Controllo predittivo di motori sincroni con magneti permanenti = Predictive control of permanent magnets synchronous motors

Controlli innovativi per motori brushless con applicazioni automotive La continua evoluzione tecnologica ha portato a una richiesta maggiore in termini di prestazione e dinamica negli azionamenti elettrici e, grazie a questa crescita, gli azionamenti “brushless” hanno trovato un largo impiego. Il termine "brushless", letteralmente “senza spazzole”, indica tutti gli azionamenti in corrente alternata. In questa trattazione si analizza un tipo di azionamento brushless riguardante la macchina sincrona in corrente alternata con magneti permanenti o Sourface Mounted Permanent Magnet Synchronous Machine (SMPMSM). Tale macchina è capace di funzionare sia come motore sia come generatore freno. A differenza delle tradizionali macchine sincrone usate nella generazione di energia elettrica, il SMPM è comandato in anello chiuso o autocommutato in funzione della posizione angolare del rotore. L’ utilizzo di questi motori è spesso domandato nell’ ambiente Automotive, dove si tende a sostituire i motori in corrente continua, oppure in azionamenti che richiedono una buona efficienza quali i PFC (pump, fan and compressor) al posto dei motori a induzione. Un altro campo dove gli azionamenti brushless sono interpellati risiede negli azionamenti ad alte prestazioni tipo “asse” dove tali motori tendono a subentrare ai servoazionamenti in corrente continua. Il primo studio di questo elaborato sperimentale si focalizza sul DTC (Direct Torque Control) del SMPM ovvero sull’analisi del modello dinamico del motore in assi rotanti dq, utile a determinare le grandezze elettriche che controllano la coppia e il flusso della macchina. Successivamente si analizza e si implementa il controllo di tipo predittivo MPC (Model Predictive Control) del SMPM in ambiente Matlab/Simulink. L’ innovazione introdotta dal nuovo metodo di controllo, a differenza dei classici controlli con P.I. (Proporzionali Integrali), cerca di prevedere l’andamento temporale futuro del sistema sull’ orizzonte di controllo scelto ottenendo i segnali di controllo ottimi che minimizzano un certo funzionale di costo.