Ingeniería Electrónica Industrial TRABAJO FIN DE GRADO Ingeniería Electrónica Industrial y Automática CONTROL DE VELOCIDAD EN CUATRO CUADRANTES PARA MOTOR DC MEDIANTE CHOPPER EN PUENTE COMPLETO Dídac Dufau Ortuño Valencia,6 julio de 2017

Índice Introducción Diagrama de bloques Descripción de la aplicación Conclusiones Bibliografía

Introducción Motor de imanes permanentes

Introducción Cuando la fuente de voltaje que entra al controlador es DC entonces el convertidor tiene que ser un Convertidor DC/DC. Esta fuente puede provenir de una bateria, celdas solares, o rectificadores.

Vel. Angular de salida(ω) Diagrama de bloques Tensión de ref. (Vref) Vel. Angular de salida(ω) Etapa de potencia PWM Regulador Red de realimentación - Tensión de entrada Carga

Bloque 1: Modulador PWM El interruptor se encarga de “trocear” a alta frecuencia la tensión continua de entrada utilizando modulación PWM, de esta forma se consigue controlar el valor medio de la tensión de salida Va(AV) mediante la variación del ciclo de trabajo(δ).

Bloque 1: Modulador PWM Modelo del modulador PWM 7 7

Bloque 2: Etapa de potencia Rectificar señal alterna de la Red. 8 8

Bloque 2: Etapa de potencia Tensión alterna después del rectificador y después del filtro. 9 9

Bloque 2: Etapa de potencia: Chopper Finalmente esa tensión rectificada es la que alimenta el convertidor CC/CC (chopper). 10 10

Bloque 3: Regulador Lugar de las Raíces del proceso. 11 11

Bloque 3: Regulador Se diseña PI por cancelación para que cumpla las especificaciones: ep = 0; te < 4 s; δ = 0% 12 12

Bloque 4: Control en modo tensión Se realiza el lazo de velocidad y se calcula el compensador mediante el método del factor K para que cumpla con las especificaciones: MF = 75º ; fc = 100 Hz 13 13

Bloque 4: Método del factor K Respuesta en frecuencia (Bode) del la ganancia total de lazo: Tw(j·wc) = |Gwd (j·wc)|·Gi·Ri·Fm 14 14

Bloque 4: Método del factor K Respuesta del regulador ante una entrada en escalón de valor 100 15 15

Conclusiones El comportamiento del lazo de velocidad una vez incluido el compensador de tipo 3, el tiempo de establecimiento es de 0,8 seg, y la sobreoscilación no es excesiva, el error es nulo. Hemos podido comprobar a través de este miniproyecto la gran cantidad de aplicaciones en dónde se utiliza el control PWM. Algunas de estas aplicaciones son: la tracción como locomotoras de la red Ferroviaria, trenes laminadoras o elevadoras. En máquinas herramienta como tornos o fresadoras, en el campo de la robótica o en el del automóvil como elevalunas o ventiladoress, Equipos Industriales.

Bibliografía •• “Fundamentals of Power Electronics”, R. W. Erickson, 1997, ISBN: 0412085410 • “Electrónica de potencia. Circuitos, dispositivos y aplicaciones” M. Rashid Segunda Edicion • INGENIERÍA DE CONTROL MODERNA Katsuhiko Ogata PEARSON EDUCACIÓN, S.A., Madrid, 2010 ISBN: 978-84-8322-660-5