«Diseño y Montaje de una Bancada Experimental para la Aplicación de Control Predictivo de Torque en un Motor de Inducción», se denomina el Trabajo Final de Grado (TFG) presentado por los ahora ingenieros Fernando Matías Benítez Segovia y Luis Fernando Espínola Quintana, como prueba final para egresar de la carrera de Ingeniería Electromecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA). La defensa del trabajo se realizó el pasado viernes 22 de Septiembre de 2023, en la Institución.

Dentro de la familia de los motores eléctricos existen dos principales clasificaciones de motores, los motores síncronos y los motores de inducción, siendo estos últimos los más utilizados a nivel mundial y dentro de la industria paraguaya, por lo que una optimización en el control de torque o la velocidad de este tipo de máquinas eléctricas podría ser de utilidad para determinadas aplicaciones.

El estudio del comportamiento del motor eléctrico bajo condiciones de cargas controladas, vibraciones u operación en post-falta, puede brindar información útil y relevante que integre estos sistemas eléctricos a usos actuales. Una de las alternativas para el desarrollo de tecnologías con motores eléctricos, es la implementación de estrategias de control, entre las que se encuentra el control predictivo basado en el modelo (MPC). El MPC puede a su vez dividirse en control predictivo de corriente (PCC) o control predictivo de toque (PTC), en ambos casos aplicados al control de accionamientos de motores eléctricos.

Para el logro de los objetivos del Trabajo FInal de Grado presentado se estudió un motor de inducción trifásico del Laboratorio de Sistemas de Potencia y Control (LSPyC), ubicado en el predio del Centro de innovación Tecnológica (CITEC), en la ciudad de Luque, mediante las técnicas de control seleccionadas para este estudio. El motor de inducción seleccionado tiene valores nominales de 7.5kW de potencia, voltaje de 380/660V, frecuencia de 50Hz, 2900 1/min de velocidad nominal, 24 Nm de torque nominal y temperatura ambiente de funcionamiento de hasta 40oC.

Se procedió inicialmente con la obtención de los parámetros eléctricos del motor mediante ensayos, se modeló el sistema en MATLAB/Simulink utilizando como parte de las referencias, la información de trabajo previos realizados dentro del laboratorio relacionados con el tema que abarcan estudios con motores multifásicos. El estudio se centró en 2 casos, uno en régimen permanente a velocidad constante y el otro en la respuesta luego del régimen transitorio durante cambio en el sentido de giro del eje del motor. Estos casos se analizaron por medio de simulaciones que posteriormente se validaron en la bancada experimental. Luego, una vez validado el experimento se extendió el estudio del motor seleccionado bajo distintos tipos de carga desde velocidades bajas hasta llegar a la nominal a fin de obtener una respuesta sobre la variación de la velocidad, torque, flujo y corriente de la máquina frente a estas cargas.

Finalmente realizaron la implementación del PTC para el accionamiento de la máquina de inducción trifásica mediante un convertidor de potencia, y a su vez comprobar el desempeño del sistema bajo cargas reales.