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Title: Diseño e implementación de un módulo didáctico para el control en cuatro cuadrantes de una máquina DC
Authors: Gualpa Almeida, Luis Leandro
Keywords: ELECTRÓNICA
CONTROL DE MÁQUINAS
CONTROL EN CASCADA
Issue Date: 2-Mar-2021
Publisher: Quito, 2021.
Citation: Gualpa Almeida, L. L. (2021). Diseño e implementación de un módulo didáctico para el control en cuatro cuadrantes de una máquina DC. 165 hojas. Quito : EPN.
Abstract: This work presents the design and implementation of ¾ HP DC machine drive for didactic purposes. The module has 5 electronic boards designed using bibliographic recommendations in order to ensure its operation in power electronics and reduce EMIs. The boards allow for the connection of the DC motor, tachogenerator, braking resistor, capacitors for the DC bus, alternating power and provide the ease of connecting measuring instruments. For the design of the controllers, the electrical and mechanical parameters of interest of the DC machine were determined through testing. The control implemented is a cascade control that was previously simulated using Simulink. The controlled variables of the DC machine are armature current and angular speed. A PI controller was implemented in each loop of the cascade controller. Current controller and the speed controller were tuned for optimum magnitude and symmetric optimum, respectively. The latter considers an Anti-windup action. As for the control for the H bridge, a bipolar control modulation was employed. To visualize the main variables of interest, as well as the transmission of references, an HMI was designed following the recommendations of the ISA 101 standard.
Description: En el presente trabajo de titulación se presenta el diseño e implementación de un módulo didáctico para el control en cuatro cuadrantes de una máquina DC de 3/4 HP que servirá de ayuda didáctica en la enseñanza de control de máquinas. El módulo cuenta con 5 placas electrónicas diseñadas teniendo en cuenta recomendaciones bibliográficas, con la finalidad de asegurar su funcionamiento en electrónica de potencia y reducir EMIs. Las placas electrónicas pueden ser explicadas y probadas independientemente; sin embargo, el principal interés es que operen en conjunto. Además, se incluyeron borneras que permiten la conexión del motor DC, tacogenerador, resistencia de frenado, capacitores para el bus DC, alimentación alterna y brindan la facilidad de conectar instrumentos de medida. Para el diseño de los controladores, se determinaron los parámetros eléctricos y mecánicos de interés de la máquina DC a través de pruebas. El control implementado es un control en cascada que previamente fue simulado en Simulink, las variables controladas de la máquina DC son la corriente de armadura y la velocidad angular. En cada lazo del control en cascada se implementó un controlador PI. El controlador de corriente y el controlador de velocidad se sintonizaron por magnitud óptima y óptimo simétrico, respectivamente. En este último se consideró una acción Anti windup. En cuanto al control para el puente H se usó una modulación por control bipolar. Para visualizar las principales variables de interés, así como el envío de referencias, se diseñó un HMI siguiendo las recomendaciones de la norma ISA 101.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21470
Type: bachelorThesis
Appears in Collections:Tesis Electrónica y Control (IEC)

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