Este artículo discute un nuevo método para detectar defectos de excentricidad en rotor de motores de inducción utilizando un denominado ensayo de aumento que se aplica a los devanados del estator.
Defectos de excentricidad del rotor pueden provocar un espacio de aire asimétrico en los motores de inducción, lo que hace que la forma de la onda aumente dependiendo de la posición del rotor.
Los cambios de picos de tensión de forma de onda por revolución, se pueden utilizar para indicar cualquier problema de espacio de aire normal. La viabilidad de esta detección se verifica mediante experimentos.
La prueba surge no es intrusiva, además de ser un método offline fiable y rentable, particularmente útil para el mantenimiento rutinario y preventivo.
Los motores de inducción son la eléctrica más utilizada en máquinas de la industria debido a su configuración robusta y versatilidad. La operación segura y consistente es importante para la fabricación de motores de inducción.
La excentricidad del entrehierro es un tipo de problema común en el rotor. Esta debe ser mantenida a un nivel aceptable, por ejemplo, 10% .
La excentricidad adicional puede darse en la fabricación y montaje de la máquina, o a una serie de problemas mecánicos en aplicaciones del motor de inducción, tales como falta de alineación y cargas desequilibradas.
La excentricidad hace que el espacio de aire entre el estator y el rotor no sea uniforme, la resultante provoca vibraciones, el fallo prematuro de los rodamientos, ruido, e incluso una abrasión entre el estator y el rotor. Por lo tanto, es necesario detectar la excentricidad del rotor en una etapa temprana, para evitar fallas catastróficas.
El método más utilizado para detectar excentricidad y espacio de aire, es con acelerómetros mientras el motor está funcionando.
La condición del motor se prevé mediante el seguimiento de estos componentes de frecuencia en particular y comparando los resultados con umbrales conocidos que se obtienen desde una aplicación que muestra datos históricos del mismo motor o uno idéntico, sano.
Las corrientes de banda lateral de baja frecuencia eran observadas en la corriente de línea debido a la excentricidad de ventilación, como se ilustra en – . Sin embargo, en la práctica, las corrientes de banda lateral tienen pequeñas amplitudes.
Esta técnica de detección, por lo tanto, requiere datos que se muestrean con alta velocidad y buena inmunidad al ruido para lograr la suficiente resolución espectral y para asegurar una buena y fiable detección.
Además, la transformación de la frecuencia hace este esquema menos fiable para aplicaciones de frecuencia variable e incluso cambiando en gran medida los niveles de deslizamiento (niveles de carga) durante la adquisición tiempo.
Otro enfoque se centra en la alta frecuencia de armónicos relacionados con excentricidad en la corriente del estator. Sin embargo, este método requiere un número de barras del rotor que es desconocida en el campo, y está sujeta a la saturación y los efectos de sesgo.
Un probador de aumento es una fiable y, en muchos casos, fácil herramienta disponible offline que puede ser empleada para la detección de excentricidad, sobre todo para el mantenimiento rutinario y preventivo.
El trabajo descripto en este artículo ilustra la relación de excentricidad entre el rotor y el aumento de las formas de onda que son comúnmente utilizadas para probar problemas de aislamiento del motor.
Un motor con un rotor excéntrico (fuera del eje geométrico central) produce ondas de surge dependientes de la posición física del rotor. Esto permite una sencilla manera de diagnosticar la excentricidad sin el uso de tensión y análisis espectral actual.
Otras ventajas de la propuesta incluye la detección de excentricidad con una mínima interferencia de ruido, un alto grado de fiabilidad y resolución, y la ventaja de utilizar un elemento del equipo de prueba que muchos usuarios pueden tener a mano.
En este trabajo se ha propuesto un nuevo método para detectar offline la excentricidad del rotor en motores de inducción, utilizando un probador de sobretensiones.
La idea es supervisar la variación de la forma de onda en diferentes posiciones del rotor, que se indica por el momento llevado hasta los puntos de cruce por cero de las formas de onda de sobretensión a través de los devanados. Debido a la excentricidad del rotor, las formas de onda del rotor se convierten en posición dependiente.
El resultado fundamental de la frecuencia de cruce por cero frente a formas de onda del rotor, se pueden utilizar como una medida para discernir un motor sano de un motor defectuoso.
Este método es especialmente útil para el mantenimiento de rutina y predictivo. En las plantas industriales, una estimación rápida del estado del motor sin abrir es muy importante, y se puede lograr con el enfoque propuesto para la mayoría máquinas de laminación de elementos.
Las fallas más comunes son de rodamiento, deterioro de bobinas, aislamiento del estator, o degradación de la jaula. Además, este método se puede utilizar en combinación con herramientas de diagnóstico para verificar aún más la detección y aislar los fallos de cualquier otro factor.
Análisis espectral de un motor defectuoso, t1 frente a la posición del rotor.
Dado que el método propuesto no requiere del muestreo de datos de alta velocidad y el procesamiento de señales de alta resolución, es más inmune al ruido que otro método online. La mayoría de las veces, este método se pueden implementar usando el equipo de pruebas de que muchos usuarios ya tienen a su alcance. Los resultados experimentales validan la viabilidad de esta nueva técnica de detección.
Análisis espectral de un motor sano, t5 frente a la posición del rotor.
