Implementação de um Medidor do Conjugado para Motores de Indução com DSP

Fabiano Valias de Carvalho; Luiz Eduardo Borges da Silva; Germano Lambert Torres; João Onofre Pereira Pinto; Bimal K. Bose

doi:10.18618/REP.2004.1.037044

Authors

Fabiano Valias de Carvalho Instituto Nacional de Telecomunicações – INATEL CEP 37540-000, C.P. 03, Santa Rita do Sapucaí - MG, Brasil
Luiz Eduardo Borges da Silva Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI, CEP 37500-903, C.P. 50, Itajubá – MG, Brasil
Germano Lambert Torres Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI, CEP 37500-903, C.P. 50, Itajubá – MG, Brasil
João Onofre Pereira Pinto Universidade Federal do Mato Grosso do Sul – UFMS, CEP 79070-900, C.P. 549, Campo Grande – MS, Brasil
Bimal K. Bose University of Tennessee - UTK, 419 Ferris Hall, Knoxville Tennessee 37996, USA

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2004.1.037044

Keywords:

Aplicação de DSP, Estimação de Conjugado, Filtro de Kalman, Filtro Passa-Baixas em Cascata Programável, Rede Neural Recorrente

Abstract

Este trabalho descreve a construção de um medidor do conjugado eletromagnético de motores de indução trifásicos a partir das amostras de correntes e de tensões trifásicas. A estratégia para o cálculo do conjugado é a síntese do Fluxo do Estator através de Filtros Passa-Baixas em Cascata Programáveis (PCLPF - Programmable Cascaded Low-Pass Filters). A implementação é feita através de Microprocessador tipo Digital Signal Processor (DSP). O uso deste tipo de filtro contorna o problema da integração numérica necessária ao cálculo do fluxo a partir das amostras de tensão e de corrente. Na implementação do Filtro Passa-Baixas em Cascata Programável é utilizada uma Rede Neural Recorrente (RNN - Recurrent Neural Network) treinada com um algoritmo baseado em filtro de Kalman. O resultado desta implementação é um equipamento com precisão compatível com os medidores de conjugado baseados em eixos metálicos, com constante elástica conhecida e strain gauges.

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Author Biographies

Fabiano Valias de Carvalho, Instituto Nacional de Telecomunicações – INATEL CEP 37540-000, C.P. 03, Santa Rita do Sapucaí - MG, Brasil

nascido em 20/06/1969 em São Gonçalo do Sapucaí - MG é engenheiro eletricista (1995) pelo Instituto Nacional de Telecomunicações - INATEL, mestre em Engenharia Elétrica (2002) pela Universidade Federal do Itajubá. Atualmente é Professor do Instituto Nacional de Telecomunicações – INATEL onde é coordenador do Grupo de Estudos de Engenharia Biomédica. Suas áreas de interesse são: sistemas de controle eletrônicos e acionamentos de máquinas elétricas, processamento digital de sinais (DSP), microcontroladores.

Luiz Eduardo Borges da Silva, Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI, CEP 37500-903, C.P. 50, Itajubá – MG, Brasil

nascido em 12/11/1953 em Passa Quatro MG. Engenheiro Eletricista, formado pela EFEI, em 1977. Mestre em Engenharia Elétrica pela EFEI, em 1982. Doutor (Ph.D.) em Engenharia Elétrica pela École Polytechnique de Montreal, Canadá, em 1988. Atualmente é Professor Titular da Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI). Professor do Curso de Especialização em Sistemas Elétricos (CESE - ELETROBRÁS). Pós-Doutorado em Engenharia Elétrica na University of Tennessee, em 1999. Instrutor da FUPAI. Consultor de diversas concessionárias de energia elétrica e indústrias brasileiras. Ministrou cursos a nível de Graduação na École Polytechnique de Montréal. Diversas palestras proferidas em Congressos e Universidades no Brasil, Estados Unidos e Canadá. Revisor e Presidente de Sessão em diversos congressos internacionais. Pesquisador do CNPq. Orientou mais de 30 dissertações de mestrado e teses de doutorado. Publicou mais de 100 artigos técnicos em revistas e conferências nacionais e internacionais.

Germano Lambert Torres, Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI, CEP 37500-903, C.P. 50, Itajubá – MG, Brasil

nascido 10/07/1959 no Rio de Janeiro. Engenheiro Eletricista, formado pela EFEI, em 1982. Mestre em Engenharia Elétrica pela EFEI, em 1986. Doutor (Ph.D.) em Engenharia Elétrica pela École Polytechnique de Montreal, Canadá, em 1990. Bacharel em Ciências Econômicas pela Faculdade de Ciências Econômicas do Sul de Minas, em 1981. Licenciatura Plena em Matemática pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Itajubá, em 1981. Professor Titular da Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI). Professor do Curso de Especialização em Sistemas Elétricos (CESE - ELETROBRÁS). Instrutor da FUPAI. Consultor de diversas concessionárias de energia elétrica, tais como: Eletrobrás, Furnas, Cemig, Copel, Cesp e Itaipú. Diversos cursos ministrados nas áreas de Sistemas Elétricos de Potência, Métodos Numéricos e Inteligência Artificial para Companhias de Eletricidade e Indústrias Brasileiras e Canadenses. Professor-Visitante da University of Waterloo Canadá, 1995-1996. Ministrou cursos a nível de Pós[1]Graduação na École Polytechnique de Montréal e na Concordia University, no Canadá. Diversas palestras proferidas em Congressos e Universidades no Brasil, Estados Unidos e Canadá. Revisor e Presidente de Sessão em diversos congressos internacionais como IEEE-PES, IEEE[1]Fuzzy Systems, IEEE-EMBS, IEEE-SMC, IEE Proceedings e Neural Nets Symposium. Atual Pró-Diretor de Pós[1]Graduação e Pós-Graduação da UNIFEI. Professor-Tutor do Programa Especial de Treinamento (PET/IEE/EFEI[1]CAPES). Pesquisador 1B do CNPq. Membro da Comissão do Exame Nacional do Curso de Engenharia Elétrica (Provão). Presidente do The International Conference on Intelligent System Application to Power Systems (ISAP), 1999. Presidente do 1° Congresso Brasileiro de Redes Neurais, 1994. Orientou mais de 40 teses de doutorado e dissertações de mestrado. Publicou mais de 300 artigos técnicos em revistas e conferências nacionais e internacionais.

João Onofre Pereira Pinto, Universidade Federal do Mato Grosso do Sul – UFMS, CEP 79070-900, C.P. 549, Campo Grande – MS, Brasil

nascido a 22 de junho de 1966 em Valparaiso, S.P., Brasil. Engenheiro eletricista pela Universidade Estadual Paulista, Ilha Solteira, em 1990. Mestre em engenharia elétrica pela Universidade Federal de Uberlândia, em 1993, e Ph.D. pela The University of Tennessee, Knoxville, TN, EUA em 2001. Atualmente é professor da Universidade Federal do Mato Grosso do Sul, Campo Grande, onde ocupa o cargo de coordenador do programa pós-graduação. Pesquisador do CNPq, suas áreas de interesse incluem processamento de sinais, aplicações de redes neurais artificiais, lógica nebulosa, algoritmos genéticos, e wavelets em eletrônica de potência, Técnicas PWM, controle e acionamento de máquinas elétricas.

Bimal K. Bose, University of Tennessee - UTK, 419 Ferris Hall, Knoxville Tennessee 37996, USA

nascido em setembro de 1932 em Calcutá, Índia é Engenheiro eletricista, formado pela Calcutá University , Calcutá, Índia, em 1956. Mestre em engenharia elétrica pela University of Wisconsin, Madison, EUA, em 1960. Ph.D pela Calcutá University, Calcutá, Índia, em 1966. Ocupa o cargo de Condra Chair de Excelência em Eletrônica de Potência no Departamento de Engenharia Elétrica da The University of Tennessee pelos últimos 15 anos. Antes disso, foi engenheiro pesquisador no Centro de Pesquisa da General Electric, Schenectady, NY por 11 anos (1976-1987), professor associado da Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY por 5 anos (1971-1976) e professor na Faculdade de Engenharia de Bengal por 11 anos (1960-1971). Especialista em eletrônica de potência e acionamentos de máquinas, com ênfase em conversores de potência, acionamentos CA, controle com microcomputadores e DSP, veículos elétricos e veículo híbridos, aplicações de inteligência artificial em sistemas de eletrônica de potência. É autor de mais de 160 artigos e dono 21 patentes. É autor/editor de 6 livros, tem servido ao IEEE de várias formas, incluindo: Chairman da IEEE Industrial Electronics Society (IES) Power Electronics Council, Editor associado da IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, Chairman de eletrônica de potência do IEEE IECON, Chairman do comitê de conversor de potência industrial do IEEE Industry Applications Society (IAS), membro do conselho de redes neurais do IAS entre outros. É membro do corpo editorial do conselho de PROCEEDINGS OF THE IEEE desde 1995. Recebeu inúmeras medalhas, incluindo IEEE Millennium Medal (2000), IEEE Continuing Education Award (1997), IEEE Lamme Gold Medal (1996), IEEE Region 3 Outstanding Engineer Award (1994), IEEE[1]IES Eugene Mittelmann Award (pelas conquistas de toda a vida) (1994), IAS Outstanding Achievement Award (1993), Calcutta University Mouat Gold Medal (1970), GE Silver Patent Medal (1986), GE Publication Award (1985), e teve vários papers premiados.

References

B. K. Bose and N. R. Patel, "A Programmable Cascaded Low-Pass Filter-Based Flux Synthesis for a Stator Flux-Oriented Vector-Controlled Induction Motor Drive", IEEE Trans. Ind. Electron., vol.44, pp.140-143, Feb. 1997. https://doi.org/10.1109/41.557511 DOI: https://doi.org/10.1109/41.557511

L. E. B. da Silva, B. K. Bose, and J. O. P. Pinto," Recurrent Neural Network Based Implementation of a Programmable Cascaded Low-Pass Filter Used in Stator Flux Synthesis of Vector-Controlled Induction Motor Drive", IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 46, no.3, pp. 662-665, Jun. 1999. https://doi.org/10.1109/41.767076 DOI: https://doi.org/10.1109/41.767076

J. O. P. Pinto, B. K. Bose and L. E. B. da Silva, "A Stator Flux Oriented Vector-Controlled Induction Motor Drive With Space Vector PWM and Flux Vector Synthesis by Neural Networks", IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 37, no.5, pp. 1308-1318, Set/Out. 2001. https://doi.org/10.1109/28.952506 DOI: https://doi.org/10.1109/28.952506

F. V. de Carvalho, "Estimador do Comportamento do Conjugado de Motores de Indução Através de DSP", dissertação de mestrado, UNIFEI, Dez. 2002.

G. V. Puskorius and L. A. Feldkamp, "Neurocontrol of nonlinear dynamic systems with Kalman filter trained recurrent networks", IEEE Trans. Neural Networks, vol. 5, pp. 279-297, Mar. 1994. https://doi.org/10.1109/72.279191 DOI: https://doi.org/10.1109/72.279191

"DSP56002 User's Manual - DSP56002UM" Motorola