Characterization, determination and validation of the dynamic model of an induction motor with winding rotor for use as DFIG

En este proyecto se pretende realizar la caracterización de un motor trifásico de inducción de rotor devanado. Siguiendo los pasos y especificaciones que nos indique la norma UNE. Las máquinas eléctricas juegan un papel muy importante en la actualidad, tanto como generador como motor. Nuestro trabajo irá enfocado a una máquina de inducción ampliamente utilizada en la industria. Para entrar en contacto con el mundo de las máquinas eléctricas utilizaremos una serie de libros básicos sobre este tema, en ellos podremos encontrar los principios básicos por los que se rigen. Deberemos centrarnos tras tener unos conocimientos básicos en los motores eléctricos y profundizar en los motores de inducción que es el objeto de estudio de este trabajo. Podremos obtener la información principal sobre motores de inducción, su estructura, funcionamiento, fórmulas básicas, ensayos… Con los cuales ir teniendo una idea bastante general del trabajo que debemos realizar. Sin embargo la información que se nos incluye en estos libros es demasiado aproximada en la mayoría de aspectos. Por lo tanto para hacer un estudio más avanzado del motor y poder obtener un modelo dinámico preciso no nos podremos basar en los pasos que se nos indican. Es por ello que debemos basarnos en informaciones mucho más específicas que nos indiquen como obtener todos los parámetros del motor necesario. Para ello tendremos que profundizar en una normativa que nos ayude a realizar los ensayos adecuadamente. Como en la bibliografía básica del trabajo a realizar se nos indica que será la UNE-60034 no tenemos que realizar ninguna elección de normativa. La normativa UNE 60034 está dividida en diferentes partes. Como nuestro estudio debe basarse en caracterizar el motor la más importante es la parte dos de la norma. La cual se divide a su vez en tres subpartes, nos interesará la primera de ellas ya que es para los casos generales de motores recogidos en la norma UNE 60034 parte 1. Los otros dos casos son para maquinaria muy grande o bien alimentadas con convertidor. En este documento podremos encontrar de una manera muy extensa diferentes métodos para determinar las pérdidas y rendimiento de la máquina. Es por ello que será una herramienta de trabajo fundamental para nosotros. En la UNE 60034-2-1 se recoge la información necesaria para realizar los diferentes ensayos de una manera adecuada. También nos indica como tratar los datos obtenidos en los ensayos para obtener diferentes parámetros del motor. Tanto resistencias o inductancias internas como diferentes pérdidas que se producen en el motor. Aparte de la norma UNE 60034-2 existen otras partes de la norma que nos indican casos específicos y en algunos de ellos sobre como obtener los ensayos y valores del motor de una manera mucho más detallada. Sin embargo para nuestro tipo de motor, de inducción de rotor devanado, no existe. Pero si tenemos una normativa específica para los motores de jaula de ardilla que también son de inducción. De esta manera aunque no sea la norma dedicada a nuestro motor si nos servirá de referencia para la realización de ciertos ensayos, cuando la parte dos de la norma no nos proporcione suficiente información. La parte que hemos comentado es la 28. Para la realización de los ensayos en el laboratorio también serán de utilidad los diferentes catálogos y manuales básicos de la empresa Lucas Nüelle (Fabricante de los equipos utilizados). Ya que en ellos podremos ver diferentes conexiones del cableado, información básica de la maquinaria utilizada así como aprovechar todos los elementos de seguridad de los que disponen los equipos. Igualmente el software “Active Servo”, de la misma empresa, será utilizado para el servofreno e incluye diferentes manuales de utilización y ejemplos de pruebas del motor. La caracterización del motor que realizaremos siguiendo la norma UNE tiene como objetivo poder obtener más adelante el modelo dinámico del motor. Para ello se utilizará el libro “Control of electrical drives” de Werner Leonhard, en concreto el capítulo referido a “Symmetrical Three-Phase AC Machines”. En esta parte del libro nos aparecerán diferentes modelos de máquinas de corriente alterna, así como modelos específicos de máquinas de inducción dependiendo de diferentes casos. También nos servirá de apoyo los apuntes “Fundamentos del análisis dinámico de las máquinas asíncronas o de inducción” de máquinas eléctricas del departamento de electricidad de la UPCT. Una vez tengamos la información necesaria para saber el modelo dinámico de un motor de inducción adaptaremos los resultados de la caracterización de nuestro motor para obtener el suyo. A la hora de conseguir el modelo dinámico también tendremos que ver el que nos da la herramienta de trabajo Matlab. Ya que contiene su herramienta de simulación “Simulink” y en ella se encuentran modelos de motores eléctricos. Y nos servirán como base para nuestro estudio además de ser utilizado después para la validación del modelo.Escuela Técnica Superior de Ingeniería IndustrialUniversidad Politécnica de Cartagen