Análise de falha em rolamentos de motores de indução trifásico através do som utilizando densidade de máximos
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18467 |
Resumo: | Induction motors are the most utilized electric machines in commercial and industrial applications and 90% of them are three-phase induction motors (TIM). Faults in three-phase induction motors (TIM) can lead to the shutdown of important industry sectors, causing financial and operational safety losses. The most common faults in these motors are the bearing ones, and most of the fault analysis techniques are based on fast Fourier transform, Wavelet and training algorithms, whose classifiers demand high computational effort. A large part of the studies developed in the analysis of failures in bearings through sound uses the combination of multisensory for comparison and synchronization between acquired signals. This paper presents an approach based on quantification of the chaotic behavior for the characterization of rigid ball bearing failure of a three-phase induction motor through the method called Signal Analysis based on Chaos using Density of Maxima (SAC-DM) using the sound signal emitted by the TIM. This technique is based on an algorithm that counts peaks of the motor acoustic signal in the time domain to detect faults using only a sensor and an algorithm with a low computational cost. For validation of the technique, healthy ball bearing experiments were performed, with internal and external race failure under three load conditions (0%, 50%, and 100%). The results demonstrated that the SAC-DM was able to detect the presence of bearing failures even with the TIM under variable load. |
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Análise de falha em rolamentos de motores de indução trifásico através do som utilizando densidade de máximosMotor de induçãoCaosRolamentoProcessamento de sinalInduction motorChaosBearingSignal processingCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAInduction motors are the most utilized electric machines in commercial and industrial applications and 90% of them are three-phase induction motors (TIM). Faults in three-phase induction motors (TIM) can lead to the shutdown of important industry sectors, causing financial and operational safety losses. The most common faults in these motors are the bearing ones, and most of the fault analysis techniques are based on fast Fourier transform, Wavelet and training algorithms, whose classifiers demand high computational effort. A large part of the studies developed in the analysis of failures in bearings through sound uses the combination of multisensory for comparison and synchronization between acquired signals. This paper presents an approach based on quantification of the chaotic behavior for the characterization of rigid ball bearing failure of a three-phase induction motor through the method called Signal Analysis based on Chaos using Density of Maxima (SAC-DM) using the sound signal emitted by the TIM. This technique is based on an algorithm that counts peaks of the motor acoustic signal in the time domain to detect faults using only a sensor and an algorithm with a low computational cost. For validation of the technique, healthy ball bearing experiments were performed, with internal and external race failure under three load conditions (0%, 50%, and 100%). The results demonstrated that the SAC-DM was able to detect the presence of bearing failures even with the TIM under variable load.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESMotores de indução são as máquinas elétricas mais utilizadas em aplicações comerciais e industriais, 90% são constituídos por motores de indução trifásico (MIT). Falhas em MIT podem ocasionar a parada de setores importantes de uma indústria, refletindo em prejuízos financeiros e de segurança operacional. As falhas mais frequentes nesses motores são de rolamentos e a maioria das técnicas de análise de falhas em rolamentos são baseadas em transformada rápida de Fourier, wavelet e algoritmos de treinamento, cujos classificadores demandam esforço computacional elevado. Aliado a este fato, grande parcela dos estudos desenvolvidos na análise de falhas em rolamentos através do som utilizam a combinação de multisensores para fins de comparação e sincronização entre os sinais adquiridos. Este trabalho apresenta uma abordagem baseada na quantificação do comportamento caótico para a caracterização de falhas em rolamento rígido de esferas de um motor de indução trifásico através do método designado por Signal Analysis based on Chaos using Density of Maxima (SAC-DM), utilizando o som emitido pelo motor. Essa técnica baseia-se em um algoritmo que realiza a contagem de picos do sinal sonoro do motor no domínio do tempo a fim de detectar falhas, utilizando apenas um sensor e um algoritmo com baixo custo computacional. Para validação da técnica foram realizados experimentos com rolamento saudável, com falha na pista interna e externa sob três condições de carga (0%, 50% e 100%). Os resultados demonstraram que o SAC-DM foi capaz de detectar a presença de falhas no rolamento mesmo com o motor sob carga variável.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBLima Filho, Abel Cavalcantehttp://lattes.cnpq.br/0801399035139894Lucena Júnior, José Anselmo de2020-11-19T13:35:20Z2020-07-082020-11-19T13:35:20Z2019-09-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18467porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-09-09T19:13:48Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/18467Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-09-09T19:13:48Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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