Control de Bucle Pechado de Accionamentos

Nun sistema pechado, a saída do sistema alimenta de novo a entrada, permitindo que o sistema controle a propulsión eléctrica e se autoajuste na súa operación. As retroalimentacións nunha propulsión eléctrica están incorporadas para cumprir os seguintes requisitos críticos:

• Melora da Coupia e Velocidade: Para aumentar o rendemento da coupia e velocidade do sistema.

• Melora da Precisión en Estado Estacionario: Para mellorar a precisión do sistema durante a operación en estado estacionario.

• Protección: Para proteger os compoñentes da propulsión eléctrica de posibles danos.

Os compoñentes clave dun sistema pechado inclúen o controlador, o conversor, o limitador de corrente e o sensor de corrente, entre outros. O conversor desempeña un papel crucial na conversión de enerxía de frecuencia variable a unha frecuencia fixa e viceversa. Por outro lado, o limitador de corrente funciona para evitar que a corrente supere un valor máximo preestablecido. A continuación, exploraremos os diferentes tipos de configuracións de bucle pechado.

Control de Límite de Corrente

Este esquema de control está deseñado para manter as correntes do conversor e do motor dentro dun rango seguro durante as operacións transitorias. O sistema presenta un bucle de retroalimentación de corrente integrado cun circuito lóxico de limiar.

O circuito lóxico actúa como salvagarda, protexendo o sistema de correntes excesivas. No caso de que as operacións transitorias fagan que a corrente suba por encima do valor máximo preestablecido, activase o circuito de retroalimentación. Este toma inmediatamente medidas correctivas, forzando a corrente a bajar abaixo do limiar máximo. Unha vez que a corrente volve aos niveis normais, o bucle de retroalimentación desactivase, retomando o seu estado de espera.

Control de Coupia en Bucle Pechado

Os sistemas de control de coupia en bucle pechado son ampliamente empregados en vehículos con batería, aplicacións ferroviarias e trens eléctricos. A coupia de referencia T^* determinase pola posición do pedal do acelerador. O controlador de bucle entón traballa en conxunto co motor para asegurar que a coupia de saída real siga de cerca o valor de referencia T^*. Axustando a presión no acelerador, o operador pode controlar eficazmente a velocidade do sistema de propulsión, xa que a coupia de saída inflúe directamente na aceleración e velocidade do vehículo ou tren.

Control de Velocidade en Bucle Pechado

O diagrama de bloques do sistema de control de velocidade en bucle pechado ilustrase na figura a seguir. Este sistema presenta unha estrutura de control anidada, cun bucle de control interno incrustado nun bucle de velocidade externo. A función principal do bucle de control interno é regular a corrente e a coupia do motor, asegurando que permanezan dentro dos límites de funcionamento seguros.

Control de Velocidade en Bucle Pechado

Supoñamos que hai unha velocidade de referencia ωm∗ que xera un erro de velocidade positivo Δω*m. Este erro de velocidade procesase por un controlador de velocidade e despois alimentase nun limitador de corrente. Notablemente, o limitador de corrente pode sobrecargarse incluso na presenza dun erro de velocidade menor. O limitador de corrente entón establece a corrente para o bucle de control de corrente interno. Posteriormente, o sistema de propulsión inicia a aceleración. Unha vez que a velocidade da propulsión coincide coa velocidade deseada, a coupia do motor iguala a coupia de carga. Esta equilibrio fai que a velocidade de referencia diminúa, resultando nun erro de velocidade negativo.

Cando o limitador de corrente alcanza a saturación, a propulsión entra nun modo de frenado e comeza a decelerar. Ao contrario, cando o limitador de corrente desatura, a propulsión transición suavemente do estado de frenado de volta ao modo de tracción.

Control de Velocidade en Bucle Pechado de Propulsións Multi-Motor

Nas propulsións multi-motor, a carga global distribúese entre múltiples motores. Cada sección do sistema está equipada co seu propio motor, que é principalmente responsable de levar a carga específica para esa sección. Aínda que as capacidades dos motores varían dependendo do tipo de carga que sirven, todos os motores operan á mesma velocidade. Cando os requisitos de coupia de cada motor individual son atendidos polo seu mecanismo de propulsión respectivo, o eixe de propulsión só necesita soportar unha coupia de sincronización relativamente pequena, facilitando a operación coordenada da configuración multi-motor.

Numa locomotora, debido a diferentes graos de desgaste, as rodas non xiran a unha velocidade uniforme. Como resultado, a velocidade de propulsión da locomotora fluctúa en consecuencia. Ademais de manter unha velocidade constante, é igualmente crucial asegurar que a coupia se distribua uniformemente entre os múltiples motores. Se este equilibrio non se logra, un motor pode sobrecargarse mentres outro permanece subutilizado. Este desequilibrio leva finalmente a unha situación onde a coupia nominal da locomotora completa é significativamente menor que a suma das capacidades de coupia dos motores individuais.