOR, representa la pérdida de energía en el inversor 40. El valor estimado de la ecuación de la corriente productora de momento de torsión IT-EST (e4) es obtenido usando las interrelaciones de energía que entra y sale del inversor 40 y el motor 10. La potencia de entrada del motor 10, PENTRADA-MOTOR, está descrita por la siguiente ecuación: [e5] PENTRADA_MOTOR ~ en donde Vi representa el voltaje de motor, I-i representa la corriente de motor (esto es, la corriente a través del estator del motor) (véase el modelo de motor 100 más abajo), cos(0) representa el factor de potencia del motor y licos(0) representa la corriente productora de momento de torsión lT (esto es, la parte real de la corriente). La potencia de entrada del motor 10, PENTRADA-MOTOR, es igual a la potencia de salida del inversor 40, PSALIDA-INVERSOR, como se muestra en la siguiente ecuación: [ßß] P ENTRADA-MOTOR = P SALIDA-INVERSOR En base a la conversión de energía, la potencia de salida del inversor 40, PSALIDA-INVERSOR. y por lo tanto la potencia de entrada del motor 10, PENTRADA-MOTOR. es igual a la potencia de entrada del inversor 40, PENTRADA-INVERSOR, multiplicada por el rendimiento del inversor EFFINVERSOR, como se muestra en la siguiente ecuación: [ß7] ^SALIDA-INVERSOR ~? ENTRADA-INVERSOR INVERSOR = -^ENTRADA-MOTOR La potencia de entrada del inversor 40, PENTRADA-INVERSOR, es igual al voltaje de la barra conductora de CD, VCD, multiplicado por la corriente de la barra conductora de CD, ICD, como se muestra en la siguiente ecuación: [e8] PENTRADA-INVERSOR = VDC^DC Sustituyendo la ecuación de potencia de entrada PENTRADA-INVERSOR del inversor 40 (e8) y la ecuación de potencia de salida PSALIDA-INVERSOR del inversor 40 (e7) en la ecuación de potencia de entrada PENTRADA- OTOR del motor 10 (e5), resolviendo para la parte real de la corriente o la corriente productora de momento de torsión, ?t, y sustituyendo con las variables del controlador 15 las variables correspondientes del modelo 200 (por ejemplo, IT-EST = ?t. VI-CMD = V-i), se obtiene el valor estimado de la ecuación de corriente productora de momento de torsión IT-EST (e4). El segundo comparador 60 compara el valor estimado de la corriente productora de momento de torsión IT-EST y un valor modelado de la corriente productora de momento de torsión ??- ODELADO· El segundo comparador 60 envía un error ?t que representa la diferencia entre los valores estimados y modelados, IT-EST y IT-MODELADO, respectivamente. El segundo regulador 65 recibe el error ?? como una entrada y genera una salida de un valor estimado de deslizamiento SEST- Además del valor estimado de deslizamiento SEST, el módulo de modelo de motor, 70, recibe los valores mandados de velocidad de excitación y voltaje de motor, COE-CMD y I-CMD, respectivamente, y en base a un modelo del motor 10, genera los valores modelados de momento de torsión y corriente productora de momento de torsión, TMODELADO y IT-MODELADO- La figura 3 ilustra un modelo de motor de inducción de parámetro agrupado, 100, del motor 10, en donde para cada fase del motor 10, Ri representa la resistencia del estator, Xi representa la reactancia del estator, R2 representa la resistencia del rotor que corresponde a la resistencia R1f X2 representa la reactancia del rotor que corresponde a la reactancia X1 ( RM representa la resistencia asociada con pérdidas de núcleo, Xm representa la reactancia magnetizadora, V-i representa el voltaje de motor que energiza el estator del motor 0, y S es el deslizamiento del motor. Los valores de las resistencias Ri y R2p, y las reactancias XiP y XMP están basados en los valores de parámetro de motor estimados. También está disponible un valor estimado de deslizamiento S, aunque el deslizamiento S varía durante la operación del motor 10 en base a la carga y velocidad del motor 10. El modelo de parámetro agrupado, 100, se simplifica al modelo de motor de inducción, 200, mostrado en la figura 4, despreciando los efectos de pérdida de núcleo y usando las siguientes ecuaciones: [e11] XR [e13] M RIP ~ La impedancia de entrada ZENTRADA de' modelo 200 está representada por la siguiente ecuación: [e14] Z ENTRADA - Además, la corriente de motor I-i del modelo 200 está representada por la siguiente ecuación: [e15] ZENTRADA Sustituyendo la ecuación de impedancia de entrada ZENTRADA (e14) en la ecuación de corriente de motor (e15), resolviendo para la parte real de la corriente o la corriente productora de momento de torsión, ?t, y sustituyendo con las variables del controlador 15 las variables correspondientes del modelo 200 (por ejemplo IT-MODELADO = ?t< WE-CMD = ??) SEST = S, V1-CMD = V-i), se obtiene la siguiente ecuación: [?16] T -MODELADO ~ ß + en donde ( 2 2 2 2 2 2 i RJR2P +RI(OE_ MD Xtfp SCALC + fi½_caiD X p RipScALcj [e18] [e19] En una modalidad del módulo de modelo de motor, 70, el valor modelado de corriente productora de momento de torsión, IT-MODELADO> es generado en base al modelo 200 del motor 10 que incluye el valor modelado antes indicado de corriente productora de momento de torsión IT-MODELADO de la ecuación (e16). En base al modelo 200, la potencia desarrollada PDEV por el motor 10, está representada nnr la sinuiente ecuación: Además, el momento de torsión T del motor 10 está representado por la siguiente ecuación: [e21] T = - ¦ DEV Sustituyendo la ecuación de potencia desarrollada PDEV (e20) en la ecuación de momento de torsión T (e21 ), utilizando solo la porción de la ecuación resultante que representa la parte real de la corriente basada en la interrelación entre la corriente de motor y ia corriente l2p, y sustituyendo con las variables del controlador 15 la variable correspondiente del modelo 200 (por ejemplo TMODELADO = T Ü)e-C D = ??, SCALC = S, V -CMD = Vi), se obtiene la siguiente ecuación: [T22] M T ODELADO - - B E + C en donde [e23] E = V1_aaj3XilP2a)B_CMDR2l, y B y C se definen en las ecuaciones 18 y 19. La utilización de las ecuaciones (e16 y e22), que tienen el mismo denominador, reduce la cantidad de energía de procesamiento necesaria para controlar la operación del motor 10. En una modalidad del módulo de modelo de motor, 70, el valor modelado del momento de torsión, TMODELADO, es generado en base al modelo 200 del motor 10, que incluye el valor modelado antes indicado de la ecuación de momento de torsión TMODELADO (e22). Otras modalidades del módulo de modelo de motor, 70, incluyen otras ecuaciones basadas en el modelo 200, ecuaciones basadas en otros modelos del motor 10, tablas de búsqueda que tienen valores basados en el modelo 200 u otros modelos, etc. El controlador 15BST incluye los mismos componentes arriba mencionados para el controlador 15B. El controlador 15BST controla el momento de torsión T y la velocidad de salida U>R del motor 10 usando la corriente productora de momento de torsión lT del motor 10. El segundo calculador 75 recibe como entradas el valor estimado de deslizamiento SEST y el valor mandado de velocidad de excitación COE-CMD, y calcula un valor estimado de velocidad de salida CÚR.EST en base a la siguiente ecuación: [e24] COR-MODELADO = -~ ¿>EST ^E-CMD El tercer comparador 80 compara un valor mandado de la velocidad de salida CÜR-C D y el valor estimado de la velocidad de salida CJR. EST- El tercer comparador 80 envía un error EwR que representa la diferencia entre el valor mandado ÜJR-CMD y el valor estimado CÚR-EST- El tercer regulador 85 recibe el error RWR como una entrada y genera una salida del valor mandado de momento de torsión TC D, que es utilizado como se expuso anteriormente. En una modalidad alternativa, el controlador 15AT controla el momento de torsión T y el controlador 15BST controla el momento de torsión T y la velocidad de salida OÜR del motor 10, usando la corriente de motor li en lugar de la corriente productora de momento de torsión lT del motor 10. El control es similar al que se expuso anteriormente con respecto al uso de corriente productora de momento de torsión ??, con la excepción de que la corriente de motor l-i es la segunda variable de motor V2 en lugar de la corriente productora de momento de torsión lT. El primer calculador 55 calcula un valor estimado de corriente de motor I1-EST usando la siguiente ecuación: [e25] h-EST = K, EFF~R VDC IDC El valor estimado de la ecuación de corriente de motor l-i (e25) se obtiene sustituyendo la ecuación de potencia de entrada PENTRADA-INVERSOR del inversor 40 (e8) y la ecuación de potencia de salida PSALIDA-INVERSOR del inversor 40 (e7) en la ecuación de potencia de entrada PENTRADA-MOTOR del motor 10 (e5), resolviendo para la corriente de motor l-i, y sustituyendo con las variables del controlador 15 las variables correspondientes del modelo 200 (por ejemplo I-I-EST = h> V-I-CMD = \ ). Un valor modelado de corriente de motor -MODELADO es generado en base al modelo 200 del motor 10 que incluye un valor modelado de la ecuación de corriente de motor, desarrollado de manera similar al valor modelado anterior de la ecuación de corriente productora de momento de torsión IT-MODELADO (e16). Se puede obtener de varias formas un valor del factor de potencia eos T para usar en el cálculo de los valores estimado y modelado de la corriente de motor II-EST y I-I- ODELADO- En una modalidad, se obtiene un valor del factor de potencia eos T determinando el cruce a cerro de la forma de onda de la corriente de motor en la salida del inversor 40, y comparando ese cruce a cero con la forma de onda del voltaje mandado VI-CMD- En otra modalidad alternativa, el controlador 15AT controla el momento de torsión T y el controlador 15BST controla el momento de torsión T y la velocidad de salida OÚR del motor 10, usando el factor de potencia eos T en lugar de la corriente productora de momento de torsión lT del motor 10. El control es similar al que se expuso arriba con respecto al uso de la corriente productora de momento de torsión ?t, con la excepción de que el factor de potencia eos T es la segunda variable de motor MV2. El primer calculador 55 calcula un valor estimado del factor de potencia eos OEST usando la siguiente ecuación: [e26] Eff INVERSOR VDC ^ DC 8seEST = K El valor estimado de la ecuación del factor de potencia eos 9EST (e26) se obtiene sustituyendo la ecuación de potencia de entrada PENTRADA-INVERSOR del inversor 40 (e8) y la ecuación de potencia de salida PSALIDA-INVERSOR del inversor 40 (el), en la ecuación de potencia de entrada PENTRADA-MOTOR del motor 10 (e5), resolviendo para el factor de potencia eos T, y sustituyendo con las variables del controlador 15 las variables correspondientes del modelo 200 (por ejemplo V-I-CMD = Vi). Un valor modelado del factor de potencia eos BMODELADO es generado en base al modelo 200 del motor 10 que incluye un valor modelado de ecuación de factor de potencia desarrollado de manera similar al valor modelado arriba indicado de la ecuación de corriente productora de momento de torsión IT-MODELADO (e16). Se puede obtener de varias maneras un valor de la corriente de motor para usarlo en el cálculo de los valores estimado y modelado del factor de potencia, eos OEST y eos 9MODELADO- En una modalidad, se obtiene un valor de la corriente de motor h rectificando la corriente de motor 11 en la salida del inversor 40 para obtener un valor RMS de la corriente de motor . De esta manera, la presente invención provee, entre otras cosas, un método y un aparato, nuevos y útiles, para controlar la operación de un motor de inducción usando un modelo del motor de inducción. Varias características de la invención se indican en las siguientes reivindicaciones.

Claims (66)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES
1.- Un método para controlar un motor de inducción, el método comprendiendo: proveer un modelo del motor, en donde el modelo es utilizado para proveer un valor modelado de momento de torsión y un valor modelado de corriente productora de momento de torsión; suministrar un voltaje al motor para energizar el motor; proveer un valor mandado de momento de torsión; medir un voltaje de barra conductora y una corriente de barra conductora; determinar un valor estimado de corriente productora de momento de torsión basado por lo menos en parte en el voltaje de barra conductora y la corriente de barra conductora; comparar los valores estimado y modelado de la corriente productora de momento de torsión para determinar un error de corriente productora de momento de torsión; usar e! modelo para determinar un valor modelado actualizado de momento de torsión basado por lo menos en parte en el error de corriente productora de momento de torsión; ajustar el voltaje suministrado al motor basándose por lo menos en parte en el valor modelado actualizado de momento de torsión.
2.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el modelo incluye una ecuación que representa el motor.
3.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el modelo incluye un modelo de motor de inducción que no toma en cuenta los efectos de pérdidas de núcleo en el motor.
4. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el modelo incluye una tabla de búsqueda que representa el motor.
5. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el voltaje incluye un voltaje trifásico de corriente alterna (CA).
6.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la acción de suministrar un voltaje incluye suministrar el voltaje con un inversor, el inversor incluyendo el voltaje de barra conductora y la corriente de barra conductora.
7. - El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque el voltaje de barra conductora es un voltaje de barra conductora de corriente directa (CD) y la corriente de barra conductora es una corriente de barra conductora de CD, y en donde la acción de medir un voltaje de barra conductora y una corriente de barra conductora incluye medir el voltaje de barra conductora de CD y medir la corriente de barra conductora de CD.
8. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende: proveer un valor mandado de velocidad de salida; determinar un valor estimado de velocidad de salida basado por lo menos en parte en el error de corriente productora de momento de torsión; comparar los valores mandado y estimado de velocidad de salida para determinar un error de velocidad de salida; y determinar el valor mandado de momento de torsión basándose por lo menos en parte en el error de velocidad de salida.
9. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende comparar los valores mandado y modelado actualizado de momento de torsión, para determinar un error de momento de torsión, en donde el voltaje suministrado al motor es ajustado basándose por lo menos en parte en el error de momento de torsión.
10. - El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque comprende: determinar un valor mandado de velocidad de excitación basado por lo menos en parte en el error de momento de torsión; y determinar un valor mandado de voltaje de motor basado por lo menos en parte en el valor mandado de la velocidad de excitación.
11. - El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque comprende: determinar una señal de comando basada por lo menos en parte en los valores mandados de velocidad de excitación y voltaje de motor; y ajustar el voltaje basándose por lo menos en parte en la señal de comando.
12. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende: determinar un valor estimado de deslizamiento basado por lo menos en parte en el error de corriente productora de momento de torsión; y usar el modelo para determinar un valor modelado actualizado de momento de torsión basado por lo menos en parte en el valor estimado de deslizamiento.
13. - Un método para controlar un motor de inducción, el método comprendiendo: proveer un modelo del motor, en donde el modelo es utilizado para proveer un valor modelado de momento de torsión y un valor modelado de factor de potencia; suministrar un voltaje al motor para energizar el motor; proveer un valor mandado de momento de torsión; medir un voltaje de barra conductora y una corriente de barra conductora; determinar un valor estimado de factor de potencia basado por lo menos en parte en el voltaje de barra conductora y la corriente de barra conductora; comparar los valores estimado y modelado del factor de potencia para determinar un error de factor de potencia; usar el modelo para determinar un valor modelado actualizado de momento de torsión basado por lo menos en parte en el error de factor de potencia; ajusfar el voltaje suministrado al motor basándose por lo menos en parte en el valor modelado actualizado de momento de torsión.
14. - Un método para controlar un motor de inducción, el método comprendiendo: proveer un modelo del motor, en donde el modelo es utilizado para proveer un valor modelado de momento de torsión y un valor modelado de comente de motor; suministrar un voltaje al motor para energizar el motor; proveer un valor mandado de momento de torsión; medir un voltaje de barra conductora y una corriente de barra conductora; determinar un valor estimado de corriente de motor basado por lo menos en parte en el voltaje de barra conductora y la corriente de barra conductora; comparar los valores estimado y modelado de corriente de motor para determinar un error de corriente de motor; usar el modelo para determinar un valor modelado actualizado de momento de torsión basado por lo menos en parte en el error de corriente de motor; ajustar el voltaje suministrado al motor basándose por lo menos en parte en el valor modelado actualizado de momento de torsión.
15. - Un método para controlar un motor, el método comprendiendo las siguientes acciones: proveer un modelo del motor, en donde el modelo es utilizado para proveer un valor modelado de una primera variable de motor y un valor modelado de una segunda variable de motor; suministrar un voltaje al motor con un inversor, el inversor incluyendo un voltaje de barra conductora y una corriente de barra conductora; proveer un valor mandado de la primera variable de motor; medir el voltaje de barra conductora y la corriente de barra conductora; determinar un valor estimado de la segunda variable de motor basado por lo menos en parte en el voltaje de barra conductora y la corriente de barra conductora; comparar los valores estimado y modelado de la segunda variable de motor para determinar un segundo error de variable de motor; usar el modelo para determinar un valor modelado actualizado de la primera variable de motor, basado por lo menos en parte en el segundo error de variable de motor; ajustar el voltaje suministrado al motor basándose por lo menos en parte en el valor modelado de la primera variable de motor.
16. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el motor es un motor de inducción.
17.- El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el voltaje incluye un voltaje de corriente alterna (CA).
18.- El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque el voltaje de CA incluye un voltaje trifásico de CA.
19. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque la primera variable de motor es el momento de torsión.
20. - El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la segunda variable de motor es la corriente productora de momento de torsión.
21. - El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la segunda variable de motor es el factor de potencia.
22. - El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la segunda variable de motor es la corriente de motor.
23.- El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque la primera variable de motor es una de: la velocidad, el deslizamiento, el rendimiento y el flujo.
24.- El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque la segunda variable de motor es una de: la velocidad, el deslizamiento, el rendimiento y el flujo.
25. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el modelo incluye una ecuación que representa el motor.
26. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el modelo incluye un modelo de motor de inducción que no toma en cuenta los efectos de pérdidas de núcleo en el motor.
27. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el modelo incluye una tabla de búsqueda que representa el motor.
28. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el voltaje de barra conductora es un voltaje de barra conductora de corriente directa (CD) y la corriente de barra conductora es una corriente de barra conductora de CD, y en donde la acción de medir el voltaje de barra conductora y la corriente de barra conductora incluye medir el voltaje de barra conductora de CD y medir la corriente de barra conductora de CD.
29. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque comprende determinar un valor estimado de deslizamiento basado por lo menos en parte en el segundo error de variable de motor.
30. - El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado además porque comprende: proveer un valor mandado de una tercera variable de motor; determinar un valor estimado de la tercera variable de motor basado por lo menos en parte en el valor estimado de deslizamiento; comparar los valores mandado y estimado de la tercera variable de motor para determinar un tercer error de variable de motor; y determinar el valor mandado de la primera variable de motor basándose por lo menos en parte en el tercer error de variable de motor.
31. - El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado además porque la tercera variable de motor es la velocidad de salida.
32. - El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado además porque la tercera variable de motor es una de: el momento de torsión, el deslizamiento, el rendimiento y el flujo.
33.- El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque comprende comparar los valores mandado y modelado actualizado de la primera variable de motor, para determinar un primer error de variable de motor, en donde el voltaje es ajustado basándose por lo menos en parte en el primer error de variable de motor.
34.- El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado además porque comprende: determinar un valor mandado de velocidad de excitación basado por lo menos en parte en el primer error de variable de motor; y determinar un valor mandado de voltaje de motor basado por lo menos en parte en el valor mandado de velocidad de excitación.
35. - El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque comprende: determinar una señal de comando basada por lo menos en parte en los valores mandados de velocidad de excitación y voltaje de motor; y ajusfar el voltaje basándose por lo menos en parte en la señal mandada.
36. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque comprende: determinar un valor estimado de deslizamiento basado por lo menos en parte en el segundo error de variable de motor; y usar el modelo para determinar un valor modelado actualizado de la primera variable de motor, basado por lo menos en parte en el valor estimado de deslizamiento.
37. - Un controlador para un motor de inducción que tiene una primera variable de motor y una segunda variable de motor, el controlador comprendiendo: un módulo de modelo de motor configurado para representar un motor, el módulo de modelo de motor teniendo una entrada que recibe un valor estimado de deslizamiento, y una salida que envía un valor modelado de la primera variable de motor y un valor modelado de la segunda variable de motor; un inversor que tiene un voltaje de barra conductora y una corriente de barra conductora, el inversor suministrando un voltaje al motor de inducción para energizar el motor de inducción; un circuito de medición configurado para medir el voltaje de barra conductora y la corriente de barra conductora; un calculador configurado para calcular un valor estimado de la segunda variable de motor, basado por lo menos en parte en el voltaje de barra conductora medido y la corriente de barra conductora medida; un primer comparador que tiene una entrada que recibe los valores estimado y modelado de la segunda variable de motor, y una salida que envía un segundo error de variable de motor, un regulador que tiene una entrada que recibe el segundo error de variable de motor, y una salida que envía el valor estimado de deslizamiento; y un segundo comparador que tiene una entrada que recibe un valor mandado de la primera variable de motor y el valor modelado de una primera variable de motor, y una salida que envía un primer error de variable de motor; en donde el voltaje es determinado basándose por lo menos en parte en el primer error de variable de motor.
38.- El controlador de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque el circuito de medición incluye un sensor de corriente.
39.- El controlador de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque el circuito de medición incluye un convertidor analógico-digital (A/D).
40. - El controlador de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado además porque el segundo error de variable de motor representa la diferencia entre los valores estimado y modelado de la segunda variable de motor.
41. - El controlador de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque el primer error de variable de motor representa la diferencia entre los valores mandado y modelado de la primera variable de motor.
42. - El controlador de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque la primera variable de motor es el momento de torsión.
43. - El controlador de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque la segunda variable de motor es la corriente productora de momento de torsión.
44. - El controlador de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque la segunda variable de motor es el factor de potencia.
45. - El controlador de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque la segunda variable de motor es la corriente de motor.
46.- El controlador de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque la primera variable de motor es una de: la velocidad, el deslizamiento, el rendimiento y el flujo.
47. - El controlador de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque la segunda variable de motor es una de la velocidad, el deslizamiento, el rendimiento y el flujo.
48. - El controlador de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque el motor incluye una tercera variable de motor, y comprende además un segundo calculador que tiene una entrada que recibe el valor estimado de deslizamiento y una salida que envía un valor estimado de la tercera variable de motor.
49. - El controlador de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado además porque comprende un tercer comparador que tiene una entrada que recibe el valor estimado de la tercera variable de motor y un valor mandado de la tercera variable de motor, y una salida que envía un tercer error de variable de motor.
50. - El controlador de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado además porque el valor mandado de la primera variable de motor está basado por lo menos en parte en el tercer error de variable de motor.
51. - El controlador de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado además porque la tercera variable de motor es la velocidad de salida.
52.- Un controlador para un motor de inducción que tiene una primera variable de motor, el controlador comprendiendo: un inversor que tiene un voltaje de barra conductora y una corriente de barra conductora, el inversor siendo operable para recibir una señal de comando, y para suministrar un voltaje al motor de inducción basándose por lo menos en parte en la señal de comando; un circuito de medición operable para medir un valor del voltaje de barra conductora y un valor de la corriente de barra conductora; un dispositivo programable, operable para generar un valor estimado de deslizamiento basado por lo menos en parte en los valores medidos del voltaje de barra conductora y la corriente de barra conductora, para mantener un modelo del motor de inducción y para ajustar la señal de comando basándose por lo menos en parte en un valor modelado de la primera variable de motor generado usando el modelo, el valor modelado de la primera variable de motor estando basado por lo menos en parte en el valor estimado de deslizamiento.
53. - El controlador de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado además porque el motor de inducción tiene una segunda variable de motor, y en donde el dispositivo programable es operable además para generar un valor modelado de la segunda variable de motor usando el modelo.
54. - El controlador de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado además porque el dispositivo programable es operable además para calcular un valor estimado de la segunda variable de motor, basado por lo menos en parte en los valores medidos del voltaje de barra conductora y de la corriente de barra conductora.
55. - El controlador de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado además porque el dispositivo programable también es operable para generar un segundo error de variable de motor basándose por lo menos en parte en una comparación de los valores estimado y modelado de la segunda variable de motor, y en donde el valor estimado de deslizamiento es generado basándose por lo menos en parte en el segundo error de variable de motor.
56. - El controlador de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado además porque la segunda variable de motor es la corriente productora de momento de torsión.
57. - El controlador de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado además porque la segunda variable de motor es el factor de potencia.
58. - El controlador de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado además porque la segunda variable de motor es la corriente de motor.
59.- El controlador de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado además porque el dispositivo programable también es operable para recibir un valor mandado de la primera variable de motor.
60. - El controlador de conformidad con la reivindicación 59, caracterizado además porque el dispositivo programable también es operable para generar un primer error de variable de motor basándose por lo menos en parte en una comparación de los valores mandado y modelado de la primera variable de motor.
61. - El controlador de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado además porque la señal de comando es ajustada basándose por lo menos en parte en el primer error de variable de motor.
62. - El controlador de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado además porque el motor de inducción tiene una segunda variable de motor, y en donde el dispositivo programable también es operable para recibir un valor mandado de la segunda variable de motor y para generar un valor modelado de la segunda variable de motor usando el modelo, el valor modelado de la segunda variable de motor estando basado por lo menos en parte en el valor estimado de deslizamiento.
63. - El controlador de conformidad con la reivindicación 62, caracterizado además porque el dispositivo programable también es operable para generar un segundo error de variable de motor basándose por lo menos en parte en una comparación de los valores mandado y modelado de la segunda variable de motor.
64. - El controlador de conformidad con la reivindicación 63, caracterizado además porque la señal de comando es ajustada basándose por lo menos en parte en el segundo error de variable de motor.
65. - El controlador de conformidad con la reivindicación 64, caracterizado además porque la segunda variable de motor es la velocidad de salida.
66. - El controlador de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado además porque la primera variable de motor es el momento de torsión.
MXPA03009960A 2002-10-31 2003-10-30 Metodo y aparato para controlar la operacion de un motor de induccion usando un modelo del motor de induccion. MXPA03009960A (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/284,908 US6856115B2 (en) 2002-10-31 2002-10-31 Method of and apparatus for controlling the operation of an induction motor using a model of the induction motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
MXPA03009960A true MXPA03009960A (es) 2005-04-19

Family

ID=32175019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MXPA03009960A MXPA03009960A (es) 2002-10-31 2003-10-30 Metodo y aparato para controlar la operacion de un motor de induccion usando un modelo del motor de induccion.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6856115B2 (es)
JP (1) JP2004153993A (es)
CA (1) CA2445621C (es)
MX (1) MXPA03009960A (es)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101122673B1 (ko) 2005-01-29 2012-03-09 고려대학교 산학협력단 방사형 기저 함수 네트워크 관측기를 이용한 유도전동기의 속도 제어 방법
US20100019052A1 (en) * 2008-07-28 2010-01-28 Yip Chiu Ming Line voltage thermostat with energy measurement mechanism
JP5327700B2 (ja) * 2008-10-02 2013-10-30 株式会社安川電機 誘導電動機の制御装置及びその制御方法
US10063124B2 (en) * 2015-12-10 2018-08-28 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Shaft mounted monitor for rotating machinery
US10298168B2 (en) * 2016-07-07 2019-05-21 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Slip-dependent motor model
US9673743B1 (en) 2016-09-08 2017-06-06 Limiter Power Management System (PTY) LTD. Efficient motor control
US11588432B2 (en) 2017-11-17 2023-02-21 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Motor monitoring and protection using residual voltage
US11218103B2 (en) 2019-10-12 2022-01-04 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Induction motor slip calculation
CN112260358B (zh) * 2020-10-23 2023-09-12 深圳优艾智合机器人科技有限公司 复合储能***及其控制方法以及移动设备

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3529223A (en) 1967-10-04 1970-09-15 Texas Instruments Inc Variable speed induction motor controller with rotor frequency sensing
JPS5063429A (es) 1973-08-31 1975-05-29
US3989991A (en) 1974-10-03 1976-11-02 Westinghouse Electric Corporation Method and circuit for the derivation of an analog slip frequency signal of an induction motor in a tachometerless motor drive
US4326157A (en) 1980-04-08 1982-04-20 Westinghouse Electric Corp. Double inverter slip-recovery AC motor drive with asymmetrical gating per half-bridge
US4392100A (en) * 1980-08-01 1983-07-05 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Optimum efficiency control system
US4400655A (en) 1981-05-11 1983-08-23 Imec Corporation Self generative variable speed induction motor drive
US4469997A (en) 1981-05-11 1984-09-04 Imec Corporation Self generative PWM voltage source inverter induction motor drive
US4482852A (en) 1981-06-24 1984-11-13 Westinghouse Electric Corp. Motor slip controller for AC motors
US4442393A (en) * 1982-03-04 1984-04-10 Westinghouse Electric Corp. Apparatus and method for determining the operation of an induction motor
JPS6240083A (ja) * 1985-08-14 1987-02-21 Fanuc Ltd 三相誘導電動機の制御方法
US4677360A (en) * 1986-03-13 1987-06-30 General Electric Company Field weakening induction drive
US5155797A (en) * 1987-09-08 1992-10-13 Kabushiki Kaisha Meidensha Control system for controlling revolution speed of electric motor
JP2780263B2 (ja) 1988-02-23 1998-07-30 株式会社明電舎 誘導電動機のベクトル制御方法と装置
US5296794A (en) * 1988-10-28 1994-03-22 Massachusetts Institute Of Technology State observer for the permanent-magnet synchronous motor
JPH02254987A (ja) 1989-03-24 1990-10-15 Okuma Mach Works Ltd 誘導電動機の制御方式及びその装置
US5032771A (en) 1990-08-09 1991-07-16 Allen-Bradley Company, Inc. Slip control based on sensing voltage fed to an induction motor
US5334923A (en) 1990-10-01 1994-08-02 Wisconsin Alumni Research Foundation Motor torque control method and apparatus
US5159255A (en) 1990-11-07 1992-10-27 Savvy Frontiers Patent Trust Energy conserving electric induction motor field control method and apparatus
KR940003005B1 (ko) * 1991-01-26 1994-04-09 삼성전자 주식회사 동기형 교류 서보모터의 속도제어방법
KR940004959B1 (ko) 1991-08-17 1994-06-07 삼성전자 주식회사 유도전동기의 슬립각속도 연산방법
JP2884880B2 (ja) 1992-02-12 1999-04-19 株式会社日立製作所 電力変換器の制御装置
US5272428A (en) 1992-02-24 1993-12-21 The United States Of America As Represented By The U.S. Environmental Protection Agency Fuzzy logic integrated control method and apparatus to improve motor efficiency
US5422271A (en) * 1992-11-20 1995-06-06 Eastman Kodak Company Nucleic acid material amplification and detection without washing
JP2718001B2 (ja) 1993-03-08 1998-02-25 アレックス電子工業株式会社 誘導電動機用電力制御装置
JPH0715998A (ja) * 1993-06-21 1995-01-17 Alex Denshi Kogyo Kk 誘導電動機用制御装置
US5521482A (en) 1993-06-29 1996-05-28 Liberty Technologies, Inc. Method and apparatus for determining mechanical performance of polyphase electrical motor systems
US5444351A (en) * 1993-07-06 1995-08-22 Nissan Motor Co., Ltd. System and method for controlling induction motor applicable to electric motor-driven vehicle
US5479081A (en) * 1993-12-23 1995-12-26 Allen-Bradley Company, Inc. AC motor controller with voltage margin adjustment
JP3452391B2 (ja) 1994-01-06 2003-09-29 株式会社安川電機 電動機の制御装置およびその制御方法
US5541488A (en) * 1994-04-11 1996-07-30 Sundstrand Corporation Method and apparatus for controlling induction motors
US5502360A (en) * 1995-03-10 1996-03-26 Allen-Bradley Company, Inc. Stator resistance detector for use in electric motor controllers
US5796237A (en) 1995-03-13 1998-08-18 Tajima Engineering Kabushiki Kaishya Efficiency control system for an induction motor
JPH09304489A (ja) 1996-05-09 1997-11-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 誘導電動機のモータ定数測定方法
JP3266175B2 (ja) 1996-07-12 2002-03-18 株式会社安川電機 誘導電動機の制御方法及び装置
JP3116831B2 (ja) 1996-08-08 2000-12-11 富士電機株式会社 誘導電動機の可変速制御装置
IT1296006B1 (it) 1997-01-13 1999-06-04 Sgs Thomson Microelectronics Pilotaggio di un motore trifase con controllo fuzzy dello scorrimento
JPH10229687A (ja) 1997-02-14 1998-08-25 Fuji Electric Co Ltd 誘導電動機の可変速制御装置
US5754026A (en) 1997-04-04 1998-05-19 Ford Global Technologies, Inc. Induction motor control method
US5796236A (en) 1997-06-30 1998-08-18 Reliance Electric Industrial Company Slip adjuster for use in electrical motor controllers
US5965995A (en) * 1997-09-18 1999-10-12 Allen-Bradley Company, Llc Transient inductance tuner for motor control
US5969498A (en) 1997-11-19 1999-10-19 Unitrode Corporation Induction motor controller
US6075337A (en) 1998-06-30 2000-06-13 Fuji Electric Co., Ltd. Speed control apparatus for induction motor
US6014007A (en) * 1998-09-29 2000-01-11 Allen-Bradley Company Llc Method and apparatus for starting an AC drive into a rotating motor
US6104148A (en) 1999-04-15 2000-08-15 General Electric Company System and method for controlling an AC traction motor without sensing motor rotation speed
US6605919B1 (en) * 1999-12-13 2003-08-12 A.O. Smith Corporation Method and apparatus for indirectly measuring induction motor slip to establish speed control
US6433504B1 (en) * 1999-12-13 2002-08-13 A. O. Smith Corporation Method and apparatus of improving the efficiency of an induction motor
US6222335B1 (en) * 2000-01-27 2001-04-24 General Motors Corporation Method of controlling a voltage-fed induction machine
US6720751B2 (en) * 2000-09-29 2004-04-13 Mhe Technologies, Inc. Material handling system and method of operating the same
US6433506B1 (en) * 2001-03-29 2002-08-13 Ford Global Technologies, Inc. Sensorless control system for induction motor employing direct torque and flux regulation
US6636011B2 (en) * 2001-06-13 2003-10-21 Emerson Electric Co. Induction motor control system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004153993A (ja) 2004-05-27
US20040085042A1 (en) 2004-05-06
US6856115B2 (en) 2005-02-15
CA2445621A1 (en) 2004-04-30
CA2445621C (en) 2011-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6979967B2 (en) Efficiency optimization control for permanent magnet motor drive
Brassfield et al. Direct torque control for brushless doubly-fed machines
Nakamura et al. High-efficiency drive due to power factor control of a permanent magnet synchronous motor
JP3308993B2 (ja) 電動機駆動装置及びこれを用いた空気調和機
CN102315809B (zh) 风扇电机装置、空气流动性调节设备及风量控制方法
Ohnishi et al. Model reference adaptive system against rotor resistance variation in induction motor drive
Mitronikas et al. An improved sensorless vector-control method for an induction motor drive
KR20090055375A (ko) 멀티프로그램이 가능한 가변속 무정류자 모터의 정풍량제어장치
Rambabu Modeling and control of a brushless DC motor
CN101277059B (zh) 电力变换装置
BT Comparison between direct and indirect field oriented control of induction motor
WO2016127650A1 (zh) 一种电子换相电机的恒力矩控制方法
MXPA03009960A (es) Metodo y aparato para controlar la operacion de un motor de induccion usando un modelo del motor de induccion.
Cleland et al. Design of an efficiency optimization controller for inverter-fed AC induction motors
Uddin et al. Performance of a loss model based nonlinear controller for IPMSM drive incorporating parameter uncertainties
Ta-Cao et al. Rotor resistance estimation using fuzzy logic for high performance induction motor drives
JP2001314095A (ja) 電動機駆動装置及びこれを用いた空気調和機
CN104967380A (zh) 具有抗扰能力的双凸极发电机电压调节控制装置及方法
Gupta et al. Efficiency optimization of induction motor drive: a review
JP2000324899A (ja) 回転機械を調節する方法、および回転機械用の電源回路
Low et al. Instantaneous torque control brushless DC drives
CN108736794B (zh) 一种功率变换电路控制方法
Meberate Design and MATLAB Simulation Modeling using Digital control system Techniques of Direct Torque Control drive of Three Phase Induction Motor
JP2002247896A (ja) ソーラポンプシステム
Prakash et al. A power factor improvement and speed control of BLDC motor drive using ANFIS controller

Legal Events

Date Code Title Description
FG Grant or registration
GB Transfer or rights
GB Transfer or rights
HC Change of company name or juridical status