Análisis comparativo entre el control trapezoidal y el control FOC en motores BLDC utilizados en automóviles eléctricos

Descripción del Articulo

La creciente demanda de vehículos eléctricos y los avances en infraestructura de carga han impulsado el desarrollo de sistemas de control más eficientes para la gestión de motores eléctricos. Sin embargo, la implementación de algoritmos de control en estos sistemas presenta desafíos en términos de c...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Del Aguila Garcia, Angel Jesus
Formato: tesis de grado
Fecha de Publicación:2025
Institución:Universidad de Ingeniería y tecnología
Repositorio:UTEC-Institucional
Lenguaje:español
OAI Identifier:oai:repositorio.utec.edu.pe:20.500.12815/508
Enlace del recurso:https://hdl.handle.net/20.500.12815/508
Nivel de acceso:acceso abierto
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Motores eléctricos sin escobillas
Accionamiento de motores
Automóviles eléctricos
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description La creciente demanda de vehículos eléctricos y los avances en infraestructura de carga han impulsado el desarrollo de sistemas de control más eficientes para la gestión de motores eléctricos. Sin embargo, la implementación de algoritmos de control en estos sistemas presenta desafíos en términos de consumo energético y uso de hardware dedicado, especialmente cuando se requiere optimizar los recursos computacionales. De los algoritmos implementados en vehículos eléctricos, uno de los que más demanda computacional presenta está relacionado con el control del motor, ya que implica el uso de operaciones matemáticas complejas y en tiempo real. Por ello, esta investigación se enfoca en diseñar con bloques de bajo nivel el control trapezoidal y el control FOC para un motor BLDC aplicado a un automóvil eléctrico. La validación se realizó por medio de simulaciones, para lo cual se diseñó la planta como un circuito inversor y un motor BLDC, se simularon ambos controles y se realizaron pruebas midiendo su desempeño en términos de respuesta en velocidad, torque, THD del torque, corrientes y voltajes. Los resultados muestran que el control FOC tiene una mejor respuesta dinámica que el control trapezoidal, además de permitir operar el motor en distintos rangos de velocidad. Esto posiciona al control FOC como una buena alternativa para aplicaciones de electromovilidad comparado con el control trapezoidal.
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De los algoritmos implementados en vehículos eléctricos, uno de los que más demanda computacional presenta está relacionado con el control del motor, ya que implica el uso de operaciones matemáticas complejas y en tiempo real. Por ello, esta investigación se enfoca en diseñar con bloques de bajo nivel el control trapezoidal y el control FOC para un motor BLDC aplicado a un automóvil eléctrico. La validación se realizó por medio de simulaciones, para lo cual se diseñó la planta como un circuito inversor y un motor BLDC, se simularon ambos controles y se realizaron pruebas midiendo su desempeño en términos de respuesta en velocidad, torque, THD del torque, corrientes y voltajes. Los resultados muestran que el control FOC tiene una mejor respuesta dinámica que el control trapezoidal, además de permitir operar el motor en distintos rangos de velocidad. Esto posiciona al control FOC como una buena alternativa para aplicaciones de electromovilidad comparado con el control trapezoidal.The growing demand for electric vehicles and advances in charging infrastructure have driven the development of more efficient control systems for electric motor management. However, the implementation of control algorithms in these systems presents challenges in terms of energy consumption and the use of dedicated hardware, especially when computational resources need to be optimized. Among the algorithms implemented in electric vehicles, one of the most computationally demanding is motor control, as it involves complex and real-time mathematical operations. Therefore, this research focuses on designing, using low-level blocks, both trapezoidal control and FOC control for a BLDC motor applied to an electric vehicle. Validation was carried out through simulations, in which the plant was modeled as an inverter circuit and a BLDC motor. Both control strategies were simulated, and their performance was evaluated in terms of speed response, torque, torque THD, currents, and voltages. The results show that FOC control exhibits better dynamic response than trapezoidal control and allows the motor to operate across different speed ranges. This positions FOC control as a suitable alternative for electromobility applications compared to trapezoidal control.Tesisapplication/pdfspaUniversidad de Ingeniería y TecnologíaPEinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Repositorio Institucional UTECUniversidad de Ingeniería y Tecnología - UTECreponame:UTEC-Institucionalinstname:Universidad de Ingeniería y tecnologíainstacron:UTECSistemas de control automáticoMotores eléctricos sin escobillasAccionamiento de motoresAutomóviles eléctricosAutomatic control systemsBrushless electric motorsMotor drivesElectric automobileshttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00Análisis comparativo entre el control trapezoidal y el control FOC en motores BLDC utilizados en automóviles eléctricosComparative analysis between trapezoidal control and FOC control in BLDC motors used in electric carsinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisSUNEDUIngeniería MecatrónicaUniversidad de Ingeniería y Tecnología. Ingeniería MecatrónicaTítulo ProfesionalIngeniero Mecatrónico44008255https://orcid.org/0000-0002-5620-758370117708https://orcid.org/0009-0001-8316-2114713096Quineche Orellana, Luis ErnestoNieves Acosta, Ayrton KrickstLozano Bravo, Miguel Angelhttps://purl.org/pe-repo/renati/level#tituloProfesionalhttps://purl.org/pe-repo/renati/type#tesisORIGINALDel Aguila Garcia_Tesis.pdfDel Aguila Garcia_Tesis.pdfapplication/pdf3771248http://repositorio.utec.edu.pe/bitstream/20.500.12815/508/1/Del%20Aguila%20Garcia_Tesis.pdf34cc01ed550b901d04097231059ea98eMD51open accessDel Aguila Garcia_Acta de sustentación.pdfDel Aguila Garcia_Acta de sustentación.pdfapplication/pdf196642http://repositorio.utec.edu.pe/bitstream/20.500.12815/508/2/Del%20Aguila%20Garcia_Acta%20de%20sustentaci%c3%b3n.pdfffac97a3342157965981024cb8b604aeMD52metadata only accessDel Aguila Garcia_Autorización.pdfDel Aguila Garcia_Autorización.pdfapplication/pdf680848http://repositorio.utec.edu.pe/bitstream/20.500.12815/508/3/Del%20Aguila%20Garcia_Autorizaci%c3%b3n.pdfc04b933aab9c4adafcd65957fb18f7cfMD53metadata only accessDel Aguila Garcia_Reporte de similitud.pdfDel Aguila Garcia_Reporte de similitud.pdfapplication/pdf103055http://repositorio.utec.edu.pe/bitstream/20.500.12815/508/4/Del%20Aguila%20Garcia_Reporte%20de%20similitud.pdf91057443c52edeacd28e873cecb4883bMD54metadata only accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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