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Guias e Dicas
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Modelagem e Simulação de Falhas em Motores de Indução via Wavelet Packet, Esquemas de Máquinas Elétricas

Documento apresentado em simpósio

Tipologia: Esquemas

2018

Compartilhado em 09/07/2024

indhirha-deckmann-1
indhirha-deckmann-1 🇧🇷

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Introdução Modelagem do Motor de Indução
As máquinas elétricas assíncronas, em especial os motores de indução
(MI) trifásicos, estão presentes na nossa sociedade, em diferentes áreas
e setores (especialmente no industrial).
Pode-se afirmar que o MI é, atualmente, o tipo de máquina elétrica mais
importante, devido às inúmeras aplicações que lhe são atribuídas. Deste
modo, o conhecimento sobre a operação, principais componentes,
modelos e falhas dos MI é importante no estudo de máquinas elétricas.
Conclusões
Este trabalho buscou contribuir com o estudo, a modelagem e a
simulação computacional de motores de indução. Realizou-se a
montagem de rotinas e janelas de simulação voltadas a análise de
máquinas assíncronas trifásicas.
Foram apresentados os resultados das curvas de torque elétrico,
corrente no eixo direto e escorregamento após um salto positivo de
tensão e um salto negativo de torque mecânico ser aplicado no
motor de indução.
Resultados
Resolvidas através do método de
Newton-Raphson e Euler modificado
Equações auxiliares
+
Referências
ARRILLAGA, J.; ARNOLD, C.P. Computer Analysis of Power Systems.
New York: John Wiley & Sons, 1990.
FITZGERALD, A. E. et al. Eletric Machinery. New York: McGraw-Hill,
1990.
NASAR, S. A. Máquinas Elétricas. New York: McGraw-Hill, 1984.
KUNDUR, P. Power system stability and control. New York: McGraw-
Hill, 1994.
REGINATTO, R. Controle por campo orientado do motor de indução
com adaptação de parâmetros via MRAC. 1993. 146 f. Dissertação
(Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa
Catarina, Florianópolis, 1993.
Estator
Rotor
Equações
algébricas
Equações diferenciais
Identificação de Falhas em Máquinas Assíncronas
Através da Transformada Wavelet Packet
Indhirha Deckmann, Luiz Fernando Gonçalves
Universidade Estadual do Rio Grande do Sul (UERGS) Porto Alegre, RS
Contatos: indhirha-deckmann@uergs.edu.br; luiz-goncalves@uergs.edu.br
Máquinas Assíncronas
As máquinas assíncronas podem ser usadas, assim como a maioria das
máquinas elétricas, tanto como gerador (fornecendo energia elétrica em
seus terminais de saída), como motor (fornecendo torque em seu eixo).
O termo assíncrono vem da diferença de velocidade entre o campo
magnético girante do estator e o rotor.
O princípio básico de funcionamento dos
motores de indução é a força eletromotriz
(tensão) produzida pela variação (e pela
interação) entre dois campos eletromagnéticos
produzidos nas duas principais partes da
máquina elétrica: o estator e o rotor.
No processo de modelagem dos MITs
obtém-se as equações elétricas e
mecânicas. Destas equações,
diferentes modelos são obtidos, a
partir da consideração ou não de
determinados parâmetros.
Objetivos
Colaborar com o estudo teórico dos motores de indução, efetuando um
estudo e uma análise dos modelos de motores de indução existentes
bem como realizando simulações de injeção de falhas.
Transformada Wavelet Packet
Os métodos baseados em transformadas são técnicas amplamente
utilizadas na área de processamento de sinais, em geral, para isolar as
componentes de freqüência de um sinal , na extração das características
ou na remoção de ruídos.
A transformada wavelet packet é uma técnica de processamento de
sinais. Através da transformada wavelet packet um sinal pode ser
representado em bandas de freqüências com diferentes resoluções,
decompondo o sinal em forma de árvore binária.
Também será efetuado um estudo da identificação de falhas no motor
de indução através da transformada wavelet packet, observando os
sinais de tensão, corrente, torque, potência elétrica, por exemplo, para
este tipo de máquina elétrica em diferentes situações de falhas, tais
como a quebra de barras ou anéis do rotor.
H e G são coeficientes
de aproximação e
detalhamento do sinal
É possível fazer alterações em diferentes
parâmetros do motor de indução, de
simulação e realizar diferentes tipos de
simulações.

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 Introdução Modelagem do Motor de Indução

As máquinas elétricas assíncronas, em especial os motores de indução (MI) trifásicos, estão presentes na nossa sociedade, em diferentes áreas e setores (especialmente no industrial). Pode-se afirmar que o MI é, atualmente, o tipo de máquina elétrica mais importante, devido às inúmeras aplicações que lhe são atribuídas. Deste modo, o conhecimento sobre a operação, principais componentes, modelos e falhas dos MI é importante no estudo de máquinas elétricas.

Conclusões

Este trabalho buscou contribuir com o estudo, a modelagem e a simulação computacional de motores de indução. Realizou-se a montagem de rotinas e janelas de simulação voltadas a análise de máquinas assíncronas trifásicas. Foram apresentados os resultados das curvas de torque elétrico, corrente no eixo direto e escorregamento após um salto positivo de tensão e um salto negativo de torque mecânico ser aplicado no motor de indução.

Resultados

Resolvidas através do método de Newton-Raphson e Euler modificado Equações auxiliares

Referências

ARRILLAGA, J.; ARNOLD, C.P. Computer Analysis of Power Systems. New York: John Wiley & Sons, 1990. FITZGERALD, A. E. et al. Eletric Machinery. New York: McGraw-Hill,

NASAR, S. A. Máquinas Elétricas. New York: McGraw-Hill, 1984. KUNDUR, P. Power system stability and control. New York: McGraw- Hill, 1994. REGINATTO, R. Controle por campo orientado do motor de indução com adaptação de parâmetros via MRAC. 1993. 146 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1993. Estator Rotor Equações algébricas Equações diferenciais

Identificação de Falhas em Máquinas Assíncronas

Através da Transformada Wavelet Packet

Indhirha Deckmann, Luiz Fernando Gonçalves

Universidade Estadual do Rio Grande do Sul (UERGS) – Porto Alegre, RS

Contatos: indhirha-deckmann@uergs.edu.br; luiz-goncalves@uergs.edu.br

 Máquinas Assíncronas

As máquinas assíncronas podem ser usadas, assim como a maioria das máquinas elétricas, tanto como gerador (fornecendo energia elétrica em seus terminais de saída), como motor (fornecendo torque em seu eixo). O termo assíncrono vem da diferença de velocidade entre o campo magnético girante do estator e o rotor. O princípio básico de funcionamento dos motores de indução é a força eletromotriz (tensão) produzida pela variação (e pela interação) entre dois campos eletromagnéticos produzidos nas duas principais partes da máquina elétrica: o estator e o rotor. No processo de modelagem dos MITs obtém-se as equações elétricas e mecânicas. Destas equações, diferentes modelos são obtidos, a partir da consideração ou não de determinados parâmetros.

 Objetivos

Colaborar com o estudo teórico dos motores de indução, efetuando um estudo e uma análise dos modelos de motores de indução existentes bem como realizando simulações de injeção de falhas.

 Transformada Wavelet Packet

Os métodos baseados em transformadas são técnicas amplamente utilizadas na área de processamento de sinais, em geral, para isolar as componentes de freqüência de um sinal , na extração das características ou na remoção de ruídos. A transformada wavelet packet é uma técnica de processamento de sinais. Através da transformada wavelet packet um sinal pode ser representado em bandas de freqüências com diferentes resoluções, decompondo o sinal em forma de árvore binária. Também será efetuado um estudo da identificação de falhas no motor de indução através da transformada wavelet packet , observando os sinais de tensão, corrente, torque, potência elétrica, por exemplo, para este tipo de máquina elétrica em diferentes situações de falhas, tais como a quebra de barras ou anéis do rotor. H e G são coeficientes de aproximação e detalhamento do sinal É possível fazer alterações em diferentes parâmetros do motor de indução, de simulação e realizar diferentes tipos de simulações.