Estimador de modos deslizantes para controle sensorless de velocidade de motor síncrono de ímãs permanentes internos trifásico

Abstract

Os motores síncronos de ímãs permanentes apresentam um determinado sistema de controle para funcionarem, ou seja, se o sistema estiver mal projetado ou com uma incorreta estimação da velocidade, o motor não irá se comportar de forma correta. Diante desses dilemas, este trabalho consiste no estudo da aplicação do estimador de velocidade pelo método de observador de modos deslizantes para o controle de velocidade sensorless de um motor síncrono de ímãs permanentes internos trifásico; isto é, o objetivo principal é garantir o controle de velocidade do motor. Utiliza-se o modelo de um inversor de tensão com a estratégia de controle vetorial. Destaca-se que o controle e o estimador são simulados como controladores digitais. Para o funcionamento correto do observador em controle digital com frequência de amostragem limitada, propõe-se o uso de filtros digitais acionados por tabela em função da velocidade de referência do sistema de controle. Simulações computacionais validam o objetivo do trabalho, demonstrando o controle de velocidade do motor em uma determinada faixa de operação de velocidade, além de curvas de tensão e corrente em diferentes coordenadas, tanto valores de referência quanto valores reais.

Permanent magnet synchronous motors require a specific control system to operate, that is, if the system is poorly designed or has an incorrect speed estimation, the motor will not behave correctly. Given these dilemmas, this work studies the application of a speed estimator using the sliding mode observer method for sensorless control of a three-phase internal permanent magnet synchronous motor, that is, the main objective is to ensure the speed control of the motor. The model of a voltage inverter with the vector control strategy is used. It is worth noting that the control and the estimator are simulated as digital controllers. For the correct functioning of the observer in digital control with limited sampling frequency, the use of table-driven digital filters is proposed, depending on the reference speed of the control system. The work objective was validated through simulations, demonstrating the motor speed control in a certain operating speed range, in addition to voltage and current curves in different coordinates, both reference values and real values.