Comparação dos Controles Preditivos Clássico e Robusto do tipo Finite Control Set para Motores de Indução
DOI:
https://doi.org/10.18618/REP.e202503Keywords:
Controle preditivo de corrente, conjunto de estados finitos, comparação, motor de indução, variações paramétricasAbstract
A recente onda de eletrificação dos meios de transporte tem exigido a aplicação de máquinas elétricas com acionamentos mais sofisticados com rápida resposta dinâmica e robustez. Nesse contexto, os motores de indução (MI) ainda são uma boa solução, especialmente pela sua simplicidade construtiva. Entre as estratégias de controle mais recentes para essas máquinas, destaca-se o controle preditivo. Este artigo compara três métodos de controle preditivo de corrente: o Finite Control Set Clássico (PCC, do inglês Predictive Current Control), o Robusto Deadbeat (RPCC-Deadbeat) e o Robusto utilizando ação integral em tempo discreto (RPCC-DTIA). Estes controladores são promissores por sua resposta dinâmica rápida, flexibilidade e inclusão de não linearidades. Resultados obtidos em bancada experimental comparam o desempenho do PCC, RPCC-Deadbeat e RPCC-DTIA. As análises demonstram as diferenças entre as estratégias por meio de respostas dinâmicas e de regime, avaliando o comportamento dos controladores frente a variações de parâmetros da máquina, como resistência e indutância.
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References
H. Norry, A. Yildiz, S. Aksun, C. Aksoy, “Influence of Manufacturing Faults on Squirrel Cage Induction Motor”, in 2024 Fourth International Conference on Advances in Electrical, Computing, Communication and Sustainable Technologies (ICAECT), pp. 1–6, 2024. DOI: https://doi.org/10.1109/ICAECT60202.2024.10469352
M. D. S, V. Bagyaveereswaran, “Electric Motor Systems: Relative Study on Diverse Motors in the Electric Vehicles”, in 2023 Innovations in Power and Advanced Computing Technologies (i-PACT), pp. 1–6, 2023. DOI: https://doi.org/10.1109/i-PACT58649.2023.10434509
A. J. S. Filho, Model Predictive Control for Doubly-Fed Induction Generators and Three-Phase Power Converters, vol. 1, Elsevier, 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-32-390964-8.00010-5
J. Rodriguez, C. Garcia, A. Mora, F. Flores-Bahamonde, P. Acuna, M. Novak, Y. Zhang, L. Tarisciotti, S. A. Davari, Z. Zhang, F. Wang, M. Norambuena, T. Dragicevic, F. Blaabjerg, T. Geyer, R. Kennel, D. A. Khaburi, M. Abdelrahem, Z. Zhang, N. Mijatovic, R. P. Aguilera, “Latest Advances of Model Predictive Control in Electrical Drives—Part I: Basic Concepts and Advanced Strategies”, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 37, no. 4, pp. 3927–3942, 2022. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2021.3121532
J. Rodriguez, P. Cortes, Predictive control of power converters and electrical drives, vol. 40, John Wiley & Sons, 2012. DOI: https://doi.org/10.1002/9781119941446
J. Rodriguez, C. Garcia, A. Mora, S. A. Davari, J. Rodas, D. F. Valencia, M. Elmorshedy, F. Wang, K. Zuo, L. Tarisciotti, F. FloresBahamonde, W. Xu, Z. Zhang, Y. Zhang, M. Norambuena, A. Emadi, T. Geyer, R. Kennel, T. Dragicevic, D. A. Khaburi, Z. Zhang, M. Abdelrahem, N. Mijatovic, “Latest Advances of Model Predictive Control in Electrical Drives - Part II: Applications and Benchmarking With Classical Control Methods”, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 37, no. 5, pp. 5047–5061, Maio 2022. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2021.3121589
H. A. Young, M. A. Perez, J. Rodriguez, “Analysis of FiniteControl-Set Model Predictive Current Control With Model Parameter Mismatch in a Three-Phase Inverter”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 63, no. 5, pp. 3100–3107, 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2016.2515072
E. G. Armando, A. Boglietti, E. Carpaneto, A. Castagnini, M. Seita, “Thermal Performances of Induction Motors for Applications in Washdown Environment”, IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 55, no. 5, pp. 4578–4584, 2019. DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2019.2917419
D. Huger, D. Gerling, “On the effects of high-temperature-induced aging on electrical machine windings”, in 2015 IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC), pp. 1018–1021, 2015. DOI: https://doi.org/10.1109/IEMDC.2015.7409186
M. J. Duran, I. Gonzalez-Prieto, A. Gonzalez-Prieto, J. J. Aciego, “The Evolution of Model Predictive Control in Multiphase Electric Drives: A Growing Field of Research”, IEEE Industrial Electronics Magazine, vol. 16, no. 4, pp. 29–39, 2022. DOI: https://doi.org/10.1109/MIE.2022.3169291
E. Zerdali, M. Rivera, P. Wheeler, “A Review on Weighting Factor Design of Finite Control Set Model Predictive Control Strategies for AC Electric Drives”, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 39, no. 8, pp. 9967–9981, 2024. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2024.3370550
M. S. Mousavi, S. A. Davari, V. Nekoukar, C. Garcia, L. He, F. Wang, J. Rodriguez, “Predictive Torque Control of Induction Motor Based on a Robust Integral Sliding Mode Observer”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 70, no. 3, pp. 2339–2350, 2023. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2022.3169831
I. Oliani, T. Santos, R. Figueiredo, D. Albiero, A. Pelizari, A. Sguarezi, “Robust Finite Control Set Current Control for Induction Motor Using Deadbeat Approach in Synchronous Reference Frame”, Eletrônica de Potência , vol. 28, pp. 1–8, 02 2023.
T. Santos, R. Figueiredo, I. Oliani, A. Pelizari, A. Sguarezi, “Análise Comparativa de Técnicas de Controle Direto de Torque e Controle Preditivo de Torque Aplicadas em Tração Elétrica”,11 2022.
Z. Li, Y. Guo, J. Xia, H. Li, X. Zhang, “Variable Sampling Frequency Model Predictive Torque Control for VSI-Fed IM Drives Without Current Sensors”, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 9, no. 2, pp. 1507–1517, 2021. DOI: https://doi.org/10.1109/JESTPE.2020.2968387
W. Zhang, Y. Yang, M. Fan, L. He, A. Ji, Y. Xiao, H. Wen, X. Zhang, T. Yang, S. Mekhilef, J. Rodriguez, “An Improved Model Predictive Torque Control for PMSM Drives Based on Discrete Space Vector Modulation”, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 38, no. 6, pp. 7535–7545, 2023. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2023.3257399
F. Wang, S. Li, X. Mei, W. Xie, J. Rodr´ıguez, R. M. Kennel, “ModelBased Predictive Direct Control Strategies for Electrical Drives: An Experimental Evaluation of PTC and PCC Methods”, IEEE Transactions on Industrial Informatics, vol. 11, no. 3, pp. 671–681, Jun. 2015. DOI: https://doi.org/10.1109/TII.2015.2423154
A. Bazanella, R. Reginatto, “Robustness margins for indirect field oriented control of induction motors”, in Proceedings of the 37th IEEE Conference on Decision and Control (Cat. No.98CH36171), vol. 1, pp. 1001–1006 vol.1, 1998. DOI: https://doi.org/10.1109/CDC.1998.760827
I. Oliani, T. B. dos Santos, R. Figueiredo, D. Albiero, A. Pelizari, A. J. Sguarezi Filho, “Controle Preditivo Robusto De Corrente Por Estados Finitos Para Motor De Indução Usando Abordagem Deadbeat No Referencial Síncrono”, Eletrônica de Potência, vol. 28, no. 1, p. 28–35, Feb. 2023. DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2023.1.0041
EPA, “Nonregulatory Nonroad Duty Cycles”, 2023, URL: https:// www.epa.gov/moves/epa-nonregulatory-nonroad-duty-cycles.
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