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Title: Direct Torque Control and Field Oriented Control for Permanent Magnet Synchronous Motor
Control Directo al Par y Control de Campo Orientado para un Motor Síncrono de Imanes Permanentes
Author: Cuji, William David
Arcos Avilés, Diego
Publisher: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Description: Context: The permanent magnet synchronous motors (PMSM) have rapidly improved their performance in terms of power density, efficiency, and better dynamics, thanks to the technologies used in them, such as: the control technique and the drive circuit technology. A PMSM can operate both as a motor and as a generator. In addition, they stand out for having a low maintenance, since unlike other types of engines the PMSM does not have collector rings or brushes. The control algorithm that is generally used in this type of motor is a vector control, which is divided into Direct Torque Control (DTC) and Field Oriented Control (FOC). Method: The computational platform where the simulations are carried out is Matlab® software (R2017a) Simulink 8.9, where predetermined blocks and program functions are used for the DTC and FOC vector control diagrams. Results: Regarding the electromagnetic torque control, FOC presents higher ripple than the DTC, so that, it is concluded that the DTC has greater torque control in relation to the FOC. Regarding to the magnetic flux control, according to the obtained values, the DTC has better control performance than the FOC. For speed control, both the DTC and FOC control have a fast response to disturbances; however, the DTC has a fast control response when the PMSM starts moving from rest, which means that the DTC has a faster response in the transient state and when the engine is in motion FOC has better control performance to disturbance. Conclusions: When analyzing the most important aspects to determine which control technique is effective, it is concluded that the DTC control technique has greater effectiveness with respect to the FOC control technique. However, it is worth mentioning that the two control techniques are widely used in the industrial sector for driving electric motors, so that, the selection any of these techniques will depend on the process to be carried out.
Contexto: Los motores síncronos de imanes permanentes o Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM, por sus siglas en inglés) han mejorado rápidamente su rendimiento en cuanto a la densidad de potencia, eficiencia y mejor dinámica, gracias a los procesos de tecnologías empleadas en ellos tales como: la técnica de control y la tecnología de circuitos de accionamiento. Un PMSM puede operar tanto como motor y como generador, además se destacan por tener un reducido mantenimiento, ya que a diferencia de otro tipo de motores los PMSM no presentan anillos colectores ni escobillas. El algoritmo de control que se emplea generalmente en este tipo de motores es un control vectorial, divido en Control Directo del Par (DTC) y Control de Campo Orientado (FOC). Metodología: La plataforma computacional donde se realizan las simulaciones es en el software Matlab (R2017a) Simulink 8.9, donde se utilizan bloques predeterminados y funciones programas para los diagramas de control vectorial DTC y FOC. Resultados: En cuanto al control del par electromagnético, FOC presenta mayor rizado que el DTC, por lo que se determina que el DTC tiene mayor control de par en relación al FOC. Para el control del flujo magnético, de acuerdo con los valores obtenidos, el DTC tiene un mejor control que el FOC. Para el control de velocidad, tanto el control DTC como FOC tienen una rápida respuesta ante perturbaciones, sin embargo el DTC tiene un tiempo de respuesta menor cuando el PMSM se pone en movimiento desde el reposo, es decir que el DTC tiene una respuesta rápida en el estado transitorio y una vez que el motor se encuentra en movimiento, ante perturbaciones como la disminución de velocidad el FOC tiene mejor control. Conclusiones: Al analizar los aspectos más importantes para determinar cuál técnica de control es efectiva, se concluye que la técnica de control DTC tiene mayor efectividad de acuerdo con la técnica de control FOC, sin embargo, cabe mencionar que las dos técnicas de control son ampliamente utilizadas en el sector industrial en el accionamiento de motores eléctricos por lo que la selección de dichas técnicas dependerá del proceso a realizar.
URI: http://hdl.handle.net/11349/19943
Other Identifiers: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/reving/article/view/14142
10.14483/23448393.14142
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