Estratégias para Detecção de Falhas em Rolamentos de Motores de Indução Trifásicos

Carlos Alberto Nóbrega Sobrinho

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

Alexander Patrick Chaves de Sena

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

Abel Cavalcante Lima Filho

ORCID iD Universidade Federal da Paraíba (UFPB) Brasil

Resumo

Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a detecção de falhas na pista externa dos rolamentos de um motor de indução trifásico, utilizando-se a análise de variáveis mecânicas (vibração e emissão acústica) e elétricas (eficiência energética). Especificamente, é proposta a avaliação da expressividade dos sinais na presença da avaria, aplicando-se, como ferramentas de análise para a vibração e a emissão acústica, as transformadas de Fourier e Wavelet. A estimação da eficiência energética, a partir da medição das tensões e correntes estatóricas, é sugerida como técnica alternativa para detecção da avaria. Resultados experimentais são apresentados para observação das estratégias sugeridas, avaliando-se a credibilidade da detecção da avaria com motor funcionando na rede sem carga, com carga estática (vibração e emissão acústica) e dinâmica (eficiência energética).

Palavras-chave


Eficiência energética; Emissão acústica; Vibração mecânica; Análise espectral; Análise Wavelet


Texto completo:

Referências


ADISSI, M. O. Sistema para Monitoramento de Eficiência Energética de Motores de Indução Trifásicos em Ambiente Industrial. 158f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica), Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa – PB, Brasil, 2015.

ARABACI, H.; BILGIN, O. Analysis of Rotor Faults Effects on Submersible Induction Motor Efficiency. In: Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science, Proceedings... WCECS 2013, Vol. I. 2013.

AZEEZ, A. A. et al. Fault Detection of Rolling Element Bearings using Advanced Signal Processing Technique, Proceedings... 2020 Advances in Science and Engineering Technology International Conferences (ASET), Dubai, United Arab Emirates, 2020, p. 1-6.

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, pp. 341-346.

BONALDI, E. L. Diagnóstico Preditivo de Avarias em Motores de Indução Trifásicos com MCSA e Teoria de Conjuntos Aproximados. 185f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica). Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, Brasil, 2005.

CHEN, X. et al. Bearing Corrosion Failure Diagnosis of Doubly Fed Induction Generator in Wind Turbines Based on Stator Current Analysis, Proceedings... IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 67, no. 5, pp. 3419-3430, May 2020.

DUAN, J. et al. Lubrication Condition Monitoring and Evaluation of Rolling Bearing Based on Acoustic Emission, Proceedings... IEEE International Conference on Prognostics and Health Management (ICPHM), Seattle, WA, 2018, p. 1-7, Doi: 10.1109/ICPHM.2018.8448881.

FROSINI, L.; BASSI, E. Stator Current and Motor Efficiency as Indicators for Different Types of Bearing Faults in Induction Motors. Proceedings... IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 57, 2010, No. 1, p. 244-251.

HERNÁNDEZ, J. C. et al. Comparison of Different Wavelet Families for Broken Bar Detection in Induction Motors. In: Proceedings… IEEE – International Conference on Industrial Technology, 2015, Seville. Seville: ICIT, 2015, p. 3220-3225.

HSU, J. S. et al. Nature and Assessments of Torque Ripples of Permanent-Magnet Adjustable-Speed Motors. Proceedings...Thirtieth IAS Annual Meeting, IAS '95., Vol. 3, 1995, p. 2696-2702.

LIU, H.; XIANG, J. Multivariate Wavelet Denoising Method Based on Synchrosqueezing for Rolling Element Bearing Fault Diagnosis, Proceedings...2018 International Conference on Sensing, Diagnostics, Prognostics, and Control (SDPC), Xi'an, China, 2018, p. 372-375.

OLIVEIRA, E.A.; SENA, A. P. C.; FERNANDES, L.H. Detecção de Avarias em Rolamentos de Motores de Indução Trifásicos Utilizando Sinais de Emissão Acústica e Corrente Elétrica. In: II Congresso Internacional de Gestão E Tecnologias. Proceedings... João Pessoa: II COINTER PDVGT, 2018.

OLIVEIRA, H. M. Análise de Sinais para Engenheiros: Uma Abordagem via Wavelets. 1ª ed. Brasport, 2007. p. 268.

SANTIAGO, D. F. A.; PEDERIVA, R. Feature Extraction and Fault Detection of Rootating Machinery Based on Wavelet Packet Transform. Proceedings... International Symposium on Dynamic Problems of Mechanics. Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas – ABCM, 2005, p. 1-10.

SAUFI, S.R. et al. Low-Speed Bearing Fault Diagnosis Based on ArSSAE Model Using Acoustic Emission and Vibration Signals, Proceedings... IEEE Access, vol. 7, p. 46885-46897, 2019.

SENA, A.P.C. Diagnóstico de Avarias em Transmissão por Engrenagens Baseado na Corrente do Motor de Indução e Entropia Wavelet. 114f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica), Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa – PB, Brasil, 2015.

SOBRINHO, C. A. N. Estudo Comparativo de Técnicas para Diagnóstico de Falhas em Motores de Indução Trifásicos. 139f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica), Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa – PB, Brasil, 2015.

VITEK, O. et. al. Detection of Eccentricity and Bearings Fault using Stray Flux Monitoring. In: Proceedings... IEEE International Symposium on Diagnostics for Electric Machines, Power Electronics & Drives. Bologna: SDEMPED, 2011, p. 456-461.

WANG, Z. et al. Fault Diagnosis of a Rolling Bearing Using Wavelet Packet Denoising and Random Forests, Proceedings... IEEE Sensors Journal, vol. 17, no. 17, p. 5581-5588, 1 Sept.1, 2017, Doi: 10.1109/JSEN.2017.2726011.

WEICKER, M. et al. Influence Of System Parameters In Variable Speed AC-Induction Motor Drives on Parasitic Electric Bearing Currents, Proceedings... 22nd European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'20 ECCE Europe), Lyon, France, 2020, p. 1-10.


DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-0306a2021id4154

O arquivo PDF selecionado deve ser carregado no navegador caso tenha instalado um plugin de leitura de arquivos PDF (por exemplo, uma versão atual do Adobe Acrobat Reader).

Como alternativa, pode-se baixar o arquivo PDF para o computador, de onde poderá abrí-lo com o leitor PDF de sua preferência. Para baixar o PDF, clique no link abaixo.

Caso deseje mais informações sobre como imprimir, salvar e trabalhar com PDFs, a Highwire Press oferece uma página de Perguntas Frequentes sobre PDFs bastante útil.

Visitas a este artigo: 1381

Total de downloads do artigo: 1192