Diseño e implementación de un accionamiento trifásico basado en Control Predictivo de Corriente Tolerante a fallas utilizando un Convertidor Matricial Multimodular

«Diseño e Implementación de un Accionamiento Trifásico basado en Control Predictivo de Corriente Tolerante a Fallas utilizando un Convertidor Matricial Multimodular», se denomina el Trabajo Final de Grado (TFG) presentado por los nuevos ingenieros Martín Nicolás Gómez Ferreira y Lucio David Aceval Gallardo, como prueba final para egresar de la carrera de Ingeniería Mecatrónica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA). La defensa del trabajo se realizó el 30 de Diciembre de 2024 en la Institución.

En los paıses desarrollados, se estima que alrededor del 50% de la energía eléctrica producida es utilizada en sectores industriales, siendo los motores eléctricos responsables de transformar una parte importante en energía mecánica. Los motores de inducción representan aproximadamente el 90% de estos dispositivos, dada su versatilidad y eficiencia. En el contexto nacional, este porcentaje disminuye al 26.4% del consumo útil total de energía eléctrica, aunque se espera un incremento progresivo impulsado por el crecimiento económico y el enfoque hacia fuentes renovables de energía, recomendado por organismos internacionales.

El control de los motores de inducción depende de la precisión requerida por la aplicación. Métodos tradicionales como arranque directo, estrella-triangulo o autotransformador son adecuados para aplicaciones donde parámetros como velocidad, torque o flujo no son críticos. Sin embargo, cuando se requiere mayor precisión, se recurre a dispositivos más sofisticados como arrancadores suaves y variadores de frecuencia. Para aplicaciones que demandan control avanzado, eficiencia y alta precisión, los convertidores electrónicos de potencia son esenciales. Estos dispositivos convierten y controlan grandes flujos de energıa con ayuda de interruptores electrónicos, adaptandolos a las necesidades especificas.

En el Trabajo Final de Grado se presenta la implementación de un esquema matricial multimodular para el control de un de motor de inducción trifásico, utilizando la técnica de control predictivo de corriente aplicado a filtros inductivos a la salida de los módulos matriciales, cuya inclusión en el esquema de conversión, pretendió lograr que la corriente de referencia, se obtenga a partir de los parámetros dinámicos del mismo, y así no depender de los pesos de los parámetros del motor.

Se logro implementar con éxito el control en lazo cerrado del motor, ademas de comparar los resultados obtenidos mediante simulación del control aplicado desde un solo módulo, a dos. Se implementó el filtro RL a la salida de los módulos, y se verificó el correcto seguimiento de la referencia de velocidad introducida por el usuario, debido a la precisión de las predicciones de corrientes generadas a partir del modelo del filtro. Por último, se corroboró la respuesta del sistema en caso de fallas y se constató el funcionamiento de la misma conforme a lo esperado por simulación. Los resultados obtenidos fueron acordes a lo estimado en la simulación, y también se ha corroborado el éxito de la implementación mediante la figura del error cuadrático medio. La combinación de estos hechos hacen que el algoritmo elaborado para el control del motor, sea correcto.