Detección de fallos en máquinas de inducción de rotor bobinado mediante técnicas basadas en análisis de la corriente

Abstract

[ES] El objeto del trabajo consiste en la detección de fallos característicos en motores eléctricos asíncronos de rotor bobinado, basándose en el análisis de señales eléctricas provenientes tanto del rotor como del estator y en la interpretación posterior de los resultados obtenidos. Los motores asíncronos de rotor bobinado, aunque menos utilizados que los motores de rotor de jaula, son una opción extendida en la industria, especialmente en aplicaciones en las que se requiere un alto par de arranque (industria cementera, minería¿). Dada la mayor complejidad del rotor de estos motores, en el que intervienen diferentes elementos, resulta más probable la aparición de ciertos fallos que pueden tener consecuencias nefastas para la integridad de la máquina. Es por ello por lo que resulta de gran interés tener monitorizado el estado de esta parte de la máquina, mediante la aplicación de técnicas adecuadas. El trabajo se centra en la aplicación de técnicas basadas en análisis de corrientes para la detección de fallos en el rotor en máquinas de rotor bobinado. A tal efecto, se capturarán, en primer lugar, señales de corriente tanto en el devanado del estator, como en el devanado del rotor, bajo diferentes regímenes de funcionamiento. Posteriormente, se procederá al análisis de dichas señales mediante herramientas de procesamiento de señal adecuadas. Finalmente, se interpretarán los resultados obtenidos, identificando las componentes de fallo y evaluando sus respectivas amplitudes, de cara a determinar la condición del rotor. A tal efecto, se desarrollarán múltiples ensayos haciendo uso de las máquinas disponibles en los laboratorios del Departamento de Ingeniería Eléctrica.

[EN] The object of the work consists of the detection of characteristic faults in wound rotor asynchronous electric motors, based on the analysis of electrical signals coming from both the rotor and the stator and on the subsequent interpretation of the results obtained. Wound-rotor asynchronous motors, although less used than squirrel-cage motors, are a widespread option in industry, especially in applications where a high starting torque is required (cement industry, mining...). Given the greater complexity of the rotor of these motors, in which different elements are involved, the appearance of certain faults that can have negative consequences for the integrity of the machine is more likely. That is why it is of great interest to have the condition of this part of the machine monitored, through the application of appropriate techniques. The work focuses on the application of techniques based on current analysis for the detection of faults in the rotor in wound rotor machines. For this purpose, firstly, current signals will be captured both in the stator winding and in the rotor winding, under different operating regimes. Subsequently, these signals will be analysed using suitable signal processing tools. Finally, the results obtained will be interpreted, identifying the fault components and evaluating their respective amplitudes, in order to determine the condition of the rotor. To this end, multiple tests will be carried out using the machines available in the laboratories of the Department of Electrical Engineering.

[CA] L'objecte del treball consisteix en la detecció de errades característiques en motors elèctrics asíncrons de rotor bobinat basant-se en l'anàlisi de senyals elèctriques provinents tant del rotor com de l'estator i en la interpretació posterior dels resultats obtinguts. Els motors asíncronos de rotor bobinat, encara que menys utilitzats que els motors de rotor de gàbia, són una opció estesa en la indústria, especialment en aplicacions en què es requerix un elevat parell d'arrancada (indústria cementera, minería...). Donada la major complexitat del rotor d'aquestos motors, en el que intervenen diversos elements, resulta més probable l'aparició de certes errades que poden tindre conseqüències nefastes per a la integritat de la màquina. És per això pel que resulta de gran interés tindre monitoritzat l'estat d'aquesta part de la màquina, per mitjà de l'aplicació de tècniques adequades. El treball se centra en l'aplicació de tècniques basades en anàlisi de corrents per a la detecció de errades en el rotor en màquines de rotor bobinat. Com a resultat, es capturaran, en primer lloc, senyals de corrent tant en el debanat de l'estator, com en el debanat del rotor, davall diferents règims de funcionament. Posteriorment, es procedirà a l'anàlisi dels aquestes senyals per mitjà de ferramentes de processament de senyal adequades. Finalment, s'interpretaran els resultats obtinguts, identificant els components de errada i avaluant les seues respectives amplituds, de cara a determinar la condició del rotor. A este efecte, es desenrotllaran múltiples assajos fent ús de les màquines disponibles en els laboratoris del Departament d'Enginyeria Elèctrica