Diseño, simulación y control en lazo cerrado de temperatura de un horno eléctrico cuyo principio de funcionamiento es el de inducción.

Abstract

En el documento presente se explica las etapas que conlleva la implementación de un horno que funciona por el principio de inducción, también se presenta el desarrollo del modelo matemático tanto del sistema eléctrico como del sistema térmico del horno. Posteriormente por medio de los softwares Matlab/Simulink y Plecs, se simula el modelo matemático y el sistema eléctrico-electrónico en lazo abierto para realizar la validación del modelo matemático y el respectivo análisis de la respuesta de corriente, voltaje, potencia y temperatura. Luego de verificar que los parámetros de diseño son los correctos, se realiza el diseño de los reguladores de corriente, potencia y temperatura para posteriormente implementarlos en un control cascada tomando en cuenta el análisis de saturadores y límites de operación para tener un correcto control de temperatura. Después se procede con la simulación del control cascada de temperatura en el software Plecs y se realizan varias pruebas de funcionamiento para diferentes cambios de referencia, también se añaden perturbaciones para observar el comportamiento de los controladores y su efectividad. Una vez comprobado el correcto funcionamiento del control cascada se realiza el diseño de la placa PCB del sistema de potencia y la placa PCB del sistema de control. Finalmente se diseña una interfaz HMI en donde el usuario puede variar ciertos parámetros y visualizar el cambio de temperatura, corriente y potencia en el tiempo.