Horizonte extendido de protección para el control multivectorial de accionamientos eléctricos multifásicos

Abstract

En la última década se están realizando importantes esfuerzos para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero con objeto de alcanzar un desarrollo sostenible. Dentro de este escenario, los vehículos eléctricos están adquiriendo importancia al ofrecer una alternativa eficiente y no contaminante. De entre los sistemas de propulsión disponibles para ellos, los accionamientos eléctricos multifásicos son una opción a considerar gracias a las ventajas que presentan, como mayor eficiencia o mejor tolerancia al fallo. Tal es su importancia que su uso se está extendiendo incluso al campo de los vehículos de competición, como la Fórmula E de FIA. En este campo, las máquinas eléctricas multifásicas son especialmente apropiadas por las propias exigencias de competición en términos de potencia, rendimiento y fiabilidad. Tradicionalmente, para regular estas máquinas han existido una gran variedad de esquemas de control, siendo uno de los más empleados el control de campo orientado (FOC). En la actualidad se trabaja en el desarrollo de sistemas que puedan competir con el FOC, como el denominado control predictivo (MPC), que parte de un modelo discretizado de la máquina empleado para predecir sus estados futuros de corrientes y que destaca por su mejor respuesta dinámica o su gran capacidad para incluir restricciones en el control. Este TFG propone implementar una variante del control predictivo estándar con horizonte de predicción extendido, empleando adicionalmente una solución multivectorial compuesta por vectores virtuales de tensión. Por un lado, al añadir un horizonte de predicción adicional se espera mejorar la respuesta dinámica de la máquina, el seguimiento de las variables de referencia del sistema y el rizado de las corrientes. Mientras que, por su parte, los vectores virtuales permiten asegurar una inyección reducida de corrientes 𝑥-𝑦, lo que se espera que permita mejorar la calidad de las corrientes de fase y reducir las pérdidas medias del sistema.