UN EFFICIENTE ED ECONOMICO CONTROLLO SENSORLESS DI MACCHINE SINCRONE A RILUTTANZA IN APPLICAZIONI DI TRAZIONE ELETTRICA

Il settore dei trasporti è attualmente responsabile di circa il 28 % delle emissioni di CO2 eq in Italia: ciò lo rende quello in cui risulta prioritario intervenire per invertire le tendenze. In questo contesto, la transizione verso i veicoli elettrici rappresenta la leva tecnologica con il maggiore potenziale di riduzione delle emissioni, ponendo al contempo nuove sfide nello sviluppo di sistemi di propulsione efficienti, affidabili e a basso costo. La presente tesi si inserisce in tale ottica proponendo un’efficiente ed economica strategia di controllo I/f, dunque priva di sensori di velocità o posizione, per SynRM (macchine sincrone a riluttanza), macchine che, prive di magneti permanenti, producono coppia sfruttando esclusivamente la loro anisotropia magnetica, evitando l’uso di terre rare, il cui approvvigionamento è concentrato in poche aree geografiche. Il lavoro può essere suddiviso in tre fasi: nella prima fase è stato implementato un controllo prima in anello aperto e successivamente in anello chiuso di corrente in ambiente Matlab/Simulink, applicato ad un carico passivo, che si presenta come il modello più semplice di una macchina elettrica isotropa; nella seconda fase lo stesso controllo è stato realizzato in ambiente LabView, in modo da poter controllare un reale carico passivo, e validato mediante i test logici e i test di potenza in anello aperto e chiuso; infine, seguendo il modello presentato da un paper di IEEE, si è passati all’implementazione in ambiente Matlab/Simulink di un controllo I/f di una SynRM. Il paper propone due soluzioni innovative per migliorare l’efficienza del controllo I/f rispetto ad uno di principio: per le fasi di accelerazione e decelerazione della macchina è adottato un controllore di coppia, che definisce l’accelerazione della macchina istante per istante tenendo conto del valore attuale della coppia prodotta dalla macchina, evitando la sua desincronizzazione; per ridurre le perdite per effetto Joule, invece, propone un ottimizzatore di corrente organizzato in due fasi, che riduce il modulo della corrente di statore, una volta che è stata raggiunto il 90% della velocità di regime, tendendo alla condizione di MTPA. I risultati ottenuti in quest’ultima fase, pur conseguiti sotto ipotesi semplificative, confermano la validità dell'approccio adottato e pongono le basi per una futura implementazione hardware del controllo I/f.