Diagnóstico e análise de avarias nos enrolamentos estatóricos de motores de indução trifásicos através da aplicação do método dos referenciais múltiplos

摘要

O objectivo primordial deste trabalho é o de propor um novo método de diagnóstico de avarias nos enrolamentos estatóricos de motores de indução trifásicos, quando estes são alimentados quer por fontes de tensão sinusoidal quer por conversores de frequência com controlo directo de binário (DTC).No primeiro capítulo da dissertação, de natureza introdutória, são sintetizadas as principais causas, consequências e métodos de diagnóstico de avarias nos enrolamentos estatóricos dos motores de indução trifásicos. Aqui são enfatizadas as limitações encontradas no diagnóstico deste tipo de avaria recorrendo aos métodos tradicionais, bem como a necessidade de estudar o funcionamento de accionamentos eléctricos com DTC, hoje em dia bastante vulgarizados na indústria mas praticamente ignorados no domínio do diagnóstico de avarias. De seguida é desenvolvido um modelo matemático capaz de simular o comportamento de um motor de indução trifásico quando na presença de curtos-circuitos entre espiras nos enrolamentos estatóricos. Com base neste modelo matemático e em diversos ensaios experimentais, é estudada de forma aprofundada a ocorrência de curtos-circuitos entre espiras e as consequências introduzidas por esta avaria em diversas grandezas eléctricas que caracterizam o funcionamento do motor, com destaque para aquelas que podem ser calculadas com base nos sinais das correntes e tensões de alimentação. Face às limitações das técnicas de diagnóstico tradicionais, é desenvolvido e proposto um novo método de diagnóstico, designado por método dos referenciais múltiplos, capaz de ultrapassar tais limitações e diagnosticar eficazmente a avaria, de forma independente das condições de funcionamento do motor e do seu tipo de alimentação. Por último é demonstrado que o método dos referenciais múltiplos é facilmente integrável no sistema de controlo de um accionamento com DTC, abrindo a porta à concepção de sistemas de controlo/diagnóstico totalmente integrados e a um custo adicional praticamente nulo.