Comparación de estrategias de control para maximizar la eficiencia energética en motores síncronos de reluctancia

Abstract

Recientemente, el motor síncrono de reluctancia (SynRM) se ha convertido en una atractiva alternativa para el ahorro energético. Es por ello, que varias estrategias de control se han desarrollado con el fin de mejorar el desempeño de este motor. Principalmente, se destacados: el control máximo por amperio (MTPA) y el control de eficiencia máxima. Este traba-jo compara una estrategia de control MTPA comúnmente encontrada en la literatura, una estrategia de control propuesta de Máxima Eficiencia que involucra la saturación magnéti-ca y un controlador de frecuencia convencional. Debido a que se requiere un amplio rango de resultados para determinar la eficiencia de los controladores, se han implementado dos bancadas de trabajo con dos tamaños de motores distintos, uno de 1.1 kW y otro de 5.5kW. Asimismo, las tres alternativas mencionadas son comparadas en un sistema de bombeo,siendo estos sistemas los de mayor impacto energético en industrias como la alimenticia,textil, química, minera, petrolera, entre otras.Las estrategias de control han sido satisfactoriamente implementadas sobre las bancadas descritas, a través de una plataforma experimental. Basado en los resultados obtenidos, el enfoque propuesto de Máxima Eficiencia es el de mejor desempeño energético en los distintos puntos de operación, logrando un ahorro entre el 1.5 % y el 15 %.

Abstract: Recently, the synchronous reluctance motor (SynRM) has become an attractive alterna-tive for energy savings. That is why, several control strategies have been developed in orderto improve the performance of this engine. Mainly, two stand out: the maximum controlper ampere (MTPA) and the maximum efficiency control. This work compares an MTPAcontrol strategy commonly found in the literature, a proposed control strategy of MaximumEfficiency that involves magnetic saturation and a conventional frequency controller. Due tothe fact that a wide range of results to determine the efficiency of the controllers is required,two benches with different motor sizes have been implemented, one of 1.1kW and another of5.5kW. In the same way, the three mentioned alternatives are compared in a pumping sys-tem, which are the ones with bigger energetic impact in the food, textile, chemical, miningand oil industries, among others.The control strategies have been satisfactorily implemented on the banks described, throughan experimental platform. Based on the results obtained, the proposed Maximum Efficiencyapproach is the one with the best energy performance in the different operating points, achieving savings between 1.5 % and 15 %.