Acionamento de máquinas à relutância variável. - OLIVEIRA, Alexandre Cunha. (2003)
A utilização das maquinas a relutância variável de forma viável teve que aguardar pelo desenvolvimento de sistemas de acionamento capazes de satisfazer seus requisitos de operação, que exigem a rápida comutação de corrente entre as fases da maquina. alem da necessidade de conhecimento da posição do eixo da mesma. Apesar de apresentar características favoráveis como simplicidade de construção, concentração dos enrolamentos elétricos no estator, melhor relação conjugado/volume. baixa inercia e capacidade de operação em velocidades elevadas, apresenta uma elevada oscilação de conjugado, decorrente de sua estrutura de dupla saliência e dos efeitos de chaveamento de corrente entre fases, que a afastam inicialmente de aplicações de alto desempenho, como robótica. A dificuldade de gerar conjugado com minimização da oscilação e contornada pelo uso de estrategias que controlam a forma e os instantes de aplicação de corrente as fases da maquina, baseadas nas curvas características de indutância e derivada de indutância x posição da mesma. O preciso conhecimento destas curvas permite implementar sistemas de alto desempenho. Neste trabalho serão analisados alguns procedimentos que permitam obter estas curvas de uma forma mais rápida, mantendo-se a precisão do método de estimação baseado nas curvas de fluxo x corrente x posição. A malha de controle de corrente e uma das mais importantes em um sistema de acionamento baseado em máquinas a relutância variável. Entre os controladores mais comumente utilizados, destacam-se os controladores por histerese e PWM, sendo este ultimo implementado com reguladores PI ou PID. O controlador por histerese e indicado para operações em alta velocidade enquanto os controladores PI ou PID, são mais eficientes em baixas e medias velocidades. Uma alternativa aos controladores anteriores e o controlador preditivo, o qual e proposto neste trabalho. Sera mostrado que o uso deste tipo de controlador para regulação da corrente de fase da maquina a relutância variável, alem de tecnicamente viável e simples e robusto com relação a variações paramétricas A implementação da ação de controle e realizada a partir do comando das chaves de potencia de um inversor, geralmente de tensão. Como as maquinas a relutância variável podem operar com correntes unidirecionais, isto torna o projeto do inversor mais simples, permitindo inclusive o uso de inversores com apenas uma chave por fase, apesar deste i m - por severas restrições de operação a maquina. O uso de estruturas integradas de inversores, como o inversor ponte trifásica completa, se mostram como alternativas ao acionamento das maquinas a relutância variável. Nesta linha, serão apresentadas neste trabalho alterações a forma como estas estruturas tem sido utilizadas que as permite atingir desempenho equivalente ao do inversor meia ponte assimétrica. Para concluir, serão analisados os efeitos da compensação do tempo morto em inversores ponte trifásica completa. Sera mostrado que apesar da simplicidade e eficiência das estrategias de compensação baseadas na modificação dos tempos dos pulsos de comando das chaves do inversor. estas devem ser monitoradas para evitar que os tempos de comando compensados extrapolem os limites superior e inferior do período de chaveamento, situação que pode causar distorção na tensão sintetizada pelo inversor.