Dissertação
Detecção de barras falhadas em motores de indução utilizando um filtro gaussiano passa faixa
Detection of failed bars in induction engines using a gaussian filter passes band
Registro en:
SOUZA, Mateus Ventura. Detecção de barras falhadas em motores de indução utilizando um filtro gaussiano passa faixa. 2018. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2018.
Autor
Souza, Mateus Ventura
Institución
Resumen
Three-phase induction motors are probably today the most important rotary machines in the
industrial sector since they are widely used in the most varied applications and are present in
almost all types of drives.It is estimated that almost 80% of the total electric motors used in the
industry for transformation from electrical energy to mechanical energy are Induction Engines.
Of course this provides the search for tools that offer greater efficiency and safety to engine
maintenance systems. A problem of fundamental importance in the predictive maintenance
process of these electric motors is the detection of failures in advance to avoid the production
stoppage. This work proposes to detect faults in the rotor bars. In the state of the state there are
several techniques covered, some using the engine in its steady state and others using the engine
starting. In all of them the detection of the fault in the bar occurs, at its best, after the complete
failure of the first bar. This work, then, proposes a new methodology for detecting the failure
of the bar when it has not yet completely failed, but with increased resistance in the failed bar
circuit. For this, a Gaussian bandpass filter with optimized selection of bandwidth and frequency
bandwidth was used.This filter acts as an optimization of the Discrete Wavelet Transform and
detects the presence of the fault in the bar using the motor start signal. The proposed technique
was applied in motors with rotors manufactured by the company WEG specifically for this
work and with previously known characteristic faults and was also applied in simulated rotors.
The quantification of the degree of fault severity was done using the Teager Energy tool. The
experiments were done through simulations in a mathematical simulation software and in real
engines with bench tests and the results proved the effectiveness of the proposed method. Os motores de indução trifásicos são provavelmente hoje as máquinas rotativas mais
importantes no setor industrial já que são amplamente utilizados nas mais variadas aplicações
e estão presentes em praticamente todos os tipos de acionamentos. Estima-se que quase 80%
do total de motores elétricos usados na indústria para transformação de energia elétrica em
energia mecânica são de Indução. Naturalmente isso proporciona a busca por ferramentas que
ofereçam maior eficiência e segurança aos sistemas de manutenção dos motores. Um problema
de fundamental importância no processo de manutenção preditiva desses motores elétricos, é
a detecção de falhas de maneira antecipada para evitar a parada de produção. Esse trabalho se
propõe a detectar falhas nas barras dos rotores. Na literatura existem várias técnicas abordadas,
algumas usando o motor em seu estado estacionários e outras utilizando a partida do motor. Em
todas elas a detecção da falha na barra acontece, em seu melhor caso, após a falha completa da
primeira barra. Esse trabalho, então, propõe uma nova metodologia para detecção da falha na
barra quando essa ainda não estiver completamente falhada, mas com aumento da resistência
no circuito da barra falhada. Para tal, utilizou-se um filtro passa faixa gaussiano com seleção
otimizada da largura de faixa e largura de banda de frequência. Esse filtro funciona como uma
otimização da Transformada Wavelet Discreta e detecta a presença da falha na barra utilizando o
sinal de partida do motor. A técnica proposta foi aplicada em motores com rotores fabricados,
pela empresa WEG, especificamente para esse trabalho e com falhas características previamente
conhecidas e também foi aplicada em rotores simulados. A quantificação do grau de severidade
da falha foi feita utilizando a ferramente de Energia Teager. Os experimentos foram feitos através
de simulações em um software de simulação matemática e em motores reais com testes em
bancada e os resultados comprovaram a eficácia do método proposto. São Cristóvão, SE
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