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Control de Motor Sincrónico de Imán Permanente
(PMSM).
Autor
Ing. Agustín A. Rey
Director del trabajo
Ing. Marcelo Romeo (UNSAM, UTN-FRBA).
Jurado
- Mg. Ing. Diego Brengi (INTI) - Mg. Ing Franco Bucafusco (FIUBA) - Esp. Ing. Julián Iglesias (FIUBA)
Este plan de trabajo ha sido realizado en el marco de la asignatura Gestión de
Proyectos entre marzo y diciembre de 2019.
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Plan de Proyecto del Trabajo Final de Carrera
de Especialización de Sistemas Embebidos
Ing. Agustín A. Rey
Tabla de contenido
Registros de cambios 3
Acta de Constitución del Proyecto 4
Descripción técnica-conceptual del Proyecto a realizar 5
Identificación y análisis de los interesados 6
1. Propósito del proyecto 7
2. Alcance del proyecto 7
3. Supuestos del proyecto 7
4. Requerimientos 7
5. Entregables principales del proyecto 8
6. Desglose del trabajo en tareas 8
7. Diagrama de Activity On Node 9
8. Diagrama de Gantt 9
9. Matriz de uso de recursos de materiales 10
10. Presupuesto detallado del proyecto 10
11. Matriz de asignación de responsabilidades 11
12. Gestión de riesgos 11
13. Gestión de la calidad 13
14. Comunicación del proyecto 13
15. Gestión de Compras 13
16. Seguimiento y control 14
17. Procesos de cierre 14
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Plan de Proyecto del Trabajo Final de Carrera
de Especialización de Sistemas Embebidos
Ing. Agustín A. Rey
Registros de cambios
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Plan de Proyecto del Trabajo Final de Carrera
de Especialización de Sistemas Embebidos
Ing. Agustín A. Rey
Revisión Detalle de los cambios realizados Fecha
1.0 Creación del documento 14/03/2019
1.1 Finalización de la primera versión 03/04/2019
Acta de Constitución del Proyecto
Buenos Aires, 8 de marzo de 2019
Por medio de la presente se acuerda con el Ing. Agustín Antonio Rey que su Trabajo Final de la
Carrera de Especialización en Sistemas Embebidos se titulará “Control de un Motor Sincrónico de Imán
Permanente (PMSM)”, consistirá esencialmente en el prototipo de un inverter para controlar un Motor
Sincrónico de Imán Permanente a lazo cerrado cuya aplicación será el manejo de una puerta automática
de ascensor, y tendrá un presupuesto preliminar estimado de 685 horas de trabajo y $616.500, con fecha
de inicio lunes 14 de Marzo de 2019 y fecha de presentación pública lunes 16 de diciembre de 2019.
Se adjunta a esta acta la planificación inicial.
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Plan de Proyecto del Trabajo Final de Carrera
de Especialización de Sistemas Embebidos
Ing. Agustín A. Rey
Ariel Lutenberg Rafael L. Cala
Director de la CESE-FIUBA Ingeniería Wilcox SRL
Nombre y Apellido
Director del Trabajo Final
Mg. Ing Franco Bucafusco(*) Esp. Ing. Julián Iglesias
Jurado del Trabajo Final Jurado del Trabajo Final
Nombre y Apellido (3)
Jurado del Trabajo Final
Descripción técnica-conceptual del Proyecto a realizar
El propósito de este proyecto es construir el prototipo de un inverter que maneje un motor PMSM con
encoder, aplicando los algoritmos de control necesarios para su correcto funcionamiento, y demostrar su
performance manejando un operador de puerta para ascensores.
Históricamente, el motor de inducción asincrónico trifásico ha sido el elegido para todo tipo de
accionamiento en la industria por sus prestaciones, facilidad constructiva y reducido mantenimiento. Sin
embargo la evolución de la técnica, la mejora de calidad y la caída del precio de los imanes permanentes y
los dispositivos de control han dado impulso al uso de los motores sincrónicos de imanes permanentes
PMSM.
Además de poseer todas las ventajas de los motores de inducción, se agrega su mayor eficiencia y
reducido tamaño. Sin embargo su control no es sencillo, ya que requiere el uso de un encoder para medir
la posición del rotor y la medición de las corrientes y tensiones de fase para implementar los algoritmos
de control.
El objetivo del proyecto es diseñar el prototipo de un inverter que permita el correcto control de dicho
motor a lazo cerrado, que posea protección contra cortocircuitos, brinde información del estado de
funcionamiento del motor (velocidad, corriente, etc.) y como aplicación práctica controle los movimientos
de una puerta automática.
Este prototipo será la base de un nuevo producto de la Empresa Ingeniería Wilcox SRL. La Empresa se
dedica a suministrar dispositivos electrónicos a las principales empresas fabricantes e instaladoras de
ascensores del país. En principio, los destinatarios finales de dicho producto son los fabricantes de puertas
automáticas.
Estas empresas necesitan incorporar el motor PMSM a sus operadores puesto que al ser más pequeño y
eficiente se puede reducir el tamaño del mecanismo, sobre todo su espesor. Un mecanismo de este tipo
permite un diseño mejorado de la cabina, se logran cabinas más altas y techos planos ya que todo el
mecanismo es más delgado y se puede instalar en un lateral. Esto no es posible con motores de inducción
convencionales porque son más voluminosos.
Esta tecnología ya está siendo utilizada por fabricantes del exterior y de no adoptarla, las empresas
nacionales podrían quedar fuera de mercado a mediano plazo.
Por otro lado, existe también un mercado interesante si se implementa una versión ligeramente
modificada que pueda manejar un motor de inducción convencional, que se puede vender como
reemplazo de equipos existentes o armando un kit motor-control para el reciclado de operadores que
estén en buenas condiciones mecánicas.
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Plan de Proyecto del Trabajo Final de Carrera
de Especialización de Sistemas Embebidos
Ing. Agustín A. Rey
El diagrama de la figura 1 muestra el esquema de negocio de Ingeniería Wilcox SRL para el producto
terminado.
Figura 1
Desde el punto de vista técnico, el sistema a desarrollar de divide en 3 partes principales, las cuales se
aprecian en la figura 2:
1) Inverter y Fuente de alta tensión :
Consta de una etapa de rectificación y filtrado de la tensión de alimentación de corriente alterna
(para así obtener la alta tensión de operación del inverter), un módulo de potencia integrado con
transistores IGBT y sus correspondientes gate drivers, 3 resistores shunt y los circuitos de
acondicionamiento necesarios para obtener las tensiones proporcionales a las corrientes y
tensiones de fase del equipo.
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Ing. Agustín A. Rey
2) Placa CIAA :
El microcontrolador de la placa cuenta con los periféricos necesarios para comandar el inverter a
saber:
a) Un motor control Pulse Width Modulator (PWM) para control de motores trifásicos.
b) Un Quadrature Encoder Interface (QEI).
c) Dos ADCs de 10 bits con DMA con una velocidad de conversión de hasta 400 kSamples/s
con 4 canales de entrada por ADC.
3) Motor y Encoder Incremental:
Este dispositivo está montado solidariamente al eje del motor y permite conocer la posición del
rotor, indispensable para el algoritmo de control.
Figura 2
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Ing. Agustín A. Rey
Identificación y análisis de los interesados
Auspiciante: Empresa con larga trayectoria en el rubro y gran experiencia en el campo. Comprometida en
la financiación del proyecto.
Cliente: En la actualidad hay 2 empresas fabricantes interesadas.
Colaborador: Rafael Cala es un referente en el rubro y en el conocimiento de las Normas Iram y Europeas.
Equipo: Son técnicos que tienen experiencia y podrán colaborar en las tareas de compras de insumos y
montaje de componentes.
1. Propósito del proyecto
Este proyecto tiene básicamente dos propósitos. Uno de ellos es satisfacer una necesidad del mercado del
ascensor y el otro adquirir el know how del manejo de un inverter para control de motores PMSM, lo cual
abre un abanico de posibilidades hacia el futuro.
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Ing. Agustín A. Rey
Rol Nombre y Apellido Departamento Puesto
Cliente Alejandro Mizzau Fabricante de
Puertas
Responsable Agustín Rey - -
Colaboradores Ing. Rafael Cala - Gerente de
Ingeniería Wilcox SRL
Orientadores Dr. Ing. Hernán Tacca LABCATYP -
Equipo Tec. Guillermo Bonilla
Tec. Nicolas Bacher
Línea de Producción
Compras Insumos
Jefe de Montaje SMD
y Convencional
Usuario Final Alejandro Mizzau
Empresas Instaladoras y
de Mantenimiento
- Fabricante de
Puertas
2. Alcance del proyecto
El resultado final de este proyecto es fabricar el prototipo de un inverter que contenga todo lo necesario
para la excitación y protección del motor PMSM, operado por la placa EDU-CIAA.
Por lo tanto incluirá:
● Una PCB con la etapa de potencia y conectores para vincularla con la EDU-CIAA. Se deberá realizar
el diseño del PCB, su fabricación y montaje de componentes.
● El firmware que correrá en la EDU-CIAA con los algoritmos de control.
● Una demostración de manejo de un operador de puertas (probablemente un video dado que es
un dispositivo voluminoso y pesado imposible de llevar al aula, o a consideración del Director del
Proyecto).
No incluirá:
● Un sistema de diálogo (que sí es necesario para el producto comercial). Podrá sí incluir un diálogo
con la PC a través del puerto serial con la terminal que permitirá cambiar parámetros o visualizar
variables de estado.
3. Supuestos del proyecto
Para el desarrollo del presente proyecto se supone:
● Que la financiación estará asegurada, que no habrá inconvenientes para conseguir todos los
componentes necesarios y que la empresa destinará tiempo del personal para asistir en la
provisión y montaje de componentes.
● Que se podrá lograr la implementación de los distintos algoritmos de control.
● Que alguna de las empresas interesadas proveerá en carácter de préstamo un operador de
puertas y además adaptará al mismo el motor PMSM a controlar.
● Que se contará con 20 horas semanales promedio para el proyecto.
4. Requerimientos
1. Placa de Potencia y EDU-CIAA
1.1. Deberá incluir un Módulo IGBT trifásico integrado STGIB10CH60S-L.
1.2. Deberá incluir Etapa rectificadora y Filtro a capacitor.
1.3. Deberá incluir Circuitos de sensado de tensión y corriente de fase. Los rangos serán 10 a 500
volts y 0.1 a 10 Amper, respectivamente.
1.4. Deberá incluir Protección contra cortocircuito entre fases del motor.
1.5. Deberá incluir Fusible de entrada.
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1.6. Deberá incluir un conector de alimentación externa de 15V para el módulo de potencia.
1.7. Deberá incluir la medición de temperatura del módulo. El rango será de 0 a 150 grados
celsius.
1.8. Deberá incluir el disipador necesario para que la temperatura del módulo no supere los 110
grados celsius.
1.9. Deberá incluir Borneras de entrada 220V y salida a Motor.
1.10. Deberá incluir Conector tipo IDC de interconexión con EDU-CIAA.
1.11. Deberá incluir Conexión y alimentación del encoder con fuente independiente externa.
1.12. Deberá incluir una Uart para la eventual conexión de un módulo LoRa o NB-IoT para
telemedición y control.
2. Funcionalidades del Firmware
2.1. Deberá implementar el algoritmo de modulación SVPWM, con una frecuencia de
portadora de 10Khz como mínimo.
2.2. Deberá implementar las transformadas directas e inversas de Park y Clarke.
2.3. Deberá conocer la posición del rotor a través del encoder.
2.4. Deberá medir corrientes y tensiones de fase y tensión del circuito intermedio.
La resolución deberá ser mejor que el 1% de los valores máximos(350 Volts para las tensiones, 10 Amper para las corrientes) , la tasa de muestreo será de 500 muestras por segundo.
2.5. Deberá implementar rampas de aceleración y desaceleración.
2.6. Deberá apagar el inverter si hay falla del módulo o sobretemperatura.
2.7. Hará un “autoajuste” al funcionar en modo operador de puerta. Esto significa que al
comenzar a funcionar el equipo realizará un movimiento de apertura y cierre a baja velocidad hasta llegar
a los topes de la puerta. Este procedimiento le permite medir la longitud de la luz libre de la puerta (en
pulsos del encoder) y fijar la posición en cero (puerta cerrada).
2.8. Abrirá/Cerrará puerta siguiendo 2 entradas tipo contacto seco.
2.9. Se podrán monitorear variables de estado y parámetros a través de una UART.
5. Entregables principales del proyecto
- Prototipo
- Esquemático
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- Gerbers
- Código Fuente
- Informe Final
6. Desglose del trabajo en tareas
1. Planificación del Proyecto (30Hs)
1.1 Documentos de la Planificación (30Hs)
2. Estudio del Control del Motor PMSM(110Hs)
2.1. Análisis del PMSM y técnicas de comando.(10Hs).
2.2. Definición de los elementos de hardware necesarios.(10Hs)
2.3. Estudio periféricos para control de motores (PWM, QEI, ADC, etc).(10Hs)
2.4. Algoritmos Básicos(80Hs)
2.4.1. SVPWM(10Hs)
2.4.2. Clarke transform(30Hs)
2.4.3. Park Transform(30Hs)
2.4.4. PID(10Hs)
3. Esquemático y PCB(95Hs)
3.1. Diseño Esquemático y O.C. Componentes(20Hs)
3.2. Diseño PCB(40Hs) y O.C. PCB
3.3. Compra componentes(30Hs)
3.4. Fabricación PCB(30s)
3.5. Armado PCB(15Hs)
3.6 Verificación PCB(20Hs)
4. Desarrollo del Firmware(300Hs)
4.1. Manejo básico del hardware(90Hs)
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4 .1.1. Implementación del SVPWM y testeo del módulo de potencia(30Hs)
4.1.2. Medición de Corrientes y tensiones - Calibración(30Hs)
4.1.3. Medición de temperatura(5Hs)
4.1.4. Detección de falla del módulo(5hs)
4.1.5. Medición de posición y velocidad con QEI.(20Hs)
4.2. Implementación de los algoritmos de control PMSM.(160Hs)
4.2.1 Generador de rampas de velocidad.(20Hs)
4.2.2. Park Transform.(40Hs)
4.2.3. Clarke Transform.(40Hs)
4.2.4. PID.(40Hs)
4.2.5 Funcionamiento General(40Hs)
4.3 Implementación Diálogo con PC.(30Hs)
4.4 Demo manejo operador de puerta(40Hs)
5. Informe Final y Presentación(100Hs)
5.1 Informe Final(50Hs)
5.2 Preparación de la presentación(50Hs)
La duración total del proyecto es de 685Hs.
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7. Diagrama de Activity On Node
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8. Diagrama de Gantt
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9. Matriz de uso de recursos de materiales
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Código WBS
Nombre de la tarea
Recursos requeridos (horas)
PC EDU-CIAA PLACA
INVERTER MOTOR PMSM
OPERADOR PUERTA
1 Planificación del Proyecto - - - -
1.1 Documentos de la Planificación 30 - - - -
2 Estudio del Control del Motor PMSM - - - -
2.1 Análisis del PMSM y técnicas de
comando
10 - - - -
2.2 Definición de los elementos de
hardware necesarios
10 - - - -
2.3 Estudio periféricos para control de
motores
10 - - - -
2.4 Algoritmos Básicos - - - -
2.4.1 SVPWM 10 - - - -
2.4.2 Clarke transform 30 - - - -
2.4.3 Park Transform 30 - - - -
2.4.4 PID 10 - - - -
3 Esquemático y PCB - - - -
3.1 Diseño Esquemático y O.C.
Componentes
20 - - - -
3.2 Diseño PCB(40Hs) y O.C. PCB 40 - - - -
3.5 Armado PCB - - 30 - -
3.6 Verificación PCB - - 30 - -
4 Desarrollo del Firmware
4.1 Manejo básico del hardware
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4.1.1 Implementación del SVPWM y testeo
del módulo de potencia
30 30 30 15
4.1.2 Medición de Corrientes y tensiones -
Calibración
30 30 30 30
4.1.3 Medición de temperatura 5 5 5 5
4.1.4 Detección de falla del módulo 5 5 5 5
4.1.5 Medición posición y velocidad con
QEI
20 20 20 20
4.2 Implementación de los algoritmos de
control PMSM
4.2.1 Generador de rampas de velocidad 20 20 20 20
4.2.2 Park Transform 40 40 40 40
4.2.3 Clarke Transform 40 40 40 40
4.2.4 PID 20 20 20 20
4.2.5 Funcionamiento General 40 40 40 40
4.3 Implementación Diálogo con PC 30 30 30
4.4 Demo manejo operador de puerta 40 40 40 40
5 Informe Final y Presentación
5.1 Informe Final 50
5.2 Preparación de la presentación 50
10. Presupuesto detallado del proyecto
1 1. Matriz de asignación de responsabilidades
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Descripción Cantidad Costo Unitario Subtotal
Horas de Ingeniería 655 400 $262.000
EDU-CIAA 2 $2.500 $5.000
PLACA INVERTER 2 $5.000 $10.000
Motor PMSM con Encoder 2 $6.000 $12.000
Operador de Puerta 1 25000 $25.000
USB Isolator 2 $3.000 $6.000
Fuente de Alimentación 1 $4.000 $4.000
Componentes varios $6.000
TOTAL COSTOS DIRECTOS $330.000
Costos Indirectos $130.000
TOTAL $460.000,00
Cód. WBS
Nombre de la tarea
Recursos requeridos (horas)
Agustín Rey Responsable
Gustavo Alessandrini Director y
Colaborador
Rafael Cala Colaborador
Guillermo Bonilla Equipo
1.1 Documentos de la
Planificación
P I
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de Especialización de Sistemas Embebidos
Ing. Agustín A. Rey
2.1 Análisis del PMSM y
técnicas de
comando
P I C
2.2 Definición de los
elementos de
hardware
necesarios
P I/A C I
2.3 Estudio periféricos
para control de
motores
P
2.4.1 SVPWM P I
2.4.2 Clarke transform P C
2.4.3 Park Transform P C
2.4.4 PID P C
3.1 Diseño
Esquemático y O.C.
Componentes
P A C C
3.2 Diseño PCB(40Hs) y
O.C. PCB
P A C I
3.5 Armado PCB P P
3.6 Verificación PCB P I/A S
4.1.1 Implementación del
SVPWM y testeo
del módulo de
potencia
P C
4.1.2 Medición de
Corrientes y
tensiones -
Calibración
P C
4.1.3 Medición de
temperatura
P
12. Gestión de riesgos Riesgo 1:
Error insalvable en el diseño del inverter, ya sea por errores en el esquemático o en el PCB.
Severidad(S): 10. Este riesgo retrasaría en forma importante el subsiguiente desarrollo del firmware.
Probabilidad de Ocurrencia (O): 4. No es tan probable que un error sea de tal magnitud que no se pueda continuar con alguna modificación manual.
Riesgo 2:
Destrucción de alguno de los componentes electrónicos necesarios para el desarrollo (placa CIAA o Placa inverter).
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4.1.4 Detección de falla
del módulo
P
4.1.5 Medición posición
y velocidad con QEI
P I
4.2.1 Generador de
rampas de
velocidad
P
4.2.2 Park Transform P C
4.2.3 Clarke Transform P C
4.2.4 PID P C
4.2.5 Funcionamiento
General
P A S I
4.3 Implementación
Diálogo con PC
P C C I
4.4 Demo manejo
operador de puerta
P C/A C/A
5.1 Informe Final P A
5.2 Preparación de la
presentación
P
Severidad(S): 9. Este riesgo retrasaría en forma importante el subsiguiente desarrollo del firmware.
Probabilidad de Ocurrencia (O): 6. Es probable que se dañe algún componente durante el proceso de prueba.
Riesgo 3:
Problemas para sintetizar satisfactoriamente los algoritmos de control del PMSM por falta de conocimiento específico en el tema.
Severidad(S): 10. Este riesgo retrasaría en forma importante, o incluso impediría el correcto funcionamiento del prototipo.
Probabilidad de Ocurrencia (O): 5. Se estima que se podrá conseguir la información necesaria en la web o de colegas y profesores.
Riesgo 4:
Dificultades para cumplir con el cronograma por mala estimación en el tiempo de las tareas.
Severidad(S): 7. Si bien este riesgo introduce un retraso, no compromete el resultado.
Probabilidad de Ocurrencia (O): 4. Se estima que se si bien algunas tareas podrán demandar más tiempo, también habrá otras que demanden menos que lo estimado.
Riesgo 5:
Cancelación del proyecto por problemas del Responsable, ya sea por dificultades laborales, económicas o personales.
Severidad(S): 10. La cancelación significa el fracaso del proyecto.
Probabilidad de Ocurrencia (O): 2. El Responsable ha previsto que no debería sufrir situaciones adversas en los ámbitos laborales, económicos o personales. Siempre pueden haber imprevistos pero se consideran poco probables.
b) Tabla de gestión de riesgos: (El RPN se calcula como RPN=SxO)
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Ing. Agustín A. Rey
Riesgo Severidad Ocurrencia RPN Severidad* Ocurrencia* RPN*
1 10 4 40
2 9 6 54 4 6 24
3 10 5 50 7 4 28
4 7 4 28
5 10 2 20
Criterio adoptado: - Se tomarán medidas de mitigación en los riesgos cuyos números de RPN sean mayores o iguales a 50. Se indica en color rojo los RPN mayor o igual a 50, en amarillo los mayores a 20 y menores a 50 y en verde los menores o iguales a 20.
Nota: - Los valores marcados con (*) en la tabla corresponden luego de haber aplicado la mitigación.
c) Plan de mitigación de los riesgos que originalmente excedían el PRN máximo establecido :
Riesgo 2:
Destrucción de alguno de los componentes electrónicos necesarios para el desarrollo (placa CIAA o Placa inverter).
Mitigación: Preparar una orden de compra de componentes que incluya repuestos de los componentes
críticos y de los difíciles de conseguir en el mercado local, como así también del PCB.
Severidad(S): 4. Se reduce dado que el retraso solo sería por la reparación o reemplazo, y los elementos necesarios ya estarán en stock o se conseguirán fácilmente.
Probabilidad de Ocurrencia (O): 6. Es probable que se dañe algún componente durante el proceso de prueba.
Riesgo 3:
Problemas para sintetizar satisfactoriamente los algoritmos de control del PMSM por falta de conocimiento específico en el tema.
Mitigación:
Solicitar asesoramiento a profesores del CESE, ya sea directamente en el tema o para contactar algún colaborador con experiencia que pueda hacer un aporte.
Severidad(S): 7. Obviamente toda ayuda reduce el retraso, sin embargo no es tan fácil encontrar dicha ayuda dado que por lo general se trata de personas con poco tiempo disponible.
Probabilidad de Ocurrencia (O): 4. La ayuda profesional obviamente mejora las probabilidades de llegar al objetivo.
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13. Gestión de la calidad
Placa de Potencia y EDU-CIAA
Deberá incluir un Módulo IGBT trifásico integrado STGIB10CH60S-L.
Deberá incluir Etapa rectificadora y Filtro a capacitor.
Deberá incluir Circuitos de sensado de tensión y corriente de fase. Los rangos serán 10 a 500 volts y 0.1 a 10 Amper, respectivamente.
Deberá incluir Protección contra cortocircuito entre fases del motor.
Deberá incluir Fusible de entrada.
Deberá incluir un conector de alimentación externa de 15V para el módulo de potencia.
Deberá incluir la medición de temperatura del módulo. El rango será de 0 a 150 grados celsius.
Deberá incluir el disipador necesario para que la temperatura del módulo no supere los 110 grados celsius.
Deberá incluir Borneras de entrada 220V y salida a Motor.
Deberá incluir Conector tipo IDC de interconexión con EDU-CIAA.
Deberá incluir Conexión y alimentación del encoder con fuente independiente externa..
○ Verificación: Se diseñará y se armará una placa basándose en las hojas de datos, recomendaciones y ejemplos del fabricante del módulo de IGBT. Se utilizará su sensor de temperatura integrado y su comparador para protección contra cortocircuitos. Se incluirán además todos los elementos de hardware adicionales especificados en los requerimientos (Fuente, Disipador, Borneras, Fusible, etc.).
○ Validación: Se verificará su correcto funcionamiento mediante mediciones con el
instrumental adecuado. Un colaborador del área de montaje verificará que cuenta con todos los elementos solicitados en los requerimientos. Se simulará una falla del motor cortocircuitando 2 fases y se verificará que la protección actuó correctamente.
Funcionalidades del Firmware
Deberá implementar el algoritmo de modulación SVPWM, con una frecuencia de
portadora de 10Khz como mínimo.
○ Verificación:
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Se implementará dicho algoritmo basándose en la bibliografía y se asegurará que la frecuencia sea mayor o igual a 10khz.
○ Validación: Se verificará su correcto funcionamiento con la ayuda de un osciloscopio para monitorear los 3 canales de salida.
Deberá implementar las transformadas directas e inversas de Park y Clarke.
○ Verificación: Se implementará dicho algoritmo basándose en la bibliografía.
○ Validación: Se verificará su correcta implementación con la ayuda de un programa de testeo.
Deberá conocer la posición del rotor a través del encoder.
○ Verificación: Se implementará dicho algoritmo con la ayuda del bloque QEI del microcontrolador.
○ Validación: Se verificará la correcta medición del ángulo de rotación haciendo girar el rotor manualmente un ángulo conocido y observando la medición del algoritmo. Este proceso se repetirá varias veces y con distintos ángulos.
Deberá medir corrientes y tensiones de fase y tensión del circuito intermedio.
○ Verificación: Se implementará dicho algoritmo con la ayuda del DAC del microcontrolador.
○ Validación: Se medirán estas magnitudes con instrumental adecuado y se verificarán las mediciones realizadas por el algoritmo. De ser necesario se realizarán calibraciones.
Deberá implementar rampas de aceleración y desaceleración.
○ Verificación: Se implementará dichos algoritmos basándose en la bibliografía.
○ Validación: Se verificará la correcta implementación con la ayuda de un programa de testeo.
Deberá apagar el inverter si hay falla del módulo o sobretemperatura.
○ Verificación: Se implementará un algoritmo que apague el inverter al recibir una señal de falla del módulo, o al medir una temperatura mayor a 110ºC.
○ Validación: Se verificará la correcta implementación, simulando una falla del módulo poniendo un nivel bajo en el pin en cuestión, y aumentando la temperatura del módulo con un elemento externo (por ejemplo pistola de aire caliente) hasta que supere la temperatura de apagado.
Hará un “autoajuste” al funcionar en modo operador de puerta. Esto significa que al comenzar a funcionar el equipo realizará un movimiento de apertura y cierre a baja velocidad hasta llegar a los
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topes de la puerta. Este procedimiento le permite medir la longitud de la luz libre de la puerta (en pulsos del encoder) y fijar la posición en cero (puerta cerrada).
○ Verificación: Se implementará un algoritmo que realice los movimientos descriptos y mida la luz libre de la puerta.
○ Validación: Se verificará la correcta implementación en un operador de puertas comercial que tendrá montado el motor PMSM con encoder con la ayuda de un programa de testeo que permita monitorear los distintos estados del algoritmo y la medición de la luz libre. Se modificarán los topes varias veces y se verificará que las mediciones son correctas.
Abrirá/Cerrará puerta siguiendo 2 entradas tipo contacto seco.
○ Verificación: Se incluirá en el diseño de la placa dos entradas para tal fin.
○ Validación: Se verificará en la etapa de desarrollo de firmware que dichas entradas son funcionales y posteriormente que el algoritmo de control de puerta responde a su accionamiento.
Se podrán monitorear variables de estado y parámetros a través de una UART.
○ Verificación: Se utilizará el puerto serial disponible a través del puerto USB incluído en la CIAA. Se implementará un protocolo simple para monitorear variables o modificar parámetros con una terminal.
○ Validación: Se verificará su correcto funcionamiento monitoreando las variables de estado y modificando parámetros de funcionamiento con una terminal.
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de Especialización de Sistemas Embebidos
Ing. Agustín A. Rey
14. Comunicación del proyecto El plan de comunicación del proyecto es el siguiente:
15. Gestión de Compras Como la finalidad de este proyecto es la construcción de un prototipo no se requieren compras por cantidad ni estudio detallado de los costos. Los componentes electrónicos se conseguirán de proveedores locales o de distribuidores de componentes on-line (Mouser, Digikey, etc.). Lo mismo se aplica a la fabricación del PCB.
16. Seguimiento y control
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Ing. Agustín A. Rey
PLAN DE COMUNICACIÓN DEL PROYECTO
¿Qué comunicar?
Audiencia Propósito Frecuencia Método de comunicac.
Responsable
Avance del Proyecto
Director del Proyecto
Tomar conocimiento
y sugerir caminos a
seguir.
Quincenal email Agustín Rey
Dificultades en la
implementación general
Director del proyecto
Ing. Rafael
Cala
Recibir Orientación
Técnica
Cuando sea necesario
email Agustín Rey
Finalización montaje del HW
Agustín Rey Tomar conocimiento
Al finalizar el montaje
email Téc. Guillermo Bonilla
Dificultades de implementación
del FW
Director del proyecto
Recibir Orientación
Técnica
Cuando sea necesario
email Agustín Rey
Finalización del Proyecto
Todo los interesados
Tomar conocimiento
Al finalizar el Proyecto
mail Agustín Rey
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de Especialización de Sistemas Embebidos
Ing. Agustín A. Rey
SEGUIMIENTO DE AVANCE
Tarea del
WBS
Indicador de avance
Frecuencia de reporte
Responsable de seguimiento
Persona a ser informada
Método de comunicac.
1 Planificación del
Proyecto
1.1 Documentos de
la Planificación
Al finalizar la
planificación.
Ing. Agustín Rey Equipo de trabajo email
2 Estudio del
Control del
Motor PMSM
2.2 Definición de los
elementos de
hardware
necesarios
Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
2.3 Estudio
periféricos para
control de
motores
Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
2.4 Algoritmos
Básicos
Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
2.4.1 SVPWM Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
2.4.2 Clarke transform Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
2.4.3 Park Transform Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
2.4.4 PID Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
3 Esquemático y
PCB
3.1 Diseño
Esquemático y
O.C.
Componentes
Semanalmente Ing. Agustín Rey Director
Ing. Rafael Cala
Téc. Bonilla
Personalmente
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Ing. Agustín A. Rey
3.2 Diseño
PCB(40Hs) y O.C.
PCB
Semanalmente Ing. Agustín Rey Director
Téc. Bonilla
Personalmente
3.5 Armado PCB Al finalizar Ing. Agustín Rey Director email
3.6 Verificación PCB Al finalizar Ing. Agustín Rey Director
Ing. Rafael Cala
Personalmente
4 Desarrollo del
Firmware
4.1 Manejo básico
del hardware
Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
4.1.1 Implementación
del SVPWM y
testeo del
módulo de
potencia
Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
4.1.2 Medición de
Corrientes y
tensiones -
Calibración
Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
4.1.3 Medición de
temperatura
Al finalizar Ing. Agustín Rey Director email
4.1.4 Detección de
falla del módulo
Al finalizar Ing. Agustín Rey Director email
4.1.5 Medición
posición y
velocidad con
QEI
Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
4.2 Implementación
de los algoritmos
de control
PMSM
Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
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Ing. Agustín A. Rey
4.2.1 Generador de
rampas de
velocidad
Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
4.2.2 Park Transform Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
4.2.3 Clarke Transform Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
4.2.4 PID Semanalmente Ing. Agustín Rey Director email
4.2.5 Funcionamiento
General
Semanalmente Ing. Agustín Rey Director
Equipo de trabajo
4.3 Implementación
Diálogo con PC
Semanalmente Ing. Agustín Rey Director
Equipo de trabajo
4.4 Demo manejo
operador de
puerta
Semanalmente Ing. Agustín Rey Director
Equipo de trabajo
5 Informe Final y
Presentación
5.1 Informe Final Al Finalizar Ing. Agustín Rey Director
Equipo de trabajo
5.2 Preparación de
la presentación
Al Finalizar Ing. Agustín Rey Director
Equipo de trabajo
17. Procesos de cierre ■ Pautas de trabajo que se seguirán para analizar si se respetó el Plan de Proyecto original: - El proceso de cierre incluye la entrega y revisión de la documentación prevista en la planificación. - Se analizará si el proyecto cumplió con los requisitos originales a lo largo de la ejecución y se informará en un anexo. A cargo de Agustín Rey.
■ Identificación de las técnicas y procedimientos útiles e inútiles que se utilizaron, y los problemas que surgieron y cómo se solucionaron: - Se hará un análisis comparativo entre la duración real de las tareas y la planificación para identificar aquellas que se apartaron de lo programado y determinar la causa. - También se analizarán las técnicas y procedimientos utilizados a lo largo del proyecto, identificando el grado de utilidad de cada una y proponer alternativas. - Finalmente se documentará los inconvenientes que se hayan presentado, detallando su solución y proponiendo procedimientos para evitarlos en proyectos futuros. A cargo de Agustín Rey.
■ Indicar quién organizará el acto de agradecimiento a todos los interesados, y en especial al equipo de trabajo y colaboradores: Se enviará un email de agradecimiento al director y los colaboradores del proyecto. Dado que el responsable comparte el lugar de trabajo con algunos de los colaboradores, se hará una reunión con ellos para agradecer su colaboración personalmente.
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