Aplicación de la técnica de análisis de flujo de dispersión para la detección de fallos electromecánicos en motores accionados mediante arrancadores estáticos

Abstract

[ES] El presente trabajo pretende comprobar la validez de la técnica de diagnóstico del flujo de dispersión en lo que respecta a la detección de fallos en motores eléctricos de inducción arrancados mediante arrancadores estáticos. La técnica de análisis del flujo de dispersión es conocida desde hace años, aunque el uso de la técnica ha aumentado significativamente debido al abaratamiento de los sensores necesarios y a la naturaleza no invasiva del método. Sin embargo, hasta la fecha su uso se ha visto principalmente circunscrito a aplicaciones concretas en régimen permanente. Por otra parte, el uso de los arrancadores estáticos ha proliferado en la industria ya que permiten arranques más suaves que hacen que las diferentes partes del motor sean sometidas a menor estrés y gradiente térmico. El objetivo de este trabajo es profundizar en la aplicación de la técnica en lo que respecta a la detección de fallos en el rotor y otras averías electromecánicas. El objeto es extender la aplicación de la técnica al transitorio de arranque y estudiar la influencia del uso de arrancadores suaves en la detección de fallos. Además, se analizarán señales en régimen permanente con el fin de comprobar la validez del diagnóstico. Se realizarán ensayos en los que se registrará la señal de fuerza electromotriz inducida en una bobina externa colocada en diferentes posiciones de la carcasa del motor. Las señales se registrarán tanto en régimen transitorio como en régimen permanente. Se realizarán arranques con arrancadores suaves de distintos fabricantes. Posteriormente, las señales serán analizadas en régimen transitorio con herramientas tiempo-frecuencia adecuadas y este análisis se complementará con el análisis en régimen permanente mediante la transformada de Fourier. Finalmente, se interpretarán los resultados evaluando la fiabilidad del método en los motores arrancados mediante arrancador estático.

[EN] This work aims to verify the validity of the stray flux diagnostic technique for the detection of faults in electric induction motors started with soft starters. The stray flux analysis technique has been known for years, although the use of the technique has significantly increased due to the cost decrement of the necessary flux sensors and to the non-invasive nature of the method. However, its use has been mainly circumscribed to specific applications in steady-state. On the other hand, the use of soft starters has proliferated in the industry since they allow smoother startups, so that the different parts of the motor are subjected to lower stresses and thermal gradients. The main objective of this work is to deepen the application of the technique with regards to the detection of rotor failures and other electromechanical faults. The aim is to study the validity of the diagnostic technique at startup and to study the influence of the use of soft starters on the detection of faults. In addition, steady-state signals will be analysed in order to check the validity of the diagnosis. Different tests will be developed in which the induced electromotive force signal will be recorded in an external coil placed at different positions of the motor frame. The signals will be registered both in transient and steady-state. Startups will be carried out with soft starters from different manufacturers. Subsequently, the signals will be analysed in transient regime using suitable time-frequency transforms and these analyses will be complemented with the steady-state analysis by means of the Fourier transform. Finally, the results will be interpreted, assessing the reliability of the method in soft-started motors.