Control de bucle tancat de les conduccions

En un sistema tancat, la sortida del sistema es retroalimenta a l'entrada, permetent al sistema controlar la propulsió elèctrica i autoajustar la seva operació. Les bucles de retroacció en una propulsió elèctrica s'incorporen per complir els següents requisits crítics:

• Millora de la cintxa i la velocitat: Per augmentar el rendiment de la cintxa i la velocitat del sistema.

• Millora de la precisió en estat estacionari: Per millorar la precisió del sistema durant l'operació en estat estacionari.

• Protecció: Per protegir els components de la propulsió elèctrica de possibles danys.

Els components clau d'un sistema tancat inclouen el controlador, el convertidor, el limitador de corrent i el sensor de corrent, entre d'altres. El convertidor desempenya un paper crucial en la conversió de la potència de freqüència variable a una freqüència fixa i viceversa. El limitador de corrent, per altra banda, funciona per prevenir que la corrent superi un valor màxim prèviament establert. A continuació, explorarem els diferents tipus de configuracions de bucle tancat.

Control de límit de corrent

Aquest esquema de control està dissenyat per mantenir les corrents del convertidor i el motor dins d'un rang segur durant les operacions transitories. El sistema disposa d'un bucle de retroacció de corrent integrat amb un circuit lògic de llindar.

El circuit lògic serveix com a protecció, protegint el sistema de corrents excessives. En cas que les operacions transitories facin que la corrent superi el valor màxim prèviament establert, es dispara el circuit de retroacció. Aquest actua ràpidament per prendre mesures correctores, obligant la corrent a descendir per sota del llindar màxim. Un cop la corrent torna als nivells normals, el bucle de retroacció es desactiva, retomant l'estat de espera.

Control de cintxa de bucle tancat

Els sistemes de control de cintxa de bucle tancat són ampliament utilitzats en vehicles alimentats per bateria, aplicacions ferroviàries i trens elèctrics. La cintxa de referència T^* es determina pel posició del pedal de l'accelerador. El controlador del bucle llavors treballa conjuntament amb el motor per assegurar-se que la cintxa real segueix de manera estreta el valor de referència T^*. Ajustant la pressió sobre l'accelerador, l'operador pot controlar efectivament la velocitat del sistema de propulsió, ja que la cintxa de sortida influeix directament en l'acceleració i la velocitat del vehicle o tren.

Control de velocitat de bucle tancat

El diagrama de blocs del sistema de control de velocitat de bucle tancat es mostra en la figura següent. Aquest sistema disposa d'una estructura de control jeràrquica, amb un bucle de control interior incrustat dins d'un bucle de velocitat exterior. La funció principal del bucle de control interior és regular la corrent i la cintxa del motor, assegurant que romanguin dins dels límits d'operació segurs.

Control de velocitat de bucle tancat

Suposem que hi ha una velocitat de referència ωm∗ que genera un error de velocitat positiva Δω*m. Aquest error de velocitat és processat per un controlador de velocitat i després s'introdueix en un limitador de corrent. Notablement, el limitador de corrent pot sobrecarregar-se fins i tot en presència d'un petit error de velocitat. El limitador de corrent llavors estableix la corrent per al bucle de control de corrent interior. Posteriorment, el sistema de propulsió inicia l'acceleració. Un cop la velocitat de propulsió coincideixi amb la velocitat desitjada, la cintxa del motor és igual a la cintxa de càrrega. Aquest equilibri fa que la velocitat de referència disminueixi, resultant en un error de velocitat negatiu.

Quan el limitador de corrent arriba a la saturació, el sistema entra en mode de frenat i comença a desaccelerar. Al contrari, quan el limitador de corrent es desatura, el sistema passa suavement del mode de frenat al mode de propulsió.

Control de velocitat de bucle tancat de propulsions multimotor

En els sistemes de propulsió multimotor, la càrrega total es distribueix entre diversos motors. Cada secció del sistema està equipada amb el seu propi motor, que és principalment responsable de portar la càrrega específica d'aquella secció. Encara que les característiques dels motors varien depenent del tipus de càrrega que serveixen, tots els motors funcionen a la mateixa velocitat. Quan els requisits de cintxa de cada motor individual són complets pel seu mecanisme de propulsió respectiu, el eix motriz només necessita suportar una cintxa de sincronització relativament petita, facilitant l'operació coordinada de la configuració multimotor.

En un locomotora, degut a graus variables d'ús i desgast, les rodes no giren a una velocitat uniforme. Com a resultat, la velocitat de propulsió de la locomotora fluctua en conseqüència. A més de mantenir una velocitat consistent, també és crucial assegurar que la cintxa estigui distribuïda uniformement entre els motors múltiples. Si aquest equilibri no s'aconsegueix, un motor pot sobrecarregar-se mentre un altre roman subutilitzat. Aquest desequilibri finalment porta a una situació on la cintxa nominal de tota la locomotora és significativament menor que la suma de les cintxes nominals dels motors individuals.