Dispositivo baseado em acelerômetros capacitivos para monitoração de máquinas rotativas.
Ano de defesa: | 2006 |
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Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Campina Grande
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PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
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Departamento: |
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
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Resumo: | Este trabalho trata de um dispositivo para monitoração de máquinas rotativas. O dispositivo é baseado em acelerômetros capacitivos lixados numa peça que gira solidária ao eixo da máquina. O dispositivo tem baixo custo, é multi-funcional e serve como ferramenta de auxílio ao controle e manutenção preditiva dos sistemas de acionamento de máquinas rotativas. O modelo matemático do dispositivo é desenvolvido e avaliado por simulação e experimentalmente. Um algoritmo para compensação de erros de montagem, também é desenvolvido. O dispositivo é utilizado para medição de posição, velocidade e aceleração. A extração destas variáveis a partir dos sinais dos acelerômetros requer a utilização de técnicas de detecção de fase e freqüência, que apresentam uma relação direta com a posição e velocidade do eixo girante. Além disso, modelos para extração do sinal de vibração do eixo rotativo são propostos e analisados. O dispositivo é utilizado para determinar o conjugado resultante por máquinas como motor de indução trifásico e motor à relutância variável. O cálculo do conjugado é realizado com base nos sinais de acelerações tangenciais. Fatores como desbalanceamento na fonte de alimentação do motor ou curto-circuito entre espiras do estator da máquina, provocam oscilações de conjugado. Neste trabalho, são apresentados alguns resultados experimentais obtidos com o dispositivo em um sistema de acionamento de um motor de indução trifásico operando com carga aplicada e com parte das espiras do estator curto-circuitadas. |
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JACOBINA, Cursino Brandão.JACOBINA, C. B.http://lattes.cnpq.br/0261885352003041LIMA, Antonio Marcus Nogueira.LIMA, A. M. N.http://lattes.cnpq.br/2237395961717699ALMEIDA, Luiz Alberto Luz de.SUSIN, Altamiro Amadeu.SILVA, Antonio Almeida.SILVA, Edison Roberto Cabral da.ROCHA NETO, José Sérgio da.MASCARENHAS, A. W.MASCARENHAS, Alberto Willian.Este trabalho trata de um dispositivo para monitoração de máquinas rotativas. O dispositivo é baseado em acelerômetros capacitivos lixados numa peça que gira solidária ao eixo da máquina. O dispositivo tem baixo custo, é multi-funcional e serve como ferramenta de auxílio ao controle e manutenção preditiva dos sistemas de acionamento de máquinas rotativas. O modelo matemático do dispositivo é desenvolvido e avaliado por simulação e experimentalmente. Um algoritmo para compensação de erros de montagem, também é desenvolvido. O dispositivo é utilizado para medição de posição, velocidade e aceleração. A extração destas variáveis a partir dos sinais dos acelerômetros requer a utilização de técnicas de detecção de fase e freqüência, que apresentam uma relação direta com a posição e velocidade do eixo girante. Além disso, modelos para extração do sinal de vibração do eixo rotativo são propostos e analisados. O dispositivo é utilizado para determinar o conjugado resultante por máquinas como motor de indução trifásico e motor à relutância variável. O cálculo do conjugado é realizado com base nos sinais de acelerações tangenciais. Fatores como desbalanceamento na fonte de alimentação do motor ou curto-circuito entre espiras do estator da máquina, provocam oscilações de conjugado. Neste trabalho, são apresentados alguns resultados experimentais obtidos com o dispositivo em um sistema de acionamento de um motor de indução trifásico operando com carga aplicada e com parte das espiras do estator curto-circuitadas.This work addresses a device for monitoring rotating machines. The device is based on capacitive accelerometers mounted in a disc that rotates with the shaft of the machine. The device presents low-cost multi-function and can be utilized as a tool for control and predictive maintenance in rotating machines drive systems. The mathematical model of the device is developed and evaluated by simulations and experimentally. An algorithm for compensation of the errors of mounting is also developed. The device is used for measurement of position, velocity and acceleration. To extract these variables from the accelerometers’ signals is necessary to utilize techniques of phase detection and frequency of the signals, which are related with position and velocity of rotating shaft. Besides, models for extraction of the rotating axis vibration signal are proposed and analyzed. The device is used to determining the resulting torque in a 3-phase induction motor and in a variable reluctance motor. The calculation of the torque is performed based on signal from the tangential accelerations. The torque obtained is compared with the signal of the commercial torque measurement system. On the other hand, factors such as power supply unbalancing or short-circuit in turns of stator windings cause torque ripples. In agreement to this, experimental results were obtained by using the device in a 3-phase induction motor drive system at load applied with turn-to-turn short-circuit.Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2019-03-19T18:12:17Z No. of bitstreams: 1 ALBERTO WILLIAN MASCARENHAS - TESE PPGEE 2006..pdf: 28866008 bytes, checksum: a5a55a9041a1f176307e2a8d276aac65 (MD5)Made available in DSpace on 2019-03-19T18:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALBERTO WILLIAN MASCARENHAS - TESE PPGEE 2006..pdf: 28866008 bytes, checksum: a5a55a9041a1f176307e2a8d276aac65 (MD5) Previous issue date: 2006-12-11Universidade Federal de Campina GrandePÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIEngenharia Elétrica.Instrumentação - Engenharia Elétrica.Acelerômetros.Máquinas Rotativas.Manutenção Preditiva.Instrumentation - Electrical Engineering.Accelerometers.Rotary machines.Predictive Maintenance.Dispositivo baseado em acelerômetros capacitivos para monitoração de máquinas rotativas.Device based on capacitive accelerometers for monitoring of rotating machines.2006-12-112019-03-19T18:12:17Z2019-03-192019-03-19T18:12:17Zhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3162MASCARENHAS, Alberto Willian. Dispositivo baseado em acelerômetros capacitivos para monitoração de máquinas rotativas. 2006. 151f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática , Universidade Federal de Campina Grande – Paraíba Brasil, 2006.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGORIGINALALBERTO WILLIAN MASCARENHAS - TESE PPGEE 2006.pdfALBERTO WILLIAN MASCARENHAS - TESE PPGEE 2006.pdfapplication/pdf3834101http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/3162/3/ALBERTO+WILLIAN+MASCARENHAS+-+TESE+PPGEE+2006.pdf79fa8927ba624ef147198d725faec71eMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/3162/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52riufcg/31622021-04-15 08:54:18.408oai:localhost: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512021-04-15T11:54:18Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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