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Proyectos


Evaluación e Integración de Accionamientos Rotativos Multifásicos en Vehículos Eléctricos

Responsable: Federico José Barrero García
Tipo de Proyecto/Ayuda: Plan Nacional del 2009
Referencia: DPI2009-07955
Fecha de Inicio: 01-01-2010
Fecha de Finalización: 31-12-2012

Empresa/Organismo financiador/es:

  • Ministerio de Ciencia e Innovación

Equipo:

Resumen del proyecto:

Las máquinas rotativas multifásicas han sido analizadas y estudiadas durante los últimos 30 años, aunque el interés real en este tipo de actuadores ha crecido muy recientemente por las ventajas que ofrecen como sustitutas de los accionamientos trifásicos convencionales (menor par pulsante, menores componentes armónicas de corriente en el DC-link, mejor reparto de corriente por fase y mayor robustez ante pérdidas de fases). El control de corriente de este tipo de máquinas se ha convertido, debido a su complejidad, en una cuestión clave desde el punto de vista de la investigación para su posible aprovechamiento industrial. La extensión del control aplicado a máquinas trifásicas no es suficiente puesto que es incapaz de solventar de forma genérica problemas tales como el desequilibrio de corrientes de fase, las asimetrías constructivas de la propia máquina o la aparición de importantes armónicos en la corriente. Por otro lado, los accionamientos multifásicos son especialmente interesantes en aplicaciones tales como propulsión de vehículos eléctricos (VE) donde la baja tensión de DC-link impuesta por la batería impone elevadas corrientes de fase. En este caso, los motores multifásicos son especialmente interesantes puesto que ofrecen una mayor fiabilidad que los motores trifásicos convencionales (la pérdida de una fase permite que el sistema siga funcionando, aunque generando menor par) y provocan el reparto de corriente de forma natural entre las diferentes fases del motor (a mayor número de fases, mayor reparto). El objetivo de este proyecto es el estudio y desarrollo de un sistema de propulsión eléctrico multifásico aplicable a VE. Se trata de diseñar, desarrollar y probar un sistema de control de altas prestaciones (rápida respuesta en corriente y par), generalizable a diferentes tipos de accionamientos multifásicos. En este sentido, se estudiarán fundamentalmente dos estrategias de control para el bucle interno de corriente:

  • basadas en control predictivo, que determinan a partir del modelo del sistema el vector de tensión que minimiza una determinada función de coste.
  • basadas en control directo de par (DTC), que determina el vector de tensión aplicable a partir de las referencias y los valores estimados de par y flujo en el estator.

Ambas estrategias de control se compararán con las estrategias de control de corriente habitualmente aplicadas, basadas en modulación PWM y Space Vector, muy complejas al adaptarlas a las máquinas multifásicas. Se espera contar al final del proyecto con un módulo de propulsión basado en motores multifásicos aplicable a un vehículo eléctrico real. Para ello habrá que implementar el bucle externo de control de velocidad del sistema. En este sentido, y como objetivo secundario, se plantea la integración del nuevo módulo de propulsión en el sistema electrónico del vehículo en base a dos principios básicos: asistencia al conductor para el aumento de la seguridad vial y reducción de costes del fabricante. Para ello se integrará el módulo de propulsión en un vehículo eléctrico CROSS RIDER y GOLF PLUS empleando los estándares de reciente desarrollo IEEE1451 (que dotaría al módulo de propulsión de características "Plug&Play", ofreciéndole la posibilidad de interactuar con la ECU, Electronic Control Unit, del vehículo) e ISO-CALM (que incluiría características de sistema de transporte inteligente, ITS, en el vehículo y capacidad de interacción con otros vehículos, V2V, y con la infraestructura, V2I).

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