Detecção de anomalias em cargas rotativas utizando o motor de indução como estimador de conjugado
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
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Resumo
À medida que os processos industriais vêm se desenvolvendo, a interação entre sistemas e subsistemas que o compõe vêm se tornando cada vez mais intensa. Como cada um desses subsistemas está sujeito a mau funcionamento e falhas, tornar a operação desses processos confiável e segura é um desafio que tem envolvido cada vez mais engenheiros e especialistas. Como parte desses subsistemas, as cargas mecânicas rotativas, sobretudo aquelas acionadas por motores elétricos de indução, exercem papel fundamental. Manter essas cargas em pleno funcionamento e livre de falhas requer o uso de sistemasde detecção de faltas e monitoração da condição. Por razões de ordem econômica e de segurança, métodos de detecção de faltas e monitoração da condiçãoo que dispensem a instalação de sensores na carga mecânica são de grande interesse. Visando dar uma contribuição ao atendimento da demanda por métodos dessa natureza, desenvolve-se neste trabalho uma ferramenta de auxílio à detecção de faltas que utiliza o conjugado de carga como variável de indicação. A avaliação dos sintomas mais comuns relacionados a faltas e desgastes em cargas mecânicas rotativas e um estudo do motorde indução sob a ótica de transdutor da própria carga por ele acionada precede esse desenvolvimento. A ferramenta de auxílio à detecção de faltas proposta é validada através de simulações e, experimentalmente, em um emulador de cargas mecânicas rotativas e em um sistema de bombeamento de água.
Abstract
The continuous development experienced by industrial processes has led to growing interaction among their component parts. As each part are individually subject to failures and malfunction, making the process operation safe and reliable is a challenge to engineers and technical personal involved. As induction motor is an essential part of the processes subsystems, keep the operation of mechanical load driven by it free of failures is a very important requirement. To do this it is necessary to use condition monitoring and fault detection systems. For economy and safety reasons, fault detection and condition monitoring methods that do not use sensors directly installed on mechanical load are of great interest. In this context, it is proposed in this research work a fault detection aid system based on the mechanical load torque. Two questions are dealt with before: (i) the characterization of typical faults on mechanical loads and (ii) a study on the induction motor acting as an input transducer. The proposed fault detection aid system is validated on laboratory experiments using a load emulator and a water pumping system.
Assunto
Engenharia elétrica
Palavras-chave
Engenharia elétrica, Engenharia de potência