Controllo della velocità di motori a induzione
Sviluppo e distribuzione di algoritmi di controllo della velocità di motori a induzione con Simulink
Sviluppo e distribuzione di algoritmi di controllo della velocità di motori a induzione con Simulink
Progettazione e implementazione di algoritmi di controllo motori
Il controllo della velocità di motori a induzione è un processo di manipolazione delle correnti in un motore a induzione volto a regolarne la velocità. Sebbene siano spesso utilizzati in applicazioni a frequenza fissa, i motori a induzione sono comunemente utilizzati per applicazioni a frequenza variabile, come gli azionamenti industriali e i veicoli elettrici. Per il funzionamento a frequenza variabile, un inverter modula la corrente agli avvolgimenti dello statore.
Scorrimento e coppia risultante per un motore a induzione
Legenda:
Freccia gialla – coppia risultante
Freccia magenta – campo magnetico statorico rotante
Freccia azzurra – velocità del rotore
I motori a induzione funzionano mediante un accoppiamento di campi magnetici nello statore e nel rotore. Le correnti nello statore producono un campo magnetico rotante che induce correnti e un campo magnetico in ritardo nel rotore. L’interazione del campo magnetico fa girare il rotore a una velocità angolare inferiore alla velocità di rotazione del campo statorico. Questo ritardo di rotazione, chiamato scorrimento, fornisce la coppia all’albero del motore. L’aumento del carico sul motore aumenterà lo scorrimento e la potenza della coppia del motore.
Per un motore a induzione a gabbia di scoiattolo, il controllo della velocità mediante il controllo Field-Oriented (FOC) regola Id e Iq in modo tale che il flusso sia proporzionale a Id e che la coppia sia proporzionale a Iq. Questo approccio aumenta il range di velocità e migliora le prestazioni dinamiche e dello stato stazionario. Simulink® consente di utilizzare la simulazione a più velocità per progettare, regolare e verificare gli algoritmi FOC nell’intera gamma operativa del motore prima dei test hardware.
Questo diagramma di Simulink illustra un tipico algoritmo FOC per il controllo della velocità di un motore a induzione trifase a gabbia di scoiattolo.
Algoritmo FOC per il controllo della velocità di un motore a induzione.
I componenti principali delle strategie di controllo di motori a induzione includono:
Simscape Electrical™ e Motor Control Blockset™ forniscono esempi di motori a induzione e controllo Field-Oriented di sviluppo di modelli di simulazione per il controllo della velocità di motori a induzione. La simulazione del controllo della velocità di motori a induzione con Simulink contribuisce a ridurre i test di prototipi e consente di verificare la robustezza degli algoritmi di controllo in condizioni di guasto che non sono pratiche da testare sull’hardware.
Con Simscape Electrical e Motor Control Blockset, gli ingegneri del controllo motori sviluppano il controllo della velocità di motori a induzione mediante:
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