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Diseño y construcción de un controlador prototipo para un motor sin escobillas BLDC según requerimientos de la competición Shell Eco Marathon

dc.rights.licenserestringidoes_ES
dc.contributor.advisorGomez Tapias, Jairo
dc.contributor.authorMolina Flórez, Hugo Andrés
dc.contributor.authorArdila Cadena, César Augusto
dc.contributor.otherDulcey Diaz, Diana Carolina
dc.contributor.otherAngulo, Carlos
dc.date.accessioned2023-10-05T13:48:04Z
dc.date.available2023-10-05T13:48:04Z
dc.identifier.urihttp://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/13795
dc.descriptionIngeniería de controles_ES
dc.description.abstractEl desarrollo que se muestra es un controlador que puede tener una amplia aplicación para vehículos alternativos de uso urbano, permitiendo el control de motores BLDC de hasta 1 KW de potencia alimentado con un paquete de baterías de 48 a 60V. Para el desarrollo del controlador se realizó una comparación entre sistema IGBT y MOSFET y se encontró basado en la literatura existente, que el desarrollo con elementos MOSFET ofrece un mejor desempeño por su baja impedancia en estado de conducción disipando menos energía en forma de calor, siendo más efectivo para la aplicación, asimismo permite un asilamiento entre control y alimentación haciéndolo más confiable. El controlador se diseña y se ensambla según la normativa IPC610 y al IPC2221 lo cual garantiza un prototipo confiable aplicable a vehículos alternativos de uso urbano como monopatines, bicicletas y miniscooter ya que el control ofrece una salida PWM (Modulación por ancho de pulso), que puede variar el voltaje disponible de la batería, incluyendo ciclos de descanso donde el control regula la conmutación de las bobinas según la posición marcada por los sensores. Se puede apreciar una reducción en el consumo en comparación con el controlador comercial disponible para el motor, lo que aumenta la autonomía del vehículo.es_ES
dc.description.sponsorshipN/Aes_ES
dc.description.tableofcontentsTABLA DE CONTENIDO RESUMEN EJECUTIVO ............................................................................................. 13INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 141. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN ......................................... 151.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................. 151.2. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................. 151.3. OBJETIVOS ........................................................................................................ 161.3.1. OBJETIVO GENERAL ................................................................................................ 161.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ....................................................................................... 161.4. ESTADO DEL ARTE ........................................................................................... 172. MARCO REFERENCIAL ........................................................................................ 222.1. HISTORIA DE SHELL ECO MARATHON ............................................................ 222.1.1. COMPETIDORES MÁS RELEVANTES ................................................................................. 242.2. REGLAS DE COMPETENCIA ............................................................................. 252.2.1. CATEGORÍAS ................................................................................................................ 252.2.2. CATEGORÍA PROTOTIPO ................................................................................................ 252.2.3. IDENTIFICACIÓN DE LOS VEHÍCULOS DE COMPETENCIA .................................................... 282.2.4. ELEGIBILIDAD ............................................................................................................... 302.2.5. REGULACIONES TÉCNICAS ............................................................................................. 302.3. MARCO TEÓRICO .............................................................................................. 312.3.1. MOTOR BLDC .............................................................................................................. 312.3.2. FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR BLDC ............................................................................ 322.3.3. TIPOS DE MOTOR BLDC ............................................................................................... 342.3.4. CONTROL MOTOR BLDC ............................................................................................... 373. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN ......................................................................... 424. DESARROLLO DEL TRABAJO DE GRADO ........................................................ 434.1. ANÁLISIS DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR BLDC. ............................................ 434.2. DEFINICIÓN DE TRANSMISORES DE POTENCIA Y SENSORES ........................................ 454.2.1. TRANSISTORES IGBT. ................................................................................................... 454.2.2. TRANSISTORES MOSFET. ............................................................................................ 46 4.2.3. SELECCIÓN DE TRANSISTORES MOSFET. ...................................................................... 474.2.4. ACTIVADORES DE MOSFET. ......................................................................................... 484.2.5. SENSORES. .................................................................................................................. 494.2.6. SELECCIÓN DE COMPONENTES. ..................................................................................... 514.2.7. AISLAMIENTO DE ALIMENTACIÓN Y REGULACIÓN .............................................................. 514.2.8. AISLAMIENTO DE CONTROL ............................................................................................ 524.2.9. PROCESAMIENTO DE SEÑAL. .......................................................................................... 534.2.10. COMPLEMENTO DE SEÑAL. ............................................................................................ 554.3. DISEÑO Y ENSAMBLE ............................................................................................. 554.3.1. APLICACIÓN DE LA NORMA IPC221 Y REGLA DE COMPETENCIA SHELL ECO MARATHON PARA DISEÑO DE PCB. .................................................................................................. 564.3.2. APLICACIÓN DE LA NORMA IPC610 PARA ENSAMBLE DE PCB. ......................................... 674.4. PRUEBAS DE CONTROL Y RESPUESTA DEL DESARROLLO PLANTEADO. ......................... 815. RESULTADOS ....................................................................................................... 886. CONCLUSIONES ................................................................................................... 947. RECOMENDACIONES .......................................................................................... 958. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 969. APÉNDICES ........................................................................................................... 9910.ANEXOS .............................................................................................................. 106ANEXO A. HOJA DE DATOS MOSFET CANAL N IRFP150A ............................................ 106ANEXO B. HOJA DE DATOS MOSFET CANAL N IRF3710 ............................................... 109ANEXO C. HOJA DE DATOS MOSFET CANAL N IRZ44N ................................................ 112ANEXO D. HOJA DE DATOS MOSFET CANAL N HA210N06 ........................................... 115ANEXO E. HOJA DE DATOS OPTOACOPLADOR PC817 ..................................................... 118ANEXO F. HOJA DE DATOS DRIVER MOSFET CANAL N IR2110 ..................................... 120ANEXO G. HOJA DE DATOS INFORMACIÓN BÁSICA MICROCONTROLADOR PIC18F............. 121ANEXO H. CIRCUITO ESQUEMATIZO TARJETA DE CONTROL ............................................. 124ANEXO I. CIRCUITO ESQUEMATIZO TARJETA DE CONTROL ............................................... 125ANEXO J. CAPA ANTISOLDER TARJETA DE CONTROL ....................................................... 126ANEXO K. CAPA BOTTOM TARJETA DE CONTROL ............................................................ 127 ANEXO L. CAPA SERIGRAFIA TARJETA DE CONTROL ....................................................... 128ANEXO M. CAPA SERIGRAFIA TARJETA DE POTENCIA ...................................................... 129ANEXO N. CAPA BOTTOM TARJETA DE POTENCIA ........................................................... 130ANEXO O. CAPA TOP TARJETA DE POTENCIA ................................................................ 131ANEXO P. CAPA ANTISOLDER BOTTOM TARJETA DE POTENCIA ........................................ 132ANEXO Q. CAPA ANTISOLDER TOP TARJETA DE POTENCIA ............................................. 133es_ES
dc.publisherUnidades Tecnologicas de Santanderes_ES
dc.subjectControladores_ES
dc.subjectBLDCes_ES
dc.subjectVehículo Eléctrico EVSes_ES
dc.subjectPWMes_ES
dc.subjectMovilidades_ES
dc.titleDiseño y construcción de un controlador prototipo para un motor sin escobillas BLDC según requerimientos de la competición Shell Eco Marathones_ES
dc.typedegree workes_ES
dc.date.emitido2023-10-04
dc.dependenciafcnies_ES
dc.proceso.procesoutsinvestigaciones_ES
dc.type.modalidaddesarrollo_tecnológicoes_ES
dc.format.formatopdfes_ES
dc.titulogIngeniero Electromecánicoes_ES
dc.educationlevelProfesionales_ES
dc.contibutor.evaluatorevaluadores_ES
dc.date.aprobacion2023-09-01
dc.description.programaacademicoIngeniería Electromecánicaes_ES
dc.dependencia.regionbucaramangaes_ES


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Nombre:
F-IN-13 Licencia y Autorización ...
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452.2Kb
Formato:
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Nombre:
F-DC-125 Informe Final controlador ...
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5.359Mb
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Informe final
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