Controle preditivo por conjunto de estados finitos aplicado ao motor de indução monofásico
O motor de indução monofásico é largamente empregado em eletrodomésticos, em equipamentos rurais e até mesmo em máquinas e bombas industriais de pequeno porte. Devido a necessidade de uma rede de energia monofásica para sua alimentação, este tipo de motor torna-se uma opção viável diante de outros tipos de motores, principalmente nos locais onde não disponível uma rede de alimentação trifásica. Durante muitos anos os motores monofásicos possuíam somente o controle de velocidade por reostato. Este método pouco eficiente foi substituído pelo controle por ângulo de disparo de uma chave eletrônica (TRIAC). Embora ainda utilizado, este método não emprega o controle do torque e do fluxo do motor. O método de controle do estados finitos vem sendo estudado e aplicado em sua grande parte em motores de indução trifásico. Nesta tese são apresentadas duas propostas de controle preditivo por estados finitos. Em ambas as propostas o capacitor do enrolamento auxiliar foi removido. A primeira proposta emprega o controle por estados finitos selecionando o vetor de tensão que terá o menor erro de torque e fluxo para a próxima interação do controle. Primeiramente são obtidas as correntes do estator e a velocidade do rotor. Com isso é realizada a predição das correntes do estator no instante $k+$. Em seguida são calculados o fluxo do estator e o torque também no instante $k+1$. Estes cálculos são realizados com todos os vetores de tensão possíveis. Com o inversor de seis chaves é possível selecionar um entre oito vetores. A segunda proposta emprega o método descrito por Lyapunov para a estabilidade do sistema, buscando pelo valor ideal calculado com base nos valores que estão na vizinhança deste valor. A função custo diferencia-se da apresentada na proposta anterior pela aplicação das tensões calculadas no instante $k+1$, ao invés de serem utilizados o torque e o fluxo do estator. As variáveis de tensão do sistema também estão limitadas no universo fornecido pelas possíveis tensões que podem ser fornecidas pelo inversor. A principal contribuição desta tese é o desenvolvimento do método de controle por estados finitos como alternativa para o controle de motores monofásicos, apresentando dois métodos de seleção dos vetores de tensão aplicados. Com o avanço dos dispositivos de controle eletrônicos, os cálculos podem ser realizados em tempo suficiente entre cada interação do sistema. As simulações computacionais juntamente com os resultados obtidos em bancada experimental validam as contribuições deste trabalho.