Anàlisi del control de motors síncrons d’imants permanents per aplicacions de vehicles elèctrics i micromobilitat

El punt de partida d’aquest treball és l’estat de l’art dels vehicles elèctrics i del concepte de la micromobilitat. Es presenta la problemàtica actual vers les emissions actuals dels vehicles de combustió i la necessitat d’apostar per l’electrificació del transport. A continuació s’introdueixen els principals tipus de vehicles elèctrics comercials, així com els mitjans de transport més habituals de la micromobilitat. Aquest primer mòdul finalitza amb l’explicació dels motors elèctrics que es podrien arribar a considerar per a formar part d’un vehicle electrificat, tot argumentant l’elecció del motor síncron d’imants permanents com el més adequat. El segon bloc del projecte fa referència íntegrament a la descripció d’aquest tipus de motor. S’inicia amb l’explicació del seu principi de funcionament, generalitzat pel cas dels motors síncrons, i posteriorment es particularitza amb el cas particular dels motors síncrons d’imants permanents. Tot seguit es dedueix la modelització matemàtica del motor en referència en sincronisme amb el rotor, així com les equacions elèctriques, de parell i mecànica, que permetran descriure el comportament dinàmic del motor. La següent secció està dedicada al control del motor. Es presenten els principals mètodes de control de les màquines síncrones i es justifica l’elecció del control vectorial per al motor síncron d’imants permanents. Amb les equacions del capítol anterior, es dissenyen els controladors PI de corrent tenint en compte la resposta temporal desitjada. La secció finalitza amb la implementació d’un limitador de tensió i un mètode anti wind-up per a la part integradora dels controladors. L’últim mòdul del treball pretén descriure les estratègies de control més habituals amb les que operen els motors síncrons d’imants permanents. Per a cadascuna d’aquestes, es dedueix el seu model matemàtic i s’explica sota quines condicions és convenient utilitzar-les. Tot seguit, mitjançant una normalització de les variables, s’analitzen en detall aquests modes d’operació des de tres punts de vista: el parell electromagnètic, la tensió requerida i el factor de potència. Finalment, es du a terme una comparació de les estratègies i es decideix quina d’elles és la més convenient per implementar en un motor síncron d’imants permanents destinat a un vehicle elèctric, tot tenint en compte els seus requeriments