Algoritmo di controllo delle macchine elettriche di tipo sincrono mediante risoluzione del modello unificato per la determinazione della corrente ottimale e dei limiti di coppia

L’obiettivo dell’elaborato è creare un algoritmo di controllo per le macchine elettriche sincrone brushless, in grado di usare la risoluzione del modello unificato per determinare la corrente ottimale e i limiti di coppia (TMAX e Tmin) che garantiscano il loro corretto funzionamento. Le macchine elettriche sincrone brushless, sebbene abbiano un costo elevato dovuto alla composizione dei materiali usati per creare i rispettivi rotori, stanno trovando sempre più applicazione in campo industriale e in particolare nella trazione elettrica in cui viene richiesto il raggiungimento di velocità elevate. Per fare ciò, si evidenzia come la velocità angolare sia strettamente legata al flusso e alla tensione di alimentazione; siccome quest’ultima è limitata, l’unico modo per aumentare la velocità è diminuire il flusso e da qui deriva il termine “deflussaggio” della macchina sincrona brushless. Per diminuire il flusso si sfrutta la modifica della corrente diretta id e della rispettiva corrente in quadratura iq. A questo scopo è stato creato l’algoritmo di controllo fluxweakNR il cui nome prende spunto dal termine “flux weakening”, ovvero indebolimento del flusso e “NR” dal metodo delle tangenti di Newton – Raphson, che come si vedrà nella trattazione, permetterà la risoluzione delle equazioni di quarto grado usate per il calcolo, il tutto all’interno dell’ambiente MATLAB. L’algoritmo usa il metodo analitico per selezionare la condizione di funzionamento consentita delle macchine sincrone brushless, sulla base della coppia di riferimento e dei limiti di corrente e tensione. L’implementazione è basata sull’espressione normalizzata nel piano id – iq della coppia, del cerchio del limite di corrente e dell’ellisse del limite di tensione (nel caso di Rs reale).