Otimização da eficiência energética no acionamento de motores de indução utilizando técnicas de controle adaptativo em tempo discreto

Neste trabalho é abordado o aumento da eficiência no acionamento de motores de indução através de técnicas de controle que utilizam um modelo de perdas e uma estrutura adaptativa. Inicialmente é apresentada a revisão da literatura com os principais controladores de eficiência energética. Também são apresentados os modelos elétrico e mecânico do motor para simulação do controle por campo orientado indireto (IFOC – Indirect Field Oriented Control) composto por controlador de velocidade, fluxo e corrente. A identificação das fontes de perdas é utilizada como auxílio no desenvolvimento do controlador de eficiência em conjunto com controladores de velocidade e fluxo. Os métodos de aumento de eficiência energética do motor de indução utilizando por busca recursiva (SC– Search Control) e controle por modelo de perdas (LMC– Loss-Model-Based Control) são descritos, simulados e implementados. O SC é implementado com passo de busca adaptativo e o LMC através de uma curva padrão de fluxo ótimo baseado na corrente estatórica. O SC converge para a mínima potência de entrada, porém tem resposta lenta de 5s em transitórios. O LMC possui resposta rápida de 1s, mas também possui dependência a variação paramétrica. Através da combinação do SC com o LMC, um Controlador Híbrido Adaptativo de Eficiência (HAEC) é proposto. Este controlador possui rápida convergência de 1s em transitórios e baixa sensibilidade a variações paramétricas. Para verificação experimental dos controladores de eficiência, foi projetado uma plataforma de acionamento composta por conversor estático trifásico CA/CC/CA com modulação PWM Space Vector comandado por processador digital de sinais. Os resultados experimentais obtidos apresentaram redução no consumo de energia, quando comparados com o acionamento com fluxo constante, de 29,7% com SC, 39,9% com o LMC e 49,4% com o HAEC. Isso demonstra a viabilidade técnica do HAEC.This work approached the increased efficiency of induction motor drives using control techniques through a loss model and an adaptive structure. The review is presented with mainly energy efficiency controllers. Also, it are presented the electrical and mechanical models for motor control simulation with indirect field oriented (IFOC - Indirect Field Oriented Control) composed for speed, current and flux controllers. The identification of losses sources is used to development of efficiency controller with speed and flow. The methods of increasing energy efficiency of induction motor using a recursive search (SCSearch Control) and Loss-Model-based Controller (LMC) are presented, simulated and implemented. The SC is implemented with adaptive search step and the LMC by an optimal flux standard curve based on stator current. The SC converges to minimum input power, but it has slow response of 5s in transients. The LMC has quick response of 1s, but also it has dependency on parametric variation. Through the combination of SC and LMC, a Hybrid Adaptive Efficiency Controller (HAEC) is proposed. This controller has fast convergence of 1s in transitory and low sensibility with parameter variations. To implement the efficiency controllers, it was developed a platform composed by three-phase AC / CC / AC static converter with Space Vector Pulse Width Modulation controlled by a digital signal processor. Experimental results present an energy consumption reduction compared with constant flux drive of 29.7% for SC, 39.9% for LMC and 49.4% with HAEC. These results had shown the viability for HAEC project