Detecção e diagnóstico de falhas em motores de indução

A proposta deste trabalho e desenvolver e implementar um sistema de deteccao e diagnostico de falhas eletricas (curto-circuito entre espiras do estator, quebra de barras e/ou aneis do rotor) e mecânicas (desalinhamento, desbalanceamento,folga mecânica, etc.) em motores de inducao trifasicos. A metodologia adotada no trabalho foi a obtencao de modelos matematicos que permitam simular as falhas citadas, simulacao computacional dos modelos, desenvolvimento de estrategias de deteccao e diagnostico de falhas e implementacao em bancada experimental. Para o diagnostico e localizacao de barras quebradas no rotor e proposto um metodo que utiliza o residuo de conjugado. Esse residuo e calculado a partir dos fluxos da maquina, obtidos atraves do modelo nominal da mesma (sensivel a falhas no rotor) e do observador em modos deslizantes para entradas desconhecidas (robusto a falhas no rotor). Propoe-se para o diagnostico de curto-circuito entre espiras de uma mesma bobina o acompanhamento do valor da impedância de sequencia negativa. O metodo e robusto a problemas inerentes ao sistema de medicao e e capaz de detectar curtos-circuitos iniciais. A tecnica implementada experimentalmente para a deteccao de falhas mecânicas e baseada na analise do espectro da corrente do estator da maquina. Entretanto, a mesma nao permite classificar os tipos de falhas. Para essa tarefa e necessario a utilizacao de outros parâmetros. No trabalho e proposto o uso de redes neurais artificiais e maquinas de vetores suporte para o diagnostico de falhas mecânicas, usando como entrada das redes, os sinais de vibracao. Para validacao dessa tecnica foram utilizados dados experimentais obtidos em trabalhos anteriores. A bancada experimental construida e composta por um motor de inducao trifasico, um gerador CC, que e usado como carga, transdutores e condicionadores dos sinais medidos, placa de aquisicao de dados e um microcomputador. O motor foi projetado de modo a permitir testes nao destrutivos de quebras de barras e curto-circuito entre espiras de uma mesma bobina. O programa computacional que agrega todas as tecnicas de deteccao e diagnostico de falhas foi implementado em ambiente LabView. Os resultados de simulacoes e experimentais mostraram que a estrategia de deteccao e diagnostico de falhas proposta e uma promissora alternativa para o diagnostico on-line da maquina de inducao e que pode se tornar uma ferramenta interessante para a manutencao preditiva da mesma.