Inconvenientes del control
V/f

·El par y el flujo generado dentro de la máquina
Son funciones de la frecuencia y tensión aplicada. La variación del flujo,
Producida por un cambio en la frecuencia, reduce la sensibilidad del par, disminuyendo la respuesta dinámica
De la máquina.

·A bajas velocidades V₁/f ¹ cte. Para mantener el par
Máximo hay que aumentar V₁.

·No ofrece par a velocidad 0.

·No tenemos control de posición del motor.

Para mejorar el control de la máquina de alterna, se crea el
CONTROL VECTORIAL, que a diferencia del CONTROL ESCALAR, consigue separar el
Par del flujo en la máquina, como sucede en las de CC.

Par producido en una máquina de C.C.

La regulación del par en un motor de C.C. Se puede realizar
Modificando el flujo magnético, en los polos producidos por la corriente de
Excitación, la corriente que atraviesa el inducido o ambas magnitudes a la vez.

Par producido en una máquina de inducción (CA)

En un motor asíncrono hay un devanado trifásico en el
estátor, y la fuerza

Aplicaciones Control Vectorial

Donde se requiera par nulo a velocidad nominal para luego
Conmutar a potencia constante y alcanzar una velocidad varias veces superior a
La nominal, con capacidad de acelerar y desacelerar en ambas direcciones de
Rotación y controlar con precisión velocidad, par y posición. Aplicaciones más
Comunes:

·Acumuladores de materiales

·Líneas de fundición de acero

·Carretes de alambre

·Aplicaciones de enrollados

·Todas aquellas donde se necesite un control total
Del par a bajas velocidades o donde se requiera altos pares de partida.

El control vectorial, ya sea directo o indirecto, mejora el
Rendimiento dinámico de la máquina permitiendo entregar su par nominal a
Velocidades muy bajas (inclusive 0 como en el caso del control vectorial
Indirecto), cosa que el control escalar no puede. Se puede lograr ajustes finos
De velocidad utilizando las técnicas de control vectorial puesto que la máquina
Responde de una manera constante.

El motor de inducción controlado vectorialmente hace que se
Esté imponiendo como servomotor en las aplicaciones industriales. Al controlar
No solo la magnitud sino también la fase se consiguen:

·Regulación precisa de velocidad

·Un par máximo disponible a cualquier velocidad

·Hasta la de sincronismo

·La operación en los cuatro cuadrantes, que no
Existan zonas muertas en el control de par o velocidad y una excelente
Respuesta dinámica.

Carácterísticas del control vectorial

·Rápida respuesta de par

·Preciso control de velocidad

oLinealidad incluso en inversa

oRecuperación de velocidad al variar carga

·Mantiene par a velocidad cero (150%)

·Robustez y precio de un motor de inducción AC
Pero con la simplicidad del control de un DC

·Control de una máquina asíncrona es difícil
(todas las variables magnéticas son variables)

·El control vectorial consiste en transformar las
Variables de la máquina de alterna a la máquina de continua.

·Desacoplar variables como FLUJO y PAR

·Pasar de un sistema trifásico a un bifásico

·Flujo proporcional a Id

·Par proporcional a Iq

Motor PMSM

El
Flujo en el entrehierro no es debido a la corriente del estátor sino a los
Imanes permanentes.

Estátor:

Compuesto de un circuito magnético
Construido de chapas de acero de silicio con devanados trifásicos para producir
Un campo rotativo, al igual que en los asíncronos.

Rotor:

Compuesto por imanes permanentes (N y
S). A diferencia con los asíncronos, el rotor gira EXACTAMENTE a la velocidad
Del campo rotativo, siendo el deslizamiento nulo

Flujo

Radial:

La dirección del flujo es
Perpendicular al eje de la máquina. Grandes potencias para máquinas largas
(propulsión en barcos, tracción, aplicaciones eólicas).

Axial:

La dirección del flujo es paralela al
Eje de la máquina (sistemas elevadores, generación).

El
Núcleo del estátor lleva flujo alrededor del bobinado de estátor con el fin de
Crear una fuerza electromotriz en el bobinado.

Cuando
El flujo es transportado en una dirección paralela a la dirección de movimiento
Del rotor, es llamada longitudinal.

Cuando
El flujo es transportado en una dirección perpendicular a la dirección de
Movimiento del rotor, es llamada transversal.

INNER:

Los devanados están en el rotor y el
Devanado en el estátor

·Pequeño momento de inercia

·Menor volumen de motor

·Capacidad de disipar altas temperaturas

·Por el contrario, para obtener una densidad de flujo
Magnética alta, con pequeños imanes se deben emplear imanes de gran calidad y
Especificaciones.

Recomendado
Por su diseño, protegido contra fuerza centrífuga, para aplicaciones de
Velocidades altas y altas frecuencias, es decir de carácterísticas dinámicas
Altas.

OUTER:

Los imanes permanentes están en el
Estátor y el devanado en el rotor.

·Gran momento de inercia.

·Como los imanes no están en el rotor no tienen que ser
Pequeños y es más sencillo estructuralmente.

·Capacidad de disipar altas temperaturas.

Recomendado
Por su diseño para aplicaciones de discos duros.

Configuración imanes
Permanentes

Surface (Superficie Rotor)

Imanes
Pegados a la superficie del rotor como si de un vendaje se tratara para evitar
Las fuerzas centrífugas

Inset (Encastrado en el rotor)

Montados
En la parte interior del rotor, encastrados por el mismo rotor, como una
Máquina de polos salientes. Pudiéndose dar la configuración con o sin
Entrehierro entre los imanes y los inter-polos de hierro. En el caso de usarse
La configuración del entrehierro entre los imanes y los inter-polos se supone
Que se obtiene en torno a un 5 % más de la densidad de flujo de la máquina.

Buried (Enterrado en el rotor)

Los
Imanes se ubican en el interior del rotor bajo la superficie del rotor. La
Mayor ventaja es la resistencia mecánica y la protección magnética. Además
Permite el uso de devanados amortiguados. 

La principal
Diferencia con los otros métodos de control anteriores es que en el DTC no
Existe un modulador PWM separado, sino que la posición de los interruptores del
Convertidor de potencia se determina directamente por el estado
Electromagnético del motor. Para ello es necesario disponer de un modelo muy
Exacto del motor junto con una elevadísima capacidad de cálculo.

El par y el flujo del
Motor pueden ser controlados por medio de los vectores de tensión aplicados al
Estátor V_s (vector de tensión 
Aplicado al estátor), ya que controlan la magnitud, la posición y la
Velocidad del vector flujo, y en consecuencia el par producido.