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Los controladores son unidades que corrigen errores y mejoran la conducta de los motores. Patxi Alkorta, profesor de la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Eibar (UPV/EHU), ha optado por modelos punteros, y los ha desarrollado para ser aplicables a un motor de inducción, llevándolos de la teoría a la práctica. Para ello, se ha servido de una plataforma experimental situada en la misma escuela de Eibar. “Estos controladores ya habían sido utilizados, pero yo los he adaptado para un motor de inducción, y he demostrado que, efectivamente, son aplicables y adecuados”, dice Alkorta. Su tesis se titula Desarrollo e implementación de controladores avanzados para motores eléctricos.

El asíncrono (o de inducción) trifásico es el tipo de motor más utilizado en la industria. “La mayor parte de la potencia eléctrica que se consume en el mundo se la llevan, precisamente, los motores asíncronos”, explica Alkorta. Por lo tanto, resulta vital optimizar su funcionamiento, para que, entre otras cosas, consuma la menor energía posible y se ahorre en costes de potencia. En esta tarea, los controladores resultan de gran ayuda. 

Velocidad y posición

Alkorta se ha centrado en controladores avanzados que ayudan a ajustar la velocidad y la posición, concretamente. Por una parte, como cada motor ha sido creado para funcionar a una determinada velocidad, se debe garantizar que la mantenga independientemente de las alteraciones (la oxidación, la fricción…) que pueda provocar el paso del tiempo. Por otra parte, algo parecido ocurre con la posición. Por ejemplo, si se le exige al motor que de un giro de 30 grados, aparentemente no debería ser difícil que se mantuviera firme en su nueva posición tras realizar dicho giro; pero en la práctica sí que existen algunos escollos, como, por ejemplo, la carga sobre el eje. Tal y como explica Alkorta, “el cometido del controlador es paliar el impacto de dicha carga. Cuanto mejor sea el controlador, menos se percibirá el impacto de la carga”. 

Para corregir los problemas de velocidad y posición, este investigador ha desarrollado y validado varios controladores avanzados, basándose en las propuestas de algunos autores y realizando adaptaciones para poder aplicarlos a los motores de inducción. “Los he ajustado y he propuesto tres versiones en cada caso, incluyendo algunos cambios. He experimentado un poco, y he observado que, efectivamente, son válidos”, explica. 

Concretamente, ha trabajado con controladores avanzados de dos tipos. Por una parte, los Controladores de Estructura Variable en Modo Deslizante (Variable Structure Control - Sliding Mode); y por otra, los Controladores Predictivos de tipo Generalizado (Generalized Predictive Control). Con los del primer tipo, se consiguen paliar aquellos cambios que sufre el motor con el paso del tiempo, y que resultan imprevisibles (la inercia, la fricción…); y con los del segundo, se determinan de antemano los cambios de conducta que deberemos exigir al motor en el futuro. Es decir, gracias al controlador del primer tipo sabremos, por ejemplo, que el motor requerirá de más revoluciones en el futuro para mantener el mismo grado de funcionamiento; y gracias al del segundo tipo, la máquina se irá preparando con antelación para hacer estas adaptaciones. 

Asimismo, Alkorta ha validado a nivel experimental las versiones desarrolladas a partir de dichos modelos, lo que ha supuesto la principal aportación de su tesis. Para esta tarea, ha utilizado la plataforma experimental de la Escuela de Ingenieros de Eibar. Se llama Ei-IM-1, y se basa en un motor de inducción comercial de 7,5 kilovatios. Precisamente, fue puesta en marcha por Alkorta y algunos de sus colegas hace unos cuatro o cinco años, para poder hacer pruebas de este tipo. Gracias a ello, este investigador ha comprobado que dichos controladores avanzados desarrollados para vigilar la velocidad y la posición resultan útiles en aplicaciones industriales reales.

Sobre el autor

Patxi Alkorta Egiguren (Ondarroa, 1967) es ingeniero electrónico, y posee un master universitario en Ingeniería de Control, Automatización y Robótica. Ha redactado la tesis bajo la dirección de Oscar Barambones Caramanzana, profesor titular del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Escuela Universitaria de Ingeniería de Vitoria (UPV/EHU). La tesis ha sido defendida en este mismo departamento, pero en la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Eibar (UPV/EHU). En la actualidad, Alkorta es profesor titular en dicho departamento y dicha facultad. 

Publicado originalmente en Xornal Galicia (España)