Diseño e Implementación de un Controlador PID para un Cojinete Magnético Radial impulsado por un Motor Brushless
Contenido principal del artículo
Resumen
Este trabajo describe la implementación de un cojinete magnético radial activo, centrándose en el control de dicho dispositivo. El sistema consiste en un motor brushless, que gira a una velocidad de 20000 rpm, con un eje que debe ser centrado en una posición vertical con el cojinete magnético radial en el extremo superior. El principio de funcionamiento permite a través de las corrientes en los pares de bobinas, ubicadas adecuadamente, ejercer fuerzas que mantiene el eje en la posición definida. Para llevar a cabo se plantean las ecuaciones dinámicas del sistema y se proponen dos lazos de control, uno interno de corriente y uno externo de posición. Los resultados experimentales obtenidos demuestran que el sistema responde de manera satisfactoria, manteniendo el eje de manera vertical, con un huelgo máximo dentro de los límites establecidos en el diseño.
Detalles del artículo
Referencias
M. Puskaric, Z. Car, y N. Bulic, “Magnetic Bearing Control System based on PI and PID Controllers,” Teh. Vjesn. - Tech. Gaz., vol. 25, no. 1, pp. 136-140, feb. 2018, 10.17559/TV-20160726112308.
T. Nussbaumer, P. Karutz, F. Zurcher, y J. W. Kolar, “Magnetically Levitated Slice Motors - An Overview,” IEEE Trans. Ind. Appl ., vol. 47, no. 2, pp. 754-766, March/April 2011, 10.1109/TIA.2010.2102731 .
Weiyu Zhang, Huangqiu Zhu, “Radial magnetic bearings: An overview,” Results in Physics , vol. 7, pp. 3756-3766, August 2017, 10.1016/j.rinp.2017.08.043.
Meeker, D.C.; Maslen, E.H. “Analysis and control of a three pole radial magnetic bearing,” In Proceedings of the Tenth International Symposium on Magnetic Bearings , Martigny, Switzerland, August 2006.
J. Denk, D. Stoiber, H. Kopken and H. Walter, "Industrialization of AMB Systems With Standard Drive Technology," IEEE Transactions on Industry Applications , vol. 49, no. 2, pp. 791-798, March-April 2013, 10.1109/TIA.2013.2242426
A. Chiba, T. Fukao, O. Ichikawa, M. Oshima, M. Takemoto, y D. G. Dorrell, “Magnetic Bearings and Bearingless Drives”. Elsevier Science, 2005.
G. Schweitzer y E. H. Maslen, “Magnetic bearings : theory, design, and application to rotating machinery”. Springer, 2009.
R. RARICK, “Control Of An Active Magnetic Bearing With And Without Position Sensing,” M.S. thesis, Department of Electrical and Computer Engineering, Cleveland State University, Ohio, USA, 2007.
T. E. Seiphetlho, “Power electronic activation for active magnetic bearings,” M.S. thesis, Department of Electrical, Electronic and Computer Engineering, North-West University, Potchefstroom Campus, South Africa, 2006.
Zhu Changsheng and Mao Zhiwei, “A PWM Based Switching Power Amplifier for Active Magnetic Bearings,” in International Conference on Electrical Machines and Systems , Nanjing, China, 2005, pp. 1563-1568, 10.1109/ICEMS.2005.202812
G. Y. Aguirre, L. A. Urbani, M. J. Kelm, D. A. Kelm, M. E. Yasnikowski, “Cojinete Magnéticos empleados en motores de alta velocidad,” 8va Jornadas de Investigación, Desarrollo Tecnológico, Extensión y Vinculación, FI, UNaM, Oberá, Misiones, Agosto 2018, ISSN 2591-4219 http://conferencias.fio.unam.edu.ar/index.php/JIDeTEV/Octava-JIDeTEV/schedCon/presentations