Transformada Wavelet para detecção de barras quebradas em Motores de Indução Trifásicos

Carlos Alberto Nóbrega Sobrinho

ORCID iD Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba (IFPB) Brasil

Abel Cavalcante Lima Filho

Universidade Federal da Paraíba (UFPB) Brasil

Alexander Patrick Chaves de Sena

ORCID iD Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (IFPE) Brasil

Jorge Nei Brito

ORCID iD Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ) Brasil

Jobson Francisco da Silva

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba (IFPB) Brasil

Ícaro Meireles Mafaldo

ORCID iD Universidade Federal da Paraíba (UFPB) Brasil

Resumo

Os motores elétricos são responsáveis por 95% da fonte primária de movimento das nações industrializadas. Desses, 90% são Motores de Indução Trifásicos (MIT), estando presentes em praticamente todos os setores industriais. Devido a sua relevância no setor produtivo, é importante que os motores sejam devidamente monitorados, com o intuito de se evitarem interrupções da produção e desastres operacionais. Este trabalho, portanto, tem o objetivo de estudar e desenvolver um sistema para diagnosticar falhas de barras quebradas em um motor de indução trifásico, realizando a análise de variáveis mecânicas (vibração) e elétricas (corrente elétrica, torque no entreferro e eficiência energética). Especificamente, foi pretendida a avaliação da expressividade dos sinais na presença de barras quebradas, aplicando-se, como ferramentas de análise, as transformadas de Fourier e Wavelet. O sistema deverá ser capaz de realizar o acompanhamento da severidade da falha no MIT, ao tempo em que as barras forem furadas (quebradas), antes da quebra total do equipamento. A instalação do sistema no motor deverá ser totalmente não invasiva, podendo ser realizada com o motor em operação. Resultados experimentais são apresentados para observação das estratégias propostas, avaliando-se a eficiência da detecção das avarias em ampla faixa de carga da máquina com acionamento direto da rede.

Palavras-chave


Eficiência energética; Análise de falhas; Análise espectral; Análise Wavelet


Texto completo:

Referências


AHAMED, S. K. et al. Novel Diagnosis Technique of Mass Unbalance in Rotor of Induction Motor by the Analysis of Motor Starting Current at No Load Through Wavelet Transform. International Conference on Electrical and Computer Engineering, 2010, Dhaka. Proceedings... Dhaka: ICECE, 2010, v.1, p. 474 – 477.

BIDGOLI, F. S.; POSHTAN, J. Application of improved Hilbert-Huang and wavelet packet transforms in broken rotor bar fault detection. In: Power Electronics, Drive Systems & Technologies Conference (PEDSTC), v. 8, 2017, Mashhad. Proceedings... Mashhad: PEDSTC, 2017, p. 341-346.

BONALDI, E. L. Diagnóstico preditivo de avarias em motores de indução trifásicos com MCSA e teoria de conjuntos aproximados. 2005. 185 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica)–Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, Brasil, 2005.

BRITO, N. S. D. Teoria wavelet e sua aplicação em sistemas de energia elétrica. 1996. 139 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)–Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, Brasil, 1996.

HERNÁNDEZ, J. C. et al. Comparison of different wavelet families for broken bar detection in induction motors. In: IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON INDUSTRIAL TECHNOLOGY (ICIT), 2015, Seville. Proceedings... Seville: ICIT, 2015, p. 3220-3225.

HSU, J. S. et al. Nature and assessments of torque ripples of permanent-magnet adjustable-speed motors. In: INDUSTRY APPLICATIONS CONFERENCE, THIRTIETH IAS ANNUAL MEETING (IAS '95), 1995, Orlando. Proceedings... Orlando: IEEE, 1995, v. 3, p. 2696-2702.

LIMA FILHO, A. C. Estudo e desenvolvimento de soluções para determinação do torque em unidades de bombeio mecânico utilizadas na extração de petróleo. 2009. 112 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica)–Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, Brasil, 2009.

MERTENS JUNIOR, A. Uma abordagem sobre detecção de barras quebradas em motores de indução. 2008. 79 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)–Universidade Federal do Paraná, Curitiba, Brasil, 2008.

NEWLAND, D. E. Harmonic wavelets in vibrations and acoustics. Philosophical Transactions: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, v. 357, n. 1760, p. 2607-2625, 1999.

OLIVEIRA, T. M. Manutenção preditiva de motores de corrente contínua com ênfase em MCSA: motor current signature analysis. 2007. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)–Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, Brasil, 2007.

SANTIAGO, D. F. A.; PEDERIVA, R. Feature extraction and fault detection of rotating machinery based on wavelet packet transform. In: DINAME - INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON DYNAMIC PROBLEMS OF MECHANICS, 11., 2005, Ouro Preto. Proceedings... Ouro Preto, DINAME, 2005, p. 1-10.

SRIDHAR, S.; RAO, K. U.; JADE, S. Detection of broken rotor bar fault in induction motor at various load conditions using wavelet transforms. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON RECENT DEVELOPMENTS IN CONTROL, AUTOMATION AND POWER ENGINEERING (RDCAPE), 2015, Noida. Proceedings... Noida: RDCAPE, 2015, p. 77-82.

THOMSON, W. T.; FENGER, M. Current signature analysis to detect induction motor faults. IEEE Industry Applications Magazine, v. 7, n. 4, p. 26-34, 2001.


DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-03062015v1n42p72-83

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