Controllo vettoriale

controllo vettoriale

Tipo di controllo messo a punto all’inizio degli anni Novanta del XX sec. per ottenere una risposta rapida nella regolazione di velocità e/o della coppia di un motore asincrono. Una risposta rapida è stata ottenuta disaccoppiando la regolazione del flusso da quella della coppia, con i cosiddetti metodi di controllo vettoriali, in cui non si agisce sul modulo della tensione di alimentazione ma sulle sue componenti in fase e in quadratura con il flusso. I sistemi che controllano queste grandezze sono anche detti controllori a orientamento di campo, intendendo così specificare quel modo di operare che consente di separare la quota parte della corrente statorica causa del flusso magnetizzante da quella responsabile della coppia. Tali componenti della corrente sono a 90° fra loro e disaccoppiandole vengono rese indipendenti, come accade nelle macchine in corrente continua. Nel motore asincrono, scomponendo, in un riferimento rotante alla velocità di sincronismo, la corrente di alimentazione statorica nelle due componenti i_δσ e i_ϑσ, dove la corrente i_ϑσ rappresenta la componente attiva o di coppia della corrente di statore, mentre la i_δσ è la componente reattiva o di campo, le variabili flusso e coppia sono disaccoppiate e possono variare indipendentemente l’una dall’altra. Si può notare che non regolando la fase della corrente statorica i_s la macchina si autoregola, variando autonomamente il flusso rotorico e quindi l’energia elettromagnetica con esso correlata. Tale tipo di regolazione è però a bassa dinamica; essendo legato alla variazione di velocità, limitata a causa dell’inerzia delle masse rotanti, sarà quindi più conveniente non mantenere l’onda di campo statorico fissa rispetto al riferimento, ma variarne la fase, cioè il rapporto delle sue componenti. Questa strategia di controllo vettoriale è stata applicata anche alle macchine sincrone, in particolare a quelle a magneti permanenti. Gli algoritmi di controllo sono in questo caso più semplici di quelli delle macchine asincrone. Il motivo di tale semplificazione è dovuto a due cause: la prima è che il rotore viaggia alla velocità del campo magnetico rotante; la seconda è dovuta alla presenza, come nelle macchine in corrente continua, di un componente che genera il flusso principale o di eccitazione (in questo caso l’avvolgimento di eccitazione o i magneti posti sul rotore). Il flusso di statore regola la coppia e, come è noto, la coppia è massima quando i due flussi, rotanti ambedue alla velocità di sincronismo, sono sfasati di 90º elettrici.

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