Offline automatic parameter identification for the three-phase induction motor with the Texas Instrument LAUNCHXL-F2806M

The Three-phase Induction Motor (TIM) have been extensively exploited in the industry sector in the past decades. Control drives of this machine require motor parameters knowledge. Correct TIM parameter estimation is key in any application that needs precision and, more generally, high performance. This work of thesis wants to propose a self-commissioning automatic parameter identification with a low-cost micro-controller. The objective is to develop an algorithm capable of identifying motor parameters with no information about the machine. The chosen micro-controller is the C2000™ LaunchPad™ LAUNCHXL-F28069M Piccolo™ development board, produced by Texas Instrument. The aim of this work is also to test this board potential in terms of memory and computational capabilities, programming it both in Simulink via automatic code generation and directly through the integrated development environment (IDE). Two types of motors have been tested: Permanent Magnet DC motor (PM-DC motor) and TIM. This thesis mainly focuses on the latter one. At first, state of art in parameter identification has been reviewed. Then, theory behind chosen machines has been introduced and motor models and equivalent circuits has been proposed. Basing on the latter models, classical and custom identification tests for electrical and mechanical parameters have been analyzed. Simulations have been carried out to verify the correctness of the procedures. Laboratory tests have been conducted to prove theoretical results

Il motore ad induzione (o macchina asincrona) è stato largamente impiegato nel settore industriale negli ultimi decenni. Gli azionamenti per questo tipo di macchina necessitano della conoscenza dei parametri del motore. La stima dei suddetti parametri è fondamentale in qualsiasi applicazione che necessita precisione e, più in generale, alte prestazioni. Questa tesi magistrale intende proporre un’identificazione automatica dei parametri con un microcontrollore low-cost. L’obiettivo è lo sviluppo di un algoritmo capace di stimare i parametri della macchina senza nessuna informazione su di essa. Il microcontrollore scelto è la scheda C2000™ LaunchPad™ LAUNCHXL-F28069M Piccolo™, prodotta da Texas Instruments. Un altro obiettivo di questa tesi è testare il potenziale di questo hardware circa memoria e capacità di calcolo. A questo scopo, la scheda è stata programmata sia via Simulink (tramite la generazione automatica del codice C) sia direttamente utilizzando il suo ambiente di sviluppo integrato (IDE). I test sono stati svolti su due tipi di motori differenti: il motore in corrente continua a magneti permanenti ed il motore ad induzione. Questa tesi si concentra principalmente sul secondo tipo di macchina citato. Prima di tutto, è stata effettuata una ricerca bibliografica per definire lo stato dell’arte circa l’identificazione dei parametri della macchina asincrona. Dopodiché, sono stai sviluppati modelli matematici e circuiti equivalenti per i motori in esame. Basandosi su questi modelli, i test di identificazione classici e quelli implementati sulla scheda sono stati analizzati. La stima dei parametri coinvolge sia quelli elettrici sia quelli meccanici. Queste prove di identificazione sono poi state simulate per controllare la correttezza delle procedure. Infine, sono stati condotti dei test in laboratorio per verificare la fattibilità dei risultati teorici.