Discriminación y simulación del sistema de levante de una pala eléctrica CAT 7495 con control directo de torque (DTC)

Abstract

Para el desarrollo de este trabajo de investigación se ha analizado las ecuaciones dinámicas de un motor asíncrono enfocándose en ver de manera general el control vectorial y analizando en detalle el último control desarrollado por ABB “Control Directo de Torque (DTC)”. El proyecto tuvo como objetivo interpretar las gráficas de movimientos del sistema de levante de la Pala 7495 CAT comandado por un motor asíncrono. Se realizó la comparación entre las gráficas reales de velocidad, corriente, torque y flujos del sistema vectorial que comanda a la máquina y las gráficas de la simulación realizada en Simulink. El beneficio del proyecto conlleva a un mejor entendimiento del sistema de control ya que el control vectorial tiene una mayor complejidad que el control DTC. Adicionalmente; el grupo de ingenieros de soporte pueden realizar reportes con una mayor base técnica en caso de eventos de fallas en la etapa de potencia. Uno de los problemas más cotidianos que se tiene en una Pala 7495 CAT es la falla de tacómetros, ya que por diseño, están expuestos a vibraciones y en otros caso a las contaminaciones del terreno. La tesis propone una solución mediante el control DTC para futuras palas 7495 CAT, ya que con el control directo de torque (DTC) se está superando la dependencia que se tiene actualmente con los tacómetros instalados en cada motor, evitando así la generación de paradas intempestivas y pérdidas de producción.

In this research it was analyzed the dynamic equations of an asynchronous motor, in order to make an overview of the Vector control and go deeply to a better understanding of “ the direct torque control (DTC)” concepts which is one of the last complex motor control developed by ABB. One of the main goals of this project is to get the best understanding of the 7495 shovel hoist system graphs, which is commanded by the asynchronous hoist motor. We proceed to make a comparison between speed, Torque, flux and current graphs of the actual vector control of the shovel and Simulink graphs made by our DTC control simulator. The benefit of this project leads technical stuff to a better understanding of what is happening in the power control system due to DTC control system is less complex than Vector one. Moreover; field service engineers will be able to make better reports as a result of a great technical basis. Furthermore, the research can be considered as an interesting proposal for innovation in new system control programming for future 7495 shovels with the new direct torque control (DTC), as today is known, the vector control of the shovel has an absolute dependence of the tachometers which are installed in each motor shaft so they have to deal with contamination, vibrations and some damages; so that, shovel tends to stop instantaneously, having as a result lost in the productivity.