Control sensorless de motores trifásicos duales para movilidad eléctrica: técnicas de inyección de alta frecuencia para operación a bajas velocidades

Abstract

[ES] El sector del transporte por carretera produce aproximadamente el 20% del total de las emisiones de gases de efecto invernadero en Europa. Por ello, se trata de un sector estratégico para cumplir con los compromisos adquiridos en el acuerdo de París. El éxito de la transición hacia la movilidad eléctrica requiere la optimización de las baterías (tanto su autonomía como un ciclo de vida con menos impacto medioambiental), aunque, además, también es necesario incrementar la fiabilidad de los sistemas de propulsión y control, así como disminuir el peso del grupo motor, entre otros retos tecnológicos.

Las técnicas de control de los sistemas de propulsión requieren el conocimiento de la posición relativa del rotor respecto del estator, información que se obtiene a partir de sensores (encoder, resolver). La incorporación de este tipo de dispositivos aumenta la probabilidad de fallo e incrementa el volumen y el peso del motor, reduciendo la eficiencia global del sistema. Las soluciones de control sensorless son una alternativa interesante que, estimando la posición real del rotor a partir de la información contenida en las señales eléctricas, evitan la utilización de estos dispositivos de medida. Por su parte, los motores eléctricos multifase se postulan como los sucesores de las máquinas trifásicas convencionales en aplicaciones de electromovilidad, ya que tienen una mayor eficiencia y pueden operar a altas potencias al distribuir ésta entre más fases.

Este trabajo fin de máster tiene como objetivo adaptar la técnica sensorless para bajas velocidades mayoritariamente empleada en sistemas trifásicos (inyección de alta frecuencia) en una máquina multifase (Máquina Síncrona de Imanes Permanentes trifásica dual). Para ello, se ha estudiado el comportamiento del sistema al aplicar dicha técnica. Utilizando MATLAB/Simulink se ha determinado cuál es la configuración óptima relativa a la fase entre las señales inyectadas a cada grupo trifásico, siguiendo como criterio de decisión la minimización del rizado del par electromagnético. Una vez determinada dicha configuración óptima, se ha evaluado y confirmado la calidad de la estimación de la posición angular.