Implementação de uma solução de manutenção preditiva para motores de indução trifásicos utilizados em ambiente industrial

Abstract

O presente trabalho integra-se no desenvolvimento de uma solução para permitir aplicar manutenção preditiva a motores de indução trifásicos utilizados na indústria. No início abordam-se as mais significativas técnicas de manutenção industrial utilizadas na atualidade, fazendo uma sumária comparação entre elas. Segue-se uma apresentação mais detalhada da manutenção preditiva. Será efetuada também uma breve apresentação dos motores elétricos de indução, nomeadamente a explicação do seu funcionamento, aspetos construtivos, principais causas de falha e grandezas relevantes a medir. A solução proposta deve permitir determinar vetores de Park para identificação precoce de avarias, determinando o ciclo de vida do motor antes das deficiências se tornarem destrutivas. Para isso foi referenciado um kit que permite a medição das tensões e correntes necessárias para o cálculo dos referidos vetores. Relativamente a este kit serão exploradas as suas capacidades de medição de energia e a programação do microcontrolador embutido e seus respetivos periféricos. O kit é conectado a um motor elétrico com variador de velocidade, com o intuito de obter dados sobre as suas tensões e correntes. Os dados obtidos são transferidos por uma interface série para um computador. Tal serve de preparação para a utilização de comunicações sem fios tolerantes a falhas desenvolvidas no âmbito do projeto Detainer o qual suporta este trabalho. No trabalho estão incluídos detalhes sobre o processo prático efetuado com base nesse kit será, sendo referidos os vários testes e os resultados obtidos.

This work is part of the development of a solution to allow predictive maintenance of three-phase induction motors used in industry. The most significant industrial maintenance techniques currently used are discussed, making a brief comparison between them. A more detailed presentation of predictive maintenance follows. A short presentation of electric motors will also be performed, including an explanation of their operation, constructive aspects, main cause of failures and relevant quantities to measure. The proposed solution must allow determining Park vectors for early identification of failures, determining the engine's life cycle before the deficiencies become destructive. For that it will be introduced a kit that allows the measure of voltages and currents which are necessary for the estimation of said vectors. Regarding this kit it will be explored its capabilities of measuring energy and the programming of the embedded microcontroller and its respective peripheral devices. The kit is connected to an electric motor and respective inverter, in order to obtain data on its voltages and currents. The acquired data is transferred via a serial interface to a computer. This serves as a preparation for the use of wireless communications technology developed within the scope of the Detainer project which supports this work. This work also includes details on the practical process carried on based on this kit, with reference to several tests and detailed results.