Il presente lavoro nasce dalla collaborazione tra l’Università degli studi di Pisa e la Danieli Automation S.p.A. di Buttrio (UD). L’esigenza da parte dell’azienda è di acquisire uno strumento di analisi del comportamento di un sistema costituito da un azionamento elettrico con motore sincrono controllato attraverso la tecnica ad orientamento di campo. In particolare si desidera
simulare il funzionamento del sistema e poter monitorare tutte le grandezze che ne determinano la dinamica, al fine di verificare gli effetti delle scelte che possono essere fatte in fase di parametrizzazione ed implementazione dello
stesso. E' stato ricavato il modello del motore sincrono attraverso la teoria dei vettori
spaziali, verificando soprattutto gli aspetti relativi alle macchine a poli salienti. Una volta introdotta l’equazione dinamica del motore sincrono, è stato trattato il fenomeno della saturazione, elemento che influenza in maniera
significativa il comportamento della macchina. Un’analisi particolare è stata fatta sul comportamento non lineare delle induttanze di magnetizzazione, le quali, sono funzioni della corrente di statore e di rotore. Un ulteriore passo è stato quello di studiare possibili algoritmi di stima dei parametri della macchina rendendo il modello abbastanza simile al sistema reale. Avendo definito il modello, è stata eseguita un’attenta analisi sulla realizzazione
del FOC(field oriented control)e sulla sintesi dei vari controllori, definendo per ogni anello di controllo le proprie caratteristiche. Esse sono state definite facendo attenzione ai limiti fisici della macchina, alle possibili variazioni
parametriche e tenendo presente i limiti sulla banda aggiunti dalla discretizzazione dei controllori. Al fine di stimare alcuni parametri non misurabili direttamente e chiudere l'anello di controllo, è stato implementato un filtro
di Kalman tempo variante che utilizza le stime delle induttanze effettuate non in linea. Per completare la modellazione del sistema di controllo è stato trattato l’inverter a due livelli con modulazione SVPWM(Space Vector Pulse
Width Modulation). Infine sono stati presentati i risultati delle simulazioni per verificare il soddisfacimento delle specifiche imposte nella parte teorica introducendo ulteriori limitazioni possedute dall’azionamento reale , le quali non sono trattabili pienamente in linea teorica (disturbi provocati dai sensori, attuatori, dall’inverter e dalle incertezze parametriche). Si è scelto di utilizzare per la realizzazione della simulazione il software Matlab e il suo
applicativo Simulink. Tale decisione è stata determinata dalla notevole diffusione dello stesso in ambito accademico e industriale.