Top PDF Detecção de defeitos em motores de indução utilizando a análise das correntes de linha

Detecção de defeitos em motores de indução utilizando a análise das correntes de linha

Detecção de defeitos em motores de indução utilizando a análise das correntes de linha

Nos ambientes industriais um dos grandes desafios é manter as máquinas motrizes de forma que produzam o máximo de sua capacidade com o mínimo de recursos, uma vez que estas são de extrema importância para os mais diversos processos produtivos. É indispensável que seja mantida a alta disponibilidade delas, porém muitas são as variáveis que envolvem o seu funcionamento, nas quais o motor de indução tem uma participação significativa. Assim, existe uma grande exigência com relação à confiabilidade de processos produtivos e redução de custos, neste cenário as técnicas de manutenção preditiva se tornam ferramenta essencial. Neste trabalho foi avaliada a técnica EPVA (Extended Park Vector Approach) para a detecção de defeitos em motores de forma não invasiva, evitando a necessidade de parar o processo produtivo para a verificação de uma condição anormal. A técnica permite projetos de monitoramento online de máquinas através da leitura de apenas duas correntes elétricas com instalação de sondas corrente de efeito hall em painéis de alimentação de motores aliadas a softwares específicos. Como proposto, foi verificado de forma satisfatória que a técnica possibilita, através de análise do vetor concórdia das correntes e pelo seu respectivo espectro de frequência, a detecção de defeitos de desbalanceamentos de tensões, desalinhamentos entre máquinas e abertura de barras do rotor, considerando duas situações de carga, comprovando a teoria estudada.
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Estudo e avaliação de métodos de análise das correntes do estator para a medição de entreferros de motores de indução monofásicos de compressores herméticos

Estudo e avaliação de métodos de análise das correntes do estator para a medição de entreferros de motores de indução monofásicos de compressores herméticos

A análise da assinatura da corrente do motor (MCSA) é uma téc- nica usada para determinar a condição de operação de um motor de indução durante seu funcionamento através do monitoramento de gran- dezas elétricas. MCSA detecta as falhas em seus estágios iniciais e evita danos assim como a completa falha do motor [35]. MCSA é baseada no monitoramento da corrente do motor de indução, portanto é menos cus- tosa em relação a outras técnicas que se utilizam de sensores e demais aparatos especiais. MCSA utiliza-se do espectro da corrente da máquina para localizar frequências decorrentes de falhas/defeitos. Quando uma falha está presente, o espectro de frequência da corrente torna-se dife- rente de um motor isento de defeitos (Figura 4.1, Figura 4.2, Figura 4.3, Figura 4.4). Métodos baseados na MCSA são utilizados para diagnosti- car falhas comuns de motores de indução como, por exemplo, barramen- tos interrompidos/quebrados, curto-circuito entre espiras, excentricidade do rotor/entreferro, falhas em rolamentos etc [31], [35]. Conforme a Tabela 4-1, aproximadamente 40-50% das falhas em motores de indução são devido a falhas mecânicas. Como a maioria de falhas mecânicas eventualmente levam a problemas de excentricidade do rotor/entreferro, consequências destrutivas poderiam ser evitadas através da detecção incipiente da condição de excentricidade [36], [37], [38], [39].
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Detecção de defeitos em motores de indução pela análise da assinatura da corrente elétrica

Detecção de defeitos em motores de indução pela análise da assinatura da corrente elétrica

Com a crescente competitividade mundial e a consequente busca por redução de custos e aumento de produtividade dos ativos industriais há necessidade, no campo da engenharia elétrica, de se obter maior vida útil dos motores elétricos, reduzindo seus tempos de manutenção e antecipando o conhecimento de possíveis falhas. Portanto se torna relevante o estudo de técnicas de manutenção que devem cada vez serem mais confiáveis. O presente trabalho apresenta o estudo da MCSA (análise de assinatura de corrente do motor) e sua eficácia em identificar defeitos em motores trifásicos de indução de pequeno porte. A análise em questão é uma técnica de manutenção preditiva que faz parte da ESA (análise da assinatura elétrica), que vem sendo cada vez mais difundida no setor industrial. Foram realizados, em laboratório, diversos ensaios em motores com e sem defeitos, estes são: barras quebradas no rotor (em duas severidades diferentes), desbalanceamento de fases e fator de desequilíbrio mecânico. Destes experimentos foram coletados sinais de corrente em alta amostragem (>10 KHz). Estes sinais foram processados utilizando a FFT (transformada rápida de Fourier) e analisados utilizando a MCSA. Desta forma, foi possível verificar a eficácia da técnica nas situações mencionadas.
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Identificação de falhas em motores de indução trifásicos utilizando algoritmos de otimização e sistemas inteligentes

Identificação de falhas em motores de indução trifásicos utilizando algoritmos de otimização e sistemas inteligentes

Fazendo uma análise simplificada do circuito elétrico equivalente do MIT, equação (13), se a tensão for considerada constante, o aumento da corrente será relacionado com a redução da impedância elétrica equivalente. Esta queda pode ser observada na variação do parâmetro de magnetização, que diminui com a elevação da corrente. Assim, é possível realizar a detecção da falha apenas pela alteração no valor da indutância de magnetização. A Figura 33 apresenta um histograma com o comportamento dos dados forneci- dos à entrada do classificador de padrões. Considerando que o curto-circuito de estator ocorreu apenas na fase A e que somente a indutância de magnetização sofreu alteração, o histograma apresenta os dados, normalizados, da corrente da fase A e da indutância de magnetização de um conjunto amostral que representa todo o banco de dados do MIT 1. Ainda, os dados apresentados estão normalizados (pelo valor máximo de cada conjunto de dados apresentados - corrente e indutância de magnetização), pois o valor da indutância de magnetização é inferior a 1 e o valor das correntes podem chegar a mais de 5A, o que não permitiria uma visualização detalhada dos dados.
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Sobre o desempenho de algoritmos de aprendizado de máquinas na detecção de falhas em motores de indução trifásicos: um estudo comparativo

Sobre o desempenho de algoritmos de aprendizado de máquinas na detecção de falhas em motores de indução trifásicos: um estudo comparativo

E importante mencionar que, como representado na Figura 1, o motor foi conectado em delta. Nesta configura¸c˜ao, duas correntes de linha do conversor de frequˆencia foram diretamente conectadas `a fase do motor que continha as falhas. Como um dos objetivos deste projeto ´e construir um sistema que possa detectar falhas utilizando apenas uma fase do conversor (independentemente do sensor estar conectado diretamente ou n˜ao `a fase com falha), apenas uma das duas fases citadas acima ´e utilizada para que n˜ao haja informa¸c˜ao redundante.

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Análise do escoamento do ar em motores de indução totalmentre fechados

Análise do escoamento do ar em motores de indução totalmentre fechados

Uma característica singular dos sistemas de ventilação dos motores de indução trifásicos é a necessidade do funcionamento bidirecional, ou seja, deve funcionar no sentido horário e anti-horário com o mesmo desempenho. Essa necessidade exige o uso de um ventilador radial de pás retas, o que implica em um sistema de ventilação de baixa eficiência. Outro aspecto negativo é a dificuldade associada ao dimensionamento desse tipo de sistema de ventilação, que é atribuída ao fato do escoamento gerado pelo movimento de rotação do ventilador ser turbulento, possuir elevados níveis de recirculação e alternar a intensidade das componentes de velocidade ao longo do seu trajeto, dentro do próprio sistema de ventilação, variando entre quase que totalmente axial, na região da grade de entrada da defletora, para ser predominantemente caracterizado pelo movimento de swirl na região da saída da defletora. Esses fatores, conciliados à infinidade de variações/inserções de componentes, que um mesmo motor elétrico pode sofrer/receber, tornam o emprego de abordagens, experimentais e teóricas (numéricas), de difícil execução e resultam em um processo de otimização lento e custoso.
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Detecção automática de defeitos em rolos de transportadores de correia utilizando sensoriamento ultrassônico.

Detecção automática de defeitos em rolos de transportadores de correia utilizando sensoriamento ultrassônico.

O trabalho desenvolvido apresentou a criação de uma metodologia para detecção de defeitos operacionais em rolos de transportadores de correia e posterior classificação em rolo não-defeituoso ou defeituoso. Os dados de entrada para esta classificação foram obtidos através da gravação acústica com um sensor que capta frequências na faixa de ultrassom. Após gravação feita em rolos que não apresentavam defeito aparente (não-defeituosos) e em rolos que apresentavam defeitos perceptíveis (defeituosos), a base de dados foi formada e os dados foram tratados de forma a extrair características que determinavam o padrão de cada caso. A base de dados devidamente rotulada foi usada então para treino e teste de classificadores automáticos usando duas técnicas de aprendizado de máquina, para efeitos de comparação:
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Detecção de falhas de curto-circuito em motores de indução trifásicos usando classificadores baseados em protótipos

Detecção de falhas de curto-circuito em motores de indução trifásicos usando classificadores baseados em protótipos

Dentre as diferentes abordagens de AM existentes, as Redes Neurais Artificiais (RNA) e Support Vector Machine (SVM) são as técnicas mais comumente utilizadas pela literatura. Consequentemente, estes métodos foram primeiramente utilizados no desenvolvimento de pesquisas em detecção de falhas de curto-circuito pelas instituições IFCE e UFC. Por exemplo, as redes Multilayer Perceptron (MLP), Extreme Learning Machine (ELM) e, também, a rede não supervisionada Self-Organizing Maps (SOM) foram utilizadas no trabalho de Oliveira et al. (2013b). Já as redes MLP, ELM, Minimal Learning Machine (MLM), SVM e Least Squares Support Vector Machine (LSSVM) foram utilizadas no trabalho de Coelho et al. (2014). Posteriormente, a rede SOM em versões baseadas em métodos de kernel fora utilizada no trabalho de Coelho et al. (2017). Destaca-se que os trabalhos mencionados acima utilizaram o mesmo conjunto de dados e este também será utilizado nesta dissertação.
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Influência do vento na detecção de defeitos em estruturas de concreto utilizando termografia infravermelha

Influência do vento na detecção de defeitos em estruturas de concreto utilizando termografia infravermelha

É enfatizada a diferença entre os contrastes térmicos gerados para o ensaio realizado sem a ação do vento e com vento em velocidades distintas, considerando-se d[r]

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Análise dos ciclos operacionais para especificação de motores de indução trifásicos

Análise dos ciclos operacionais para especificação de motores de indução trifásicos

Neste trabalho aborda-se o motor de indução trifásico por meio de uma análise térmica de seu funcionamento, sob o olhar das normas da Associação Brasileiras de Normas Técnicas que versam sobre os regimes de trabalho (ciclos operacionais) definidos através de ensaios para especificação de cada utilização do motor base deste estudo, dando ênfase ao fato de os três primeiros ciclos possuem maiores possibilidades de serem utilizados no dimensionamento de um motor de indução trifásico para uso nos principais processos industriais. Também é feita uma análise sobre os motivos que levam aos motores de indução trifásicos a apresentarem uma perda de potência em altitudes superiores a 1000 m acima do mar e uma amostra de como proceder para especificar um motor de indução trifásico para operar em um dos três primeiros regimes operacionais.
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Classificador fuzzy do grau de severidade da sobrecarga em motores de indução utilizando um microcontrolador

Classificador fuzzy do grau de severidade da sobrecarga em motores de indução utilizando um microcontrolador

No ensaio de desequilíbrio de tensão à plena carga, encontra-se uma situação indesejada, já que se espera que a concessionária forneça de maneira igualitária as tensões trifásicas. Entretanto, às vezes o problema pode derivar do próprio local de trabalho, o qual pode acabar desequilibrando de forma leve uma das tensões em relação às outras ou mais de uma em relação ao valor monofásico de 127 V. Nas correntes adquiridas, não houve uma alteração significativa entre seus valores, o que é possível se considerar que uma máquina destas pode vir a operar com duas fases por certo tempo, apesar de ser algo indesejado também. Porém, no que se trata da temperatura, percebe-se um grande aumento no valor desta em comparação aos outros ensaios. Isto é de fato inaceitável, pois a temperatura estipulada para o Fuzzy encontra-se como tolerável (porém já no limite) no intervalo de 105 a 110ºC. Como ela está levemente acima deste valor, torna-se suficiente para acender o LED vermelho e aumentar o grau de severidade para alto (8,11), acarretando em outra congruência entre expectativa e resultado.
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Ferramenta para avaliação de excentricidade em motores de indução utilizando sensores a fribra ótica

Ferramenta para avaliação de excentricidade em motores de indução utilizando sensores a fribra ótica

O presente trabalho consiste no desenvolvimento e apresentação de um sistema de aquisição e tratamento computacional de dados para avaliação espectral de componentes harmônicas na vibração do motor que surgem a partir da presença de excentricidade dinâmica no eixo do rotor por carga desbalanceada. Para atingir este objetivo, o trabalho fez uso da técnica de sensoriamento ótico baseado em redes de Bragg. Um motor de indução foi instrumentado com dois conjuntos de quatro sensores gravados em fibra ótica monomodo padrão telecomunicações, o primeiro conjunto monitorando a vibração nos dentes do estator, e o segundo a vibração na cabeça de bobina. Os sinais foram adquiridos por um interrogador ótico ligado a um computador via comunicação Ethernet e processados pelo software LabVIEW. A partir do software desenvolvido neste estudo é possível interpretar e manipular os dados, apresentando a resposta no domínio da frequência da vibração para determinar características específicas do funcionamento da máquina. O software apresenta maleabilidade para diferentes instrumentações e adaptabilidade para futuros estudos, necessitando de pequenas alterações para desempenhar outras funções de análise.
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Análise de desempenho da proteção de motores de Indução de Média Tensão utilizando simulação digital em tempo real.

Análise de desempenho da proteção de motores de Indução de Média Tensão utilizando simulação digital em tempo real.

De acordo com os critérios NEC (National Electric Code) apresentados na norma IEEE C37.96, os motores devem ter uma unidade de sobrecorrente em cada fase (dispositivo de seccionamento serie, relés de proteção ou fusível). Para o uso de fusíveis, devem ser considerados os fatores que podem provocar a fusão do elo devido a contribuição do motor para curtos no barramento onde ele está conectado. São utilizados também, tanto relés instantâneos (ANSI 50) como temporizados (ANSI 51).

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Detecção de defeitos de cenouras utilizando técnicas de processamento de imagens digitais

Detecção de defeitos de cenouras utilizando técnicas de processamento de imagens digitais

Nos processos de pós-colheita, é comum a separação das cenouras de acordo com algum critério de seleção, sendo descartados os produtos defeituosos e o restante dividido em classes para comercialização, onde cada uma destas classes possui valor diferenciado na revenda. Desta forma, tanto o consumidor tem interesse em adquirir produtos com algum padrão de conformidade como o produtor tem interesse em separar produtos que obtiveram melhor classificação para obter um maior valor de mercado. Um padrão de conformidade brasileiro foi criado pela Companhia de Entrepostos e Armazéns Gerais de São Paulo- CEAGESP e vem sendo adotado por outros entrepostos no Brasil, determinando a referência a ser adotada para aceitação da cenoura pelo mercado consumidor (CEAGESP, 2000). Neste padrão, as rachaduras são consideradas defeitos graves, e raízes que apresentem este defeito devem ser descartadas.
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Análise de vibração para detecção de defeitos em um motor de um refinador de madeira

Análise de vibração para detecção de defeitos em um motor de um refinador de madeira

É fundamental na análise de vibrações compreender dois dos componentes do sinal de vibração: a amplitude e a frequência. A amplitude é o “tamanho” do sinal de vibração e depende da magnitude da força de excitação, da massa e rigidez do sistema e do seu amortecimento. A amplitude, tanto em deslocamento, velocidade ou aceleração, é indicadora de gravidade. O deslocamento, normalmente medido em micrómetros, é a mudança da posição de um componente em relação a uma referência. A velocidade é a rapidez com que o deslocamento ocorre e é normalmente medida em mm/s. A aceleração é a variação da mudança da velocidade ou a mudança da velocidade num período de tempo e é medida em g, que é a aceleração produzida pela força da gravidade, o valor de g é 9,8m/s². A frequência é o número de vezes que um evento ocorre num certo período de tempo. (Mais & Brady, 2002).
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neurais aplicados na detecção de curtocircuito entre espiras estatóricas em motores de indução trifásicos acionados por consores de frequência

neurais aplicados na detecção de curtocircuito entre espiras estatóricas em motores de indução trifásicos acionados por consores de frequência

No entanto, mesmo com a robustez e confiabilidade típicas desta máquina, ela não está isenta de falhas, que podem ocorrer devido a condições no ambiente de instalação, aplicação inadequada e falta de manutenção preventiva. As falhas mais comuns ocorrem nos rolamentos, nos isolamentos do estator ou do rotor (no caso de rotor bobinado), através da abertura de barras ou de rachadura de anéis (no caso de rotor do tipo gaiola de esquilo), e por excentricidade (Nandi; Tolyiat; Xiaodong, 2005). As falhas nas máquinas produzem sintomas, como tensão e corrente de linha desbalanceadas, aumento na pulsação de conjugado, queda no conjugado médio, aumento das perdas e redução na eficiência, e aquecimento excessivo (Nandi e Toliyat, 1999). A identificação dos sintomas no início da falha permite que a manutenção seja realizada antes da ocorrência de maiores prejuízos. Para isto, diversas são as técnicas para diagnosticar falhas. Nandi e Toliyat (1999) citam algumas: monitoramento do fluxo eletromagnético axial, medidas de temperatura, padrões de infravermelho, monitoramento de emissões de rádio frequência (RF), monitoramento de ruído e vibração, análises químicas, medidas de ruído acústico, análise de assinatura de corrente, e análise de modelos aliadas a técnicas de inteligência computacional como as redes neurais.
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Análise de qualidade e processos de bobinagem de motores de indução de baixa tensão

Análise de qualidade e processos de bobinagem de motores de indução de baixa tensão

A principal causa deste defeito está relacionada com falhas / defeitos no sistema de isolação do motor, a causa deste defeito pode ser isolamento de fundo de ranhura estourado / mal posicionado (curto – circuito entre bobina e massa), isolamento entre camadas danificado / Rasgado / Deslocado (curto – circuito entre fases / entre espiras da mesma fase), espiras de fio com o isolamento deteriorado são muitas vezes responsáveis por curto circuitos, isoladores entre fases deslocados e isoladores de fechamento de ranhura danificados podem também provocar c.c no bobinado do motor, a não colocação de estecas para motores com enchimento baixo pode com o passar do tempo comprometer a qualidade do produto por os condutores se encontrarem soltos sujeito a vibrações devido aos esforços electrodinâmicos sobre os mesmos. O retrabalho para este tipo de defeito é relativamente rápido no entanto dependente de qual isolante apresenta problema, o motor é enviado para recuperação.
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Identificação de falhas de curto-circuito de estator em motores de indução trifásicos utilizando evolução diferencial

Identificação de falhas de curto-circuito de estator em motores de indução trifásicos utilizando evolução diferencial

O motor de indu¸c˜ao trif´asico do tipo gaiola de esquilo ´e a principal m´aquina de convers˜ao eletromecˆanica devido a sua robustez e facilidade de manuten¸c˜ao, sendo indispens´avel nos processos produtivos industriais. Por sua grande importˆancia, pesquisas na ´area de identifica¸c˜ao de falhas s˜ao realizadas constantemente com o objetivo de diminuir as taxas de manuten¸c˜oes corretivas e permitir uma manuten¸c˜ao programada, diminuindo perdas no processo produtivo, decorrentes de paradas indesejadas. Com esse prop´osito, o presente trabalho prop˜oe o estudo e desenvolvimento de uma metodologia alternativa que utiliza a Evolu¸c˜ao Diferencial para identifica¸c˜ao de falhas de curto-circuito de estator em motores de indu¸c˜ao conectados diretamente `a rede el´etrica, por meio dos sinais de tens˜ao e corrente aquisitados no dom´ınio do tempo. O algoritmo de Evolu¸c˜ao Diferencial ´e utilizado para estimar os parˆametros el´etricos do motor de indu¸c˜ao, a partir do modelo do circuito el´etrico equivalente e a identifica¸c˜ao da falha ocorre a partir do c´alculo da varia¸c˜ao percentual da indutˆancia de magnetiza¸c˜ao estimada com o motor sem falhas. A base de dados utilizada para o trabalho foi obtida por meio de experimentos laboratoriais realizados com dois motores diferentes de 1 CV e um motor de 2 CV, sob condi¸c˜oes de varia¸c˜ao de conjugado, tens˜oes equilibradas e desequilibradas.
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ANÁLISE DA PARTIDA DE MOTORES DE INDUÇÃO EM SISTEMA ISOLADO DE GERAÇÃO SÍNCRONA

ANÁLISE DA PARTIDA DE MOTORES DE INDUÇÃO EM SISTEMA ISOLADO DE GERAÇÃO SÍNCRONA

O estudo apresentado enfoca principalmente o afundamento de tensão provocado pela partida dos MITs alimentados por usinas geradoras com potências limitadas a três ou quatros vezes a dos motores a serem acionados em partida direta. É comum a ocorrência deste distúrbio em geração distribuída em que a usina trabalha em ilha (geração própria). Em sistemas elétricos em que a usina geradora opera em regime de paralelismo permanente com a rede, os problemas de afundamento tornam-se menos graves, pois a rede poderá suportar a partida. Quando a rede possui um nível de curto-circuito elevado ou impedância de curto-circuito baixa pode-se afirmar que não ocorrerá afundamento de tensão significativo mesmo em partida direta dos MITs a serem acionados.
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Simulação de uma linha de montagem de motores.

Simulação de uma linha de montagem de motores.

linha de montagem de motores compõe-se de várias dezenas de estações de trabalho manuais e automáticas, interligadas por um transportador acumulativo. Os motores são montados sobre paletes, sendo que o processo de montagem se inicia com a colocação do bloco de cilindros, previamente lavado, sobre um palete vazio. A partir disso, diversos componentes são montados em cada estação de trabalho: conjunto de pistões, casquilhos, virabrequim, cabeçote, bomba de óleo, cárter, bomba de água, etc. Em duas posições da linha o motor é testado e, em caso de falha, é desviado para que possa ser retrabalhado. Ao final do processo, existe uma área de teste a quente (hot test), descrita em detalhes no item 7, e também um desvio para reparo de motores defeituosos. No final da linha de montagem o motor completo é retirado do palete e depositado em um contenedor, e o palete retorna para a primeira estação – após passar por uma lavadora –, onde um novo bloco será montado.
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