Estimação de parâmetros de máquinas de indução pentafásicas - Perin, Matheus (2021)
Esta Tese aborda a estimação de parâmetros de máquinas de indução pentafásicas. Entre os principais objetivos e contribuições, destacam-se o estudo e desenvolvimento de novos métodos de estimação de parâmetros de máquinas de indução pentafásicas que utilizem ensaios simples e estimem tanto os parâmetros do circuito da onda fundamental da indução no entreferro quanto os parâmetros do circuito da componente de terceiro harmônico. O conhecimento acurado destes parâmetros é essencial para a implementação de diversas estratégias de controle com imposição de correntes com conteúdo harmônico para incremento da relação torque/corrente e para operação sob falta de fase. Dentro deste contexto, são propostos três novos métodos para a estimação dos parâ- metros de máquinas de indução pentafásicas. O primeiro método utiliza o conceito de impedância instantânea modificada e exige ensaios de partida em vazio com medições das tensões e correntes de fase do estator. Estes ensaios podem ser executados utilizando tensões senoidais, sendo neste caso necessários dois ensaios para estimar os parâmetros do circuito da onda fundamental da indução no entreferro e do circuito da componente de terceiro harmônico, ou então utilizando tensões trapezoidais geradas por inversor de frequência, possibilitando a estimação de todos os parâmetros com um único ensaio. O segundo método proposto envolve a identificação dos coeficientes de funções de transferência definidas para a máquina de indução pentafásica a partir da resposta a um degrau de tensão durante o qual o rotor permanece parado. A principal característica deste método é a consideração do impacto da saturação magnética nas estimativas dos parâmetros, para a qual é também apresentada uma análise com Elementos Finitos. Já o terceiro método é baseado no modelo de regime permanente senoidal em operação desbalanceada usando ensaios com o rotor parado, possuindo como principal característica a consideração do impacto que a frequência das tensões e correntes induzidas no rotor tem nos parâmetros, o que até o momento ainda não foi considerado por outros pesquisadores. A validação experimental dos três métodos propostos envolveu a estimação dos parâ- metros de dois protótipos de 4,5 kW e 5,5 kW, os quais foram utilizados em simulações do modelo d − q para comparação das correntes simuladas com as correntes medidas em ensaio, de forma a verificar indiretamente a acurácia dos métodos. Neste caso, observou-se que os melhores resultados são obtidos com o método baseado na impedância instantânea modificada; não obstante, bons resultados também foram obtidos com os demais métodos. Por fim, como exemplo de aplicação dos parâmetros estimados, também foi implementado um controle vetorial para o protótipo de 4,5 kW e medidas do desempenho em regime permanente deste protótipo foram determinadas. Ambos resultados comprovaram novamente a validade e acurácia dos métodos propostos.