Título :	Control digital de servomotor sin escobillas de corriente directa
Autor(es):	Guillermo Ronquillo Lomeli
Palabras clave:	PID PID PWM PWM Servocontrol Servocontrol
Área:	INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Fecha de publicación :	may-2002
Facultad:	Facultad de Ingeniería
Programa académico:	Maestría en Ciencias (Instrumentación y Control)
Resumen:	Dentro de la industria en general cada día que transcurre se tiende a un grado de automatización mayor, para lo cual es necesario importar tecnología, debido a que en México no existen desarrollos tecnológicos capaces de competir con tecnología extranjera. Debido a esto se presenta el trabajo de tesis cuyo objetivo principal es desarrollar sistemas completos y capacitar recursos humanos para competir con tecnología extranjera en servomecanismos. Dentro de dicha automatización es necesario el control de movimientos en donde intervienen variables como aceleración, velocidad, posición, y torque los cuales pueden ser controlados por un motor, pero un motor común no es capaz por si solo de controlar con precisión estas variables, requiere de un sistema electrónico para que conjuntamente con un motor especial puedan ser controladas dichas variables. La investigación se realizó en tomo a un servomotor de corriente directa de 140 oz/in sin escobillas con sensores de efecto de campo, con una velocidad máxima de 3200 R.P.M., comercial y se diseñó un sistema electrónico denominado servocontrol. El sistema es capaz de comunicarse con la PC, vía puerto serial; y tiene acceso a parámetros como aceleración, velocidad y posición, tanto en observación como en orden. Posee, además, un controlador PID digital para compensar el sistema y un algoritmo de generación de trayectoria. El sistema opera en modo posición. Además se diseñó una etapa de potencia con un puente H de tres fases de transistores bipolares de compuerta aislada (IGBT's), un circuito combinacional para la conmutación de la corriente y un circuito controlador de IGBT' s de alta tensión con lógica integrada para de-saturación, lógica de falla a tierra, apagado suave en condición de ralla de sobre corriente, encendido y apagado independientes y retardos igualados entre fases; el cual es la interfaz entre las señales de control y el motor. Para el desarrollo del sistema se empleó tecnología de punta como lo son módulos de IGBT's, Dispositivos Lógicos Programables (PLD's), Modulación de Ancho de Pulso (PWM), sensores de efecto de campo, microcontrolador de 16 Mhz, todos existentes en el mercado nacional, que nos dan la posibilidad de ser competitivos con los ya existentes. Este servosistema puede ser aplicado en cualquier sistema que utilice movimiento con motores, que demanden alta precisión en velocidad y/o posición. En primera instancia se pretende aplicarlo en reconversión de máquinas-herramientas las cuales requieren movimientos de alta precisión, y es posible debido a su versatilidad y compatibilidad con sistemas digitales. Everyday industry requirements move towards an automation increase with the consequent demand for foreign goods because there is a lack of high-technology products in the national market. Due to this, the present thesis work object is to develop complete servomechanism systems that are competitive and to provide human resources development, in this country. Automation requires control, which involves acceleration, speed, position and torque as related variables. In order to control these variables, an electronic system which acts as a feedback loop applied to the motor under control is required. The present development was completed for a 1400 oz/in de brushless servomotor with field effect sensors and 3200 rpm as its maximum operating speed. The motor is controlled by an electrcmic servo controller. The system is supervised by a PC via serial port to send and retrieve parameters such as acceleration, speed and position in both operation monitor and command mode. It includes a PID digital controller, to compensate the srstem and a trajectory generation algorithm. The system operates in position control mode. A power stage was also designed with a three-phase Isolated Gate Bipolar (IGBT) H bridge. The power interface stage is constituted by a combinational circuit for current commutation, a high-voltage IGBT controller circuit for de-saturation, a short circuit to ground, a soft tum off in over-current conditions, and an independent phase commutation with related delays. The system development involves IGBT' s modules, Prograrnmable Logic Device (PLD), field effect sensors and a 16 Mhz microcontroller, all of them available in the national market to make them competitive with their counterparts. The system is very well suited in high-precision motion control applications especially where motor speed and/or position control is required. The system is especially devoted to automation and machine reconversion, where particular conditions like precision movement are required. It is possible due to its versatility and compatibility with digital system.
URI:	http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/727
Aparece en:	Maestría en Ciencias (Instrumentación y Control)

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