dc.creator |
GAMA, Bruno Renó |
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dc.date.issued |
2023-12-15 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4024 |
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dc.description.abstract |
The importance of electric motors in industry is undeniable. Many of these machines play
a critical role in the processes in which they are integrated. Thus, an unplanned outage of
one of these devices can disrupt the operation of the entire system, leading to operational
risks and consequent financial losses. Among the causes of faults in three-phase induction
motors, we observe that between 26% and 36% are caused by insulation failures.
The literature suggests the Frequency Response Analysis (FRA) technique as a method
capable of gradually monitoring insulation aging, offering early diagnosis compared to traditional
monitoring techniques. However, current methodologies for online analysis - with
the machine in operation - besides being invasive, present some limitations, such as: lack
of repeatability in measurements, influence of parallel loads to the monitored asset, and
reduced spectrum analysis area. In this context, this work proposes an analysis methodology
to address current challenges highlighted in the literature. The study also proposes
a sweep frequency system through inductive coupling, ensuring a non-invasive analysis
system, a condition that simplifies its field installation and consequent market adoption.
The proposed system uses the Absolute Sum of Logarithmic Error (ASLE) statistical indicator
to monitor motor’s insulation condition. A laboratory aging test of a low-voltage
motor was carried out and the proposed system was used to monitor it, noting the ASLE
index evolution from 0.31 to 1.28, indicating the progression of dielectric degradation. In
contrast, the monitoring performed with a megometer showed no variations in the insulation
resistance parameter, indicating values between 300 𝐺W and 400 𝐺W. An aging test
of a medium-voltage motor was also conducted at the Laboratório de Alta Tensão (LAT)
of the Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI). In this test, the proposed equipment
pointed out variations in the ASLE indicator from 0.09 to 0.17 in the first week, reaching
0.21 at the end of the first month, and 1.03 by the end of the test. The test was monitored
with various market equipment, among them, the partial discharge measurement system,
which indicated variations in the discharge rate only after 24 days of testing. |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Restrito |
pt_BR |
dc.subject |
Falhas no isolamento de máquinas elétricas |
pt_BR |
dc.subject |
Manutenção preditiva |
pt_BR |
dc.subject |
Análise por resposta em frequência |
pt_BR |
dc.title |
Sistema on-line não invasivo para predição de danos de isolamento em motores elétricos |
pt_BR |
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.date.available |
2024-03-21 |
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dc.date.available |
2024-03-21T13:41:48Z |
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dc.date.accessioned |
2024-03-21T13:41:48Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/3331231128198258 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
SANT’ANA, Wilson César |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/6269404117422404 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
PEREIRA, Rondineli Rodrigues |
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dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4491600595131576 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
É inquestionável a importância dos motores elétricos na indústria. Muitas dessas máquinas
têm um papel crítico nos processos em que estão inseridas, portanto, uma parada não
programada de um desses equipamentos pode comprometer o funcionamento de todo
o sistema, acarretando riscos operacionais e consequentes perdas financeiras. Dentre as
causas de avarias em motores de indução trifásicos, observa-se que de 26% a até 36%
são ocasionadas por falhas de isolamento. A literatura propõe a técnica de análise por
resposta em frequência (FRA, do inglês Frequency Response Analysis) como um método
capaz de realizar o acompanhamento gradual do envelhecimento do isolamento, trazendo
precocidade no diagnóstico com relação às técnicas tradicionais de monitoramento. No
entanto, as metodologias atuais para análise on-line - com a máquina em funcionamento
- além de serem invasivas, apresentam algumas limitações, como: falta de repetibilidade
nas medições, influência de cargas paralelas ao ativo monitorado, reduzida área útil para
análise do espectro. Nesse contexto, este trabalho propõe uma metodologia de análise para
auxiliar no tratamento dos atuais desafios destacados pela literatura. O estudo também
propõe um sistema de varreduras por acoplamento indutivo, garantindo um sistema de
análise não invasivo, condição que facilita sua instalação em campo e consequente adoção
pelo mercado. O sistema proposto utiliza o indicador estatístico ASLE (soma absoluta
de erros logarítmicos, do inglês Absolute Sum of Logarithmic Error) para acompanhar a
condição de isolação do motor. Foi realizado em laboratório um ensaio de envelhecimento
de um motor de baixa tensão, o sistema proposto foi utilizado para acompanhamento do
teste e constatou-se a evolução de 0,31 para 1,28 do índice ASLE, indicando a evolução da
degradação do dielétrico. Em contrapartida, o acompanhamento feito com megômetro não
apontou variações do parâmetro de resistência de isolamento, apresentando valores entre
300 GW e 400 GW. Também realizou-se um ensaio de envelhecimento de um motor de média
tensão junto ao Laboratório de Alta Tensão (LAT) da Universidade Federal de Itajubá
(UNIFEI). Nesse ensaio, o equipamento proposto apontou variações no indicador ASLE
de 0,09 para 0,17 já na primeira semana, ao final no primeiro mês, o indicador apontava
0,21, já no final do ensaio, 1,03. O teste foi acompanhado com diversos equipamentos de
mercado, dentre eles, o sistema de medição de descargas parciais, que apontou variações
na taxa das descargas apenas após 24 dias de ensaio. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
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dc.publisher.department |
IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação |
pt_BR |
dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA |
pt_BR |
dc.relation.references |
GAMA, Bruno Renó. Sistema on-line não invasivo para predição de danos de isolamento em motores elétricos. 2023. 169 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2023. |
pt_BR |