Electrical drives for application in mechatronics - Azionamenti elettrici per la meccatronica

This thesis is the result of a three-years work at the Department of Technique and Management of Industrial Systems of the University of Padova, located in Vicenza, Italy. The research concerns advanced control methodologies for electrical drives. In particular, the first part of the thesis deals with sensorless control of induction motors, in which the speed is not measured but estimated by means of a mathematical model. Among the topics, there is a corollary of the sensorless control: the compensation of PWM inverter non-linearities and the induction motor parameters estimation. The second part of the thesis deals with a strategy for the automatic seeking of the maximum torque-per-ampere ratio in synchronous reluctance motors, with extension of the theory (and practice) to other motor types. The study aims to the development of more energy-efficient controls in which motor losses are reduced with the convenient choice of the control variables.

Questa tesi è frutto dei tre anni di lavoro svolto presso il Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali dell’Università degli Studi di Padova, sito in Vicenza, Italia. Il principale filone di ricerca trattato riguarda le metodologie di controllo avanzate per azionamenti elettrici. In particolare, nella prima parte della tesi sono stati trattati i controlli sensorless per motori ad induzione, in cui la velocità del motore non è misurata ma è stimata con un modello matematico. Due degli argomenti riportati ne costituiscono un naturale corollario: la compensazione delle non linearità negli inverter PWM e la stima parametrica per motori ad induzione. La seconda parte della tesi tratta una strategia per la ricerca automatica del massimo rapporto coppia/corrente per motori sincroni a riluttanza, con estensione della teoria (e della pratica) ad altri tipi di motori. Lo studio è volto allo sviluppo di controlli più efficienti in cui le perdite del motore siano ridotte tramite opportune scelte delle variabili di controllo.