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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2517| Título: | Detecção de barra quebrada em rotores de motores de indução através da análise da deformação dinâmica do estator |
| Título(s) alternativo(s): | Broken Rotor Bar Detection in Induction Motors by Stator Dynamic Strain Analysi |
| Autor(es): | Costa, Igor Brutkowski Vieira da |
| Orientador(es): | Silva, Jean Carlos Cardozo da |
| Palavras-chave: | Motores elétricos de indução - Ensaios Transformadores elétricos Deformações (Mecânica) - Ensaios Sistemas de energia elétrica Electric motors, Induction - Essays Electric transformers Deformations (Mechanics) Electric power systems |
| Data do documento: | 29-Set-2016 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | COSTA, Igor Brutkowski Vieira da. Detecção de barra quebrada em rotores de motores de indução através da análise da deformação dinâmica do estator. 2016. 100 f. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2016. |
| Resumo: | Neste trabalho é apresentado um método para a identificação de falha causada por barras quebradas em rotores de motores de indução trifásicos através da análise de sua deformação dinâmica, utilizando redes de Bragg em fibra óptica (FBG) como elemento sensor. A análise da deformação dinâmica permite a detecção e diagnóstico de uma série de falhas mecânicas como desalinhamento, desbalanceamento, falhas em rolamentos e folga mecânica. Além de falhas mecânicas é possível identificar falhas elétricas como quebras ou trincas em anéis ou barras do rotor. Para as medidas de deformação dinâmica foram utilizados sensores baseados em redes de Bragg em fibra óptica que possuem como características principais a grande capacidade de multiplexação, imunidade à radiação eletromagnética e capacidade de operação a longas distâncias. Ensaios foram feitos em um motor de indução de pequeno porte (3 CV) afim de validar o método e futuramente aplicar em máquinas de médio e grande porte. O motor foi alimentado por três diferentes fontes de alimentação: rede elétrica da concessionária, geradores síncronos e inversor de frequência, para condições de 75% e 100% de sua carga nominal. Nos ensaios foram utilizados um rotor sem defeito de barra e, posteriormente, um rotor com uma barra interrompida. Através dos ensaios foi possível identificar a falha para as duas condições de carga ensaiadas e com as três diferentes fontes de alimentação. A falha de barra quebrada no rotor é identificada em duas regiões do espectro de frequência obtidos com os três conjuntos de ensaios realizados. A primeira região em torno da frequência mecânica de rotação do rotor e a segunda em torno do dobro da frequência elétrica da fonte de alimentação. O sistema se mostrou bastante sensível, com boa relação sinal ruído e com vantagens em relação aos principais métodos e sensores comumente utilizados para a identificação da falha de barras quebradas em motores de indução. |
| Abstract: | This work presents the rotor broken bar failure identification through strain analysis using fiber Bragg gratings (FBG) as sensor. The dynamic strain analysis allow the diagnostic and detect several mechanical failures like misalignment, unbalances, bearing failures and mechanical clearance, also electrical failures like rotor broken rings and rotor broken bar. Fiber Bragg gratings sensors were used to measure the dynamic deformation, some advantages of FBG are high multiplexing capability, electromagnetic interference immunity and long distance operation capability. Tests were conducted in a small induction motor (3 HP) in order to validate the method and allow it to be applied inthe future in medium and big size machines. The motor was fed through three different sources (directly from the electrical grid, synchronous generators and by one frequency inverter) at 75% and 100% of rated load condition. Tests were conducted with one healthy rotor and then with a rotor with a broken bar. The tests allow identifying the rotor broken bar failure in both load conditions. Rotor broken bar failure could be identified in two spectrum regions for all conducted tests. The first one was the region around the motor mechanical rotational frequency and the second one was the region around twice times power supply frequency. The system have been presented a high sensibility, a god signal to noise relationship (SNR) and some advantages over the main common sensors and methods used to identify and analyze the dynamic eccentricity and rotor broken bar failures in induction motors. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2517 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia |
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