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The purpose of this research is to analyze the efficiency of an induction motor controller, using space vector pulse width modulation (SVPWM) in open loop. With a constant torque of 1.5 Newton per meter. It is carried out by applying the mathematical model, the formulas for commutation times and space vectors in Simulink taking into account the maximum and minimum values of operation by applying the SVPWM method to generate the trigger signal in the Insulated Gate Bipolar Transistor bridge. (IGBT's), implementing the model in the Lucas Nulle practice module, taking the power data and calculating the efficiency to compare with the mathematical model and validate, resulting that the controller efficiency varies according to the switching speed of the semiconductor block, with the operation of a motor of 0.37kW and 1KW at a speed of 200rpm the efficiency of the controller reaches a value of 72.67% in the physical model that consists of 6 IGBT's of 1 kVA and 69% in the simulated model presenting an error of 5% and a switching speed of the IGBT's of 248.641ms., Esta investigación tiene como objetivo analizar la eficiencia del controlador de un motor de inducción, mediante modulación de ancho de pulso de vector de espacio (SVPWM) en lazo abierto. Con un torque constante de 1.5 Newton por metro. Se lleva a cabo aplicando el modelo matemático, las fórmulas de tiempos de conmutación y vectores de espacio en Simulink tomando en cuenta los valores máximos y mínimos de operación aplicando el método SVPWM para generar la señal de disparo en el puente de Transistores Bipolares de Puerta Aislada (IGBT’s), implementando el modelo en el módulo de prácticas Lucas Nulle tomando los datos de potencia y calculando la eficiencia para comparar con el modelo matemático y validar, resultando que la eficiencia del controlador varía según la velocidad de conmutación del bloque de semiconductores, con la operación de un motor de 0.37kW y 1KW a una velocidad de 200rpm la eficiencia del controlador alcanza un valor de 72.67% en el modelo físico que consta de 6 IGBT’s de 1 kVA y 69 % en el modelo simulado presentando un error del 5 % y una velocidad de conmutación de los IGBT’s de 248.641ms.

[Resumen] En este artículo se propone un modelo para el proceso de fresado que integra el modelado de los actuadores de la fresadora y las fuerzas generadas durante dicho proceso. El modelado de las fuerzas se realiza directamente a partir de los componentes de fuerza tangencial, axial y radial. Además, se desarrolla el modelado matemático de los motores de inducción, encargados de realizar el control de posición y velocidad de la fresadora. El modelado se lleva a cabo utilizando la librería Simscape de MATLAB, lo que proporciona una herramienta intuitiva y reproducible para simular el proceso de fresado bajo diferentes condiciones de ensayo. Los resultados de las simulaciones muestran cómo las dinámicas de los motores de inducción se ven afectadas por las fuerzas y los pares generados durante el proceso, lo cual permite adecuar los lazos de control de los motores a ellas., [Abstract] This article proposes a model for the milling process that integrates the modeling of the milling machine’s actuators and the forces generated during the process. The modeling of the forces is directly calculated based on the components of tangential, axial, and radial force. Furthermore, a model of the induction motors is developed, encompassing both steady-state and dynamic states. The modeling is conducted using the Simscape library in MATLAB, providing an intuitive and reproducible tool for simulating complex physical systems under different test conditions. The simulation results demonstrate how the dynamics of the induction motors are affected by the forces and torques generated during the milling process.

En la actualidad los motores de inducción se encuentran a la cabeza del tipo de motor más común en la industria, constituyendo en torno al 90% de los motores presentes en la misma. Esto se debe a su robustez, precisión, fiabilidad y facilidad de regulación. La importancia de este tipo de máquinas ocasiona que una buena planificación de su mantenimiento sea crucial. Para ello se cuenta con el mantenimiento predictivo, pudiendo anticiparse a la aparición de fallos en los motores y minimizar así el gasto provocado por posibles averías. El objetivo de este Trabajo Fin de Grado es evaluar el comportamiento de técnicas de Machine Learning asociadas al mantenimiento predictivo frente al diagnóstico del estado de los rodamientos de motores de inducción., Departamento de Ingeniería Eléctrica, Grado en Ingeniería Eléctrica

FIDVR represents a major threat to the safe and reliable operation of electrical power systems with load dominated induction motors. In this paper,a load shedding strategy based on the critical recovery time (CRT) of voltage is proposed to mitigate FIDVR. The CRT allows to identify the mosteffective load mainly responsible for the FIDVR, while the CRT deviation determines the amount of load to be disconnected in each effective bus ac-cording to the severity of the FIDVR. The results obtained by simulating the strategy in the Power Factory DigSilent DPL on the 39 Bus New Englandsystem showed that it is capable of identifying the most effective location and amount of load to mitigate FIDVR. Compared with the conventionalUVLS scheme, the proposed strategy achieves a fast voltage recovery and requires a smaller amount of load to be disconnected. It is concluded thatthe proposed load shedding strategy responds adaptively to the severity of the FIDVR to disconnect the minimum amount of load in order to improveshort-term voltage stability., La FIDVR representa una importante amenaza para la operación segura y confiable de los sistemas eléctricos de potencia con carga dominada por motores de inducción. En este trabajo se propone una estrategia de rechazo de carga basada en el tiempo de recuperación crítico (CRT) de la tensión para mitigar la FIDVR. El CRT permite identificar las barras más efectivas principalmente responsables de la FIDVR, mientras que la desviación del CRT determina la cantidad de carga a desconectar en cada barra efectiva según la severidad de la FIDVR. Los resultados obtenidos mediante la simulación de la estrategia en el DPL de Power Factory DigSilent en el sistema 39 Bus New England demostraron que es capaz de identificar la ubicación y la cantidad de carga más efectiva para mitigar la FIDVR. Comparado con el esquema convencional UVLS la estrategia propuesta logra una recuperación rápida de la tensión y requiere de una menor cantidad de carga a desconectar. Se concluye que la estrategia de rechazo de carga propuesta responde adaptivamente a la severidad de la FIDVR para desconectar la mínima cantidad de carga con la finalidad de mejorar la estabilidad de tensión de corto plazo.

[ES] El presente TFM se basa en el control mediante una autómata programable S7-1500 de dos plataformas elevadoras que disponen dos accionamientos eléctricos diferentes, uno emplea un motor de inducción y otro un motor sincrónico de imanes permanentes ambos alimentados por sus respectivos convertidores. El autómata lee los sensores de piso, finales de carrera, botonera y además se le dota de un sistema SCADA el cual contiene la botonera de cabina. El automata contempla 3 modos de funcionamiento: - Manual: Cada motor funciona de manera independiente y se le puede dar un piso independiente. Este modo se puede utilizar tanto en la botonera, en el SCADA como en la Web. - Automático o Comparación: Ambos motores funcionan a la vez y el piso de destino solicitado es el mismo para ambos. Este modo también será posible ser utilizado en la botonera, SCADA y web. La botonera tiene un interruptor que hace posible seleccionar entre el modo manual o automático. - Mantenimiento y configuración: En este modo se puede monitorizar el comportamiento del programa. Sera posible variar la cantidad de pisos y velocidad de los motores. Este modo será accesible mediante SCADA y Web. Además, mediante el feedback proporcionado por encoders se calculará la posición exacta del ascensor y se implementará una curva de aceleración y desaceleración.

[ES] En el presente trabajo, se plantea como objetivo principal aportar al estudio de nuevos sistemas de gestión térmica en vehículos eléctricos xEV, tales como híbridos o de pilas de combustible. Las tareas se centraron en desarrollar, validar y usar modelos numéricos 0D/1D de los distintos elementos que componen un xEV, y posteriormente estudiar el impacto de nuevas estrategias de gestión térmica en cada uno de ellos. Para ello, se realizó un modelo capaz de estimar los parámetros de la función de Wiebe mediante Redes Neuronales Artificiales en un motor de encendido provocado destinado a un vehículo hibrido, y de esta forma conocer la liberación de calor del elemento mas influyente en un sistema de refrigeración de vehículos híbridos. Posteriormente, se desarrolló un modelo térmico de un motor eléctrico de inducción. Finalmente, se realizó un modelo nodal térmico de una pila de combustible de membrana de intercambio protónico, con el propósito de estudiar las distintas estrategias de refrigeración., [EN] In the present work, the main objective is to contribute to the study of new thermal management systems in xEV electric vehicles, such as hybrids or fuel cells. The tasks focused on developing, validating, and using numerical 0D/1D models of the different elements that make up an xEV, and later studying the impact of new thermal management strategies on each of them. To do this, a model capable of estimating the parameters of the Wiebe function using Artificial Neural Networks in a spark ignition engine for a hybrid vehicle was carried out, and in this way to know the heat release of the most critical element in a hybrid vehicle cooling system. Subsequently, a thermal model of an induction electric motor was developed. Finally, a lumped thermal model of a proton exchange membrane fuel cell was made, with the purpose of studying different cooling strategies.

[ES] El presente Trabajo de Fin de Máster aborda la digitalización de un banco de ensayos de accionamientos eléctricos disponible en el laboratorio del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la UPV, donde se ha desarrollado íntegramente el proyecto. La citada digitalización consta de dos partes fundamentales: el diseño de un modelo digital del banco de ensayos y el diseño y desarrollo de un nuevo sistema basado en dispositivos de bajo coste que permita regular y monitorizar el puesto de prácticas de forma remota. Por una parte, se ha desarrollado en Matlab/Simulink un modelo digital del puesto de prácticas compuesto por el motor de inducción y el variador de frecuencia que lo alimenta, integrando en este último las diferentes estrategias de control que se pueden implementar en el sistema real, es decir, el control escalar, vectorial y directo de par. El modelo digital del motor de inducción se implementará mediante el sistema de ecuaciones diferenciales que lo define, permitiendo su adaptabilidad a otros lenguajes de programación. En cuanto a la parte experimental del proyecto, se ha desarrollado un sistema de bajo coste basado en un microcontrolador ESP32 que permite comandar los variadores de frecuencia del motor de inducción y de su carga resistente, un motor de imanes permanentes que actuará como generador. Además, el producto diseñado permite monitorizar diferentes magnitudes eléctricas y mecánicas del motor de inducción, tales como la velocidad, el par mecánico y el nivel de corriente consumida por el motor. La regulación y monitorización del banco de ensayos se efectúa a través de una aplicación para dispositivos móviles, diseñada en Android Studio, que permite modificar las consignas de velocidad o frecuencia y par de los variadores de frecuencia. A través de los protocolos de comunicación bluetooth y MQTT se monitorizan las diferentes magnitudes asociadas al banco de ensayos. Finalmente, la corriente consumida por el motor de inducción tiene su principal a, [EN] This Master's Thesis deals with the digitization of electric drive test bench available in the laboratory of the Department of Electrical Engineering of the UPV, where the project has been developed in its entirety. This digitization consists of two fundamental parts: the design of a digital model of the test bench and the design and development of a new system based on low-cost devices that allow remote regulation and monitoring of the test bench. On the one hand, a digital model of the training station has been developed in Matlab/Simulink, consisting of the induction motor and the frequency inverter that feeds it, integrating in the latter the different control strategies that can be implemented in the real system, i.e., scalar, vector and direct torque control. The digital model of the induction motor will be implemented by means of the system of differential equations that defines it, allowing its adaptability to other programming languages. As for the experimental part of the project, a low-cost system based on an ESP32 microcontroller has been developed to control the frequency variators of the induction motor and its resistant load, a permanent magnet motor that will act as a generator. In addition, the designed product allows the monitoring of different electrical and mechanical magnitudes of the induction motor, such as speed, mechanical torque and the level of current consumed by the motor. The regulation and monitoring of the test bench are carried out through an application for mobile devices, designed in Android Studio, which allows the speed or frequency and torque setpoints of the frequency inverters to be modified. The different magnitudes associated with the test bench are monitored via Bluetooth and MQTT communication protocols. Finally, the current consumed by the induction motor has its main applicability in the analysis of the efficiency of electric motors, making it possible to compare the level of current consumed by different motors und

[ES] En este Trabajo Fin de Grado, se pretende seleccionar el mejor método de control de un motor de inducción. Para ello utilizaremos los accionamientos del laboratorio del departamento de ingeniería eléctrica. Además de comparar los variadores de frecuencia, se va a comparar los diferentes métodos de control con los que se pueden configurar. Para conseguirlo iremos cambiando el accionamiento del motor de inducción y anotando los resultados de cada magnitud obtenidos. Para todos los accionamientos se va a realizar el mismo ensayo, de forma que podamos comparar los resultados obtenidos con los diferentes accionamientos y métodos de control empleados.

Motor’s fault diagnosis has achieved multiples advances and has integrated different analysis and data classification techniques with the purpose of giving noise tolerance, electric transients tolerance and withstand changes of operating point; but these must be analyzed to achieve their integration in programmable devices and to identify their improvements. Therefore, a decentralized induction motor fault monitoring and diagnosis was developed and implemented, this was based on Wireless Sensor Networks – WSN and Support Vector Machine – SVM as data classifier. In this paper, Indicators were established based on Motor-Current Signature Analysis - MCSA, Fast Fourier Transform - FFT and Discrete Wavelet Transform DWT with which it is possible to validate and identify a differentiated behavior of incipient interturn fault of critical faults like phase-phase and phase-neutral short circuits when isolation deterioration is presented, El diagnóstico de fallas de motores ha alcanzado múltiples avances e integrado diversas técnicas de análisis y clasificación de datos proporcionando ventajas como tolerancia al ruido, a cambios en el punto de operación o transitorios; pero requieren ser analizadas para lograr su integración en dispositivos programables e identificar sus mejoras; por ello, se desarrolló e implementó un sistema de diagnóstico descentralizado de fallas de motores de inducción basado en redes inalámbricas de sensores - WSN con una clasificación de datos basado en Support Vector Machine – SVM. En este trabajo se plantearon indicadores basados en la medición de las corrientes de estator (Motor-Current Signature Analysis - MCSA), Fast Fourier Transform - FFT y Discrete Wavelet Transform - DWT con los cuales se logró validar el sistema e identificar un comportamiento diferenciado de falla entre espiras como un antecedente de fallas críticas al presentarse como un deterioro del aislamiento.

Producción Científica, The fault diagnosis of electrical machines during startup transients has received increasing attention regarding the possibility of detecting faults early. Induction motors are no exception, and motor current signature analysis has become one of the most popular techniques for determining the condition of various motor components. However, in the case of inverter powered systems, the condition of a motor is difficult to determine from the stator current because fault signatures could overlap with other signatures produced by the inverter, low-slip operation, load oscillations, and other non-stationary conditions. This paper presents a speed signature analysis methodology for a reliable broken rotor bar diagnosis in inverter-fed induction motors. The proposed fault detection is based on tracking the speed fault signature in the time-frequency domain. As a result, different fault severity levels and load oscillations can be identified. The promising results show that this technique can be a good complement to the classic analysis of current signature analysis and reveals a high potential to overcome some of its drawbacks., Mexican Council of Science and Technology (CONACYT) by the scholarship 487058

[ES] Gran parte de la energía eléctrica utilizada en la industria sirve para accionar motores eléctricos, en su mayoría, de inducción. Por tanto, es importante conocer cómo funcionan y qué controles se pueden diseñar para regularlos. Concretamente, los controles cumplen una función fundamental ya que permiten arranques suaves y consiguen llevar al motor al punto de funcionamiento óptimo. Para poder probar los diferentes controles es imprescindible construir un modelo dinámico del motor de inducción. A lo largo de este trabajo se llevan a cabo los siguientes estudios: Implementación en Simulink de un modelo dinámico del motor de inducción, el cual sirve de base para aplicar los controles. Implementación en Simulink de dos controles básicos denominados: control de Arranque lineal con tiempo fijo y control de Arranque a frecuencia de deslizamiento constante. Implementación en Simulink del control Cuasiestático. Implementación en Simulink del control de Orientación de campo. Implementación en Simulink de los controles Cuasiestático y de Orientación de campo modificados para que respondan a consignas de par variable manteniendo la velocidad constante. Una conclusión donde se comparan los diferentes controles exponiendo sus aspectos positivos y negativos. La metodología utilizada a lo largo de este trabajo consiste en partir desde las consideraciones teóricas y las ecuaciones matemáticas que rigen tanto el modelo dinámico del motor como los controles, posteriormente mostrar paso a paso su implementación en Simulink y finalmente realizar simulaciones utilizando los parámetros de tres motores reales para comprobar la validez de los modelos y observar las diferencias entre los distintos controles., [VL] Gran part de l'energia elèctrica utilitzada en la indústria serveix per a accionar motors elèctrics, generalment, d'inducció. Per tant, és important conèixer com funcionen i què controls es poden disenyar per a regular-los. Concretament, els controls compleixen una funció fonamental ja que permeten arrencades suaus i aconsegueixen dur al motor al punt de funcionamient òptim. Per a poder provar els diferents controls és imprescindible construir un model dinàmic del motor d'inducció. Al llarg d'aquest treball es realitzen els següents estudis: • Implementació en Simulink d'un model dinàmic del motor d'inducció, el qual serveix de base per a aplicar els controls. • Implementació en Simulink de dos controls bàsics anomenats: control d'Arrencada lineal amb temps xe i control d'Arrencada a freqüència de lliscament constant. • Implementació en Simulink del control Cuasiestàtic. • Implementació en Simulink del control d'Orientació de camp. • Implementació en Simulink dels controls Cuasiestàtic i d'Orientació de camp modi cats per a que responguen a consignes de parell variable mantinguent la velocitat constant. • Una conclusió on es comparen els diferents controls exposant els seus aspectes positius i negatius. La metodologia emprada al llarg d'aquest treball consisteix en partir des de les consideracions teòriques i les equacions matemàtiques que regeixen tant el model dinàmic del motor com els controls, posteriorment mostrar pas a pas la seua implementació en Simulink i nalment realitzar simulacions utilitzant els paràmetres de tres motors reals per a comprovar la validesa dels models i observar les diferències entre els distints controls., [EN[] A huge part of the electrical energy used by industries is destinated to power induction motors. For this reason, it is crucial to understand how do they work and wich controls could be implemented in order to regulate them. Speci cally, controls play a key role because they produce soft starts and they allow the motor to operate at its optimal duty point. In order to test diferent controls, it is necessary to develop a dynamic model of the induction motor. The following studies have been carried out throughout this work : • Simulink implementation of a dymamic model of the induction motor. • Simulink implementation of two basic controls called: Lineal start with xed time control and Constant slip frequency start control. • Simulink implementation of the Quasi-static control. • Simulink implementation of the Field oriented control. • Simulink implementation of the Quasi-static modi ed control and the Field oriented modi ed control. These modi ed controls respond to a variable torque signal keeping rotor speed constant. • A conclusion where diferent controls have been compared explaining the bene ts and negative aspects of each one. The methodology used throughout this work consists in: rst, explain the theoretical considerations and the mathematical equations wich describe the dynamic model, and the controls; then, show their Simulink implementation step by step and nally, simulate with three real induction motors parameters in order to check the validity of the models and compare the controls.

Los accionamientos de velocidad variable son ampliamente utilizados para resolver necesidades de control de movimiento en diferentes aplicaciones industriales y no industriales, donde las exigencias dinámicas de la aplicación determinarán las especificaciones del accionador. En el presente trabajo se revisaron los modelos del motor de inducción, variador de velocidad, control escalar con relación V/f constante y la modulación por vector espacial (SVM), utilizando el bloque “Drive AC2” de la biblioteca Specialized Power System de Simulink. Se realizaron varias simulaciones ante diferentes escenarios operativos para analizar el desempeño. Las rampas provistas por el variador de velocidad reducen la corriente de arranque frente al método de arranque directo. La operación en lazo abierto presenta error en la velocidad y tiene un desempeño más bajo que la operación en lazo cerrado, donde se debe implementar una compensación del deslizamiento, requiriéndose un tacogenerador para la retroalimentación de la velocidad. En algunas aplicaciones de torque constante puede ser requerido compensación de voltaje en bajas velocidades. El variador de velocidad produce armónicos tanto en el lado de la red como del motor, pero esto puede ser corregido con la implementación de filtros de armónicos. Este tipo de accionamiento es suficiente para aplicaciones con requerimientos dinámicos poco exigentes, como bombas, compresores y ventiladores.

[ES] El presenta trabajo final de grado pretende desarrollar un prototipo basado en un microcontrolador mediante el cual, a partir de señales eléctricas calcule la velocidad de un motor de inducción y estime el par resistente que está venciendo dicho motor. Para el control, monitorización y visualización de datos se ha optado por desarrollar una aplicación para dispositivo móvil que intercambiará información con el microcontrolador.

[ES] El trabajo se basa en una implementación existente del escalado de un motor de inducción sin considerar el efecto película. Utilizando cálculos de elementos finitos, la influencia del efecto película en diferentes máquinas escaladas radialmente y con diferentes tipologías de barras del rotor es analizada y comparada con la solución escalada del programa de elementos finitos. Basado en el análisis y en los métodos de cálculo analíticos del efecto película, ajustes serán realizados en las leyes y ecuaciones de escalado para considerar la influencia del efecto película en el procedimiento., [EN] The work is based on an existing implementation of scaling without the skin effect. Using FE calculations, the influence of the skin effect on different radial scaled machines and rotor bar topologies is analyzed and compared with the scaled FE solutions. Based on the analysis and analytical calculation methods for the calculation of the skin effect, adjustments are made in the scaling laws and extended scaling equations for consideration of the skin effect in the scaling procedure are derived.