Investigazione di Approcci per Migliorare le Prestazioni di Azionamenti Elettrici per Motori AC basati su controlli Senza Sensori e con Sensori di Posizione.

The main of this thesis are to contribute to the improvement of performances of electric drives, by reducing the costs, reducing the assessment volume, increasing energy efficiency and improving the dynamic performance both with low resolution position sensors and also sensorless algorithms and at the same time guaranteeing some key aspects related to the reliability of AC motor drives such as fault tolerant, overheating protection, rotor position sensor failure and unexpected shutdowns. These objectives are achieved by exploiting the presence of thermistors for thermal monitoring of the AC motor for the development of sensorless algorithms able of replacing the position sensor, but also by reducing costs on the position sensor by selecting its resolution based on the application and desired dynamic performance. Furthermore, the combination between the multilevel converter topologies and open-end winding motors allows to achieve fault tolerant solutions, increasing the energy efficiency and improving the power quality.

L'obiettivo principale di questa tesi è contribuire al miglioramento delle prestazioni degli azionamenti elettrici, riducendo i costi, riducendo lo spazio d'ingombro, aumentando l'efficienza energetica e migliorando le prestazioni dinamiche sia con sensori di posizione a bassa risoluzione che anche algoritmi sensorless e allo stesso tempo garantendo alcuni aspetti chiave relativi all'affidabilità degli azionamenti per motori AC come la tolleranza ai guasti, la protezione dal surriscaldamento, il guasto del sensore di posizione del rotore e gli arresti imprevisti. Questi obiettivi vengono raggiunti sfruttando la presenza di termistori per il monitoraggio termico del motore AC per lo sviluppo di algoritmi sensorless in grado di sostituire il sensore di posizione, ma anche riducendo i costi sul sensore di posizione selezionando la sua risoluzione in base all'applicazione e alla dinamica desiderata prestazione. Inoltre, la combinazione tra le topologie di convertitore multilivello e i motori ad avvolgimento aperto consente di ottenere soluzioni tolleranti ai guasti, aumentando l'efficienza energetica e migliorando la qualità dell'energia.