Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 18446929 bytes, checksum: 4766e609aa9084be93f441b28db115b6 (MD5) Previous issue date: 2014-10-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The three phase induction motor (MIT) is the main system in electromechanical conversion, present in practically all industrial processes. Due to its versatility and low cost, the use of frequency inverters combined with MIT practically replaced the DC motors in systems requiring variation in angular velocity. For closed-loop control at MIT, without the use of speed sensors (sensorless), it is essential to estimate the velocity on the axis with high accuracy and with satisfactory response time. The proposed work has the object of analyzing different methods that can be employed to estimate the speed in sensorless axis, named according to their fundamental principle, they are: the method of harmonic slots, the torque in the air gap and the acoustic emission. The first mentioned is the best known non-invasive method in the state art, the second one was recently developed in the laboratory and the third one was exhibited here for the first time. All methods are compared with a reference instrument for measuring speed (tachometer). In order to obtain validation of the techniques we constructed a work bench tests basically composed by a three phase induction motor, torque meter and DC motor used as a generator (to enforce the axis load variable). The main objective of the study is to compare the methods for various situations of speed and load, also based on the degree of invasiveness and accuracy of each method. For the development and analysis of technique for harmonic slots and acoustic emission, a spectral analysis by Fourier transform of the current signal and the sound was performed, respectively. It was used tools such as MATLAB and LABVIEW for the computational study. After extensive experimental testing, the methods have been validated and it was obtained conclusions about different aspects of each discussed technique. / O motor de indução trifásico (MIT) é o principal sistema de conversão eletromecânica existente, presente em praticamente todos os processos industriais. Devido a sua versatilidade e razoável baixo custo, a utilização de inversores de frequência combinados com os MIT, praticamente, substituíram os motores de corrente contínua em sistemas que necessitam de variação de velocidade angular. Para o controle de malha fechada em MIT, sem a utilização de sensores de velocidade (sensorless), é fundamental que se estime a velocidade no eixo com alta exatidão e com tempo de resposta satisfatório. O trabalho proposto visa analisar diferentes métodos que podem ser empregados para estimação na velocidade no eixo sensorless, denominados de acordo com o seu princípio fundamental, são eles: método pela harmônicas das ranhuras, pelo torque no entreferro e pela emissão acústica. Sendo o primeiro citado, o método não-invasivo mais conhecido no estado arte, o segundo, desenvolvido recentemente em laboratório e o terceiro, exposto aqui pela primeira vez. Todos os métodos são comparados com um instrumento de referência para medida de velocidade (tacômetro). A fim de se obter a validação das técnicas empregadas foi construída uma bancada de testes experimentais composta basicamente por um motor de indução trifásico, torquímetro e motor de corrente contínua utilizado como gerador (para impor carga variável ao eixo). O principal objetivo do estudo é comparar os métodos para diversas situações de velocidade e carga, tendo também como base o grau de invasividade e exatidão de cada método. Para o desenvolvimento e análise da técnica pela harmônicas das ranhuras e da emissão acústica, foi realizada uma análise espectral pela Transformada de Fourier do sinal da corrente e do som, respectivamente. Usou-se para este estudo ferramentas computacionais como o LABVIEW e MATLAB. Depois de extensos ensaios experimentais, os métodos foram validados e obteve-se conclusões sobre diferentes aspectos de cada técnica analisada.

Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho null (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-21T20:22:26Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho null (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-22T14:06:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho null (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-22T18:09:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho null (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-22T18:12:24Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho null (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-22T19:44:22Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho null (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-23T11:57:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho Medeiros da Silva Filho (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-23T12:57:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho Medeiros da Silva Filho (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-23T13:16:31Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho Medeiros da Silva Filho (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-23T13:34:44Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho Medeiros da Silva Filho (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-23T17:24:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho Medeiros da Silva Filho (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-23T17:29:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-24T12:05:23Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-24T12:39:44Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-24T16:47:39Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-24T17:31:21Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Submitted by Nelson Medeiros da Silva Filho (nelson@feb.unesp.br) on 2017-11-27T11:40:49Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nelson_definitiva.pdf: 7460359 bytes, checksum: 2454c030157e861e2383abfc17deeed5 (MD5) / Approved for entry into archive by Minervina Teixeira Lopes null (vina_lopes@bauru.unesp.br) on 2017-11-27T11:49:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silvafilho_ne_me_bauru.pdf: 7341586 bytes, checksum: 69bdcc2dde57f38f92436f203095b2a2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-27T11:49:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silvafilho_ne_me_bauru.pdf: 7341586 bytes, checksum: 69bdcc2dde57f38f92436f203095b2a2 (MD5) Previous issue date: 2017-09-29 / O Motor de Indução Trifásico (MIT) é o mais utilizado em aplicações industriais e acionamentos eletromecânicos diversos, por ser um motor de construção robusta, ter baixo custo de fabricação e bom rendimento elétrico. Nesse cenário, destaca-se a importância de um correto diagnóstico de falhas de uma forma incipiente, evitando perdas nos processos produtivos e danos severos nessas máquinas. A estratégia da manutenção corretiva impõe, nos processos produtivos, paradas inesperadas da linha de produção podendo causar grandes prejuízos financeiros. Nesse contexto, a manutenção preditiva, auxiliada por sistemas de monitoramento constante, vem de encontro as necessidades dos processos industriais pois, além de prever paradas inesperadas, permite um planejamento da produção mais seguro, no que tange a continuidade do processo e administração da equipe de manutenção especializada. Entretanto, requer monitoramento constante com uma análise dos dados e conhecimento prévio do sistema para a avaliação dos parâmetros e das variáveis envolvidas. Esse trabalho de pesquisa propôs o desenvolvimento de uma abordagem para diagnosticar defeitos em MIT, por meio de diafragmas piezelétricos de baixo custo e sistemas inteligentes do tipo Redes Neurais Artificiais (RNA). Mais especificamente, defeitos elétricos do tipo curto-circuito entre espiras de uma mesma bobina nos estatores dessas máquinas. Para tal, foi implementada uma bancada experimental em ambiente de laboratório, onde foram realizados ensaios com simulações de falhas relacionadas a curto-circuito entre espiras das bobinas do enrolamento do estator, visando a obtenção de dados de corrente elétrica e vibração do MIT, para o treinamento das arquiteturas de RNA. Em seguida essas redes foram treinadas e validadas, e a análise dos resultados obtidos foi realizada através de critérios estatísticos como taxa de acerto percentual, erro relativo percentual, desvio padrão e coeficiente de correlação entre os dados. Os resultados indicam que a abordagem proposta mostrou-se precisa e robusta, sinalizando a factibilidade do uso da técnica em motores de maior potência e tensão elétrica de operação, que possuem valores de custo para aquisição relativamente altos. / The three-phase induction motor (MIT) is the most widely used in industrial applications and various electromechanical drives, as it is a robust construction engine, low manufacturing cost and good electrical performance. In this scenario, the importance of a correct fault diagnosis in an incipient way is highlighted, avoiding losses in the productive processes and severe damages in these machines. The strategy of corrective maintenance imposes, in the productive processes, unexpected stops of the production line and can cause great financial losses. In this context, the predictive maintenance, aided by constant monitoring systems, meets the needs of industrial processes because, in addition to anticipating unexpected stops, it allows a safer production planning regarding the continuity of the process and administration of the maintenance team specialized. However, it requires constant monitoring with an analysis of the data and prior knowledge of the system for the evaluation of the parameters and variables involved. This research project proposed the development of an approach to diagnose defects in MIT, through low cost piezoelectric diaphragms and intelligent artificial neural networks (ANNs). More specifically, short-circuit electrical defects between turns of the same coil in the stators of these machines. For this, an experimental bench was implemented in a laboratory environment, where tests were performed with fault simulations related to short circuits between turns of the coils of the stator winding, aiming to obtain data of electrical current and vibration of the MIT for the training of ANN architectures. Afterwards, these networks were trained and validated, and the analysis of the results obtained was performed through statistical criteria such as percentage success rate, relative percentage error, standard deviation and correlation coefficient between the data. The results indicated that the proposed approach proved to be accurate and robust, signaling the feasibility of using the technique in engines with higher power and operating voltage, which have relatively high acquisition cost values.

O presente trabalho tem como objetivo estudar a força propulsora proveniente do motor de indução linear plano, na condição de bloqueio. Utiliza-se um método de imposição de correntes elétricas ao estator através de um conversor de frequência PWM acionado por uma plataforma realimentada. A leitura da força propulsora foi realizada através de uma célula de carga utilizando um circuito eletrônico para leitura e condicionamento do sinal. Visando a análise completa do motor linear, foi realizado uma modelagem computacional que emprega todos os parâmetros relevantes ao estudo da máquina bloqueada. Ao final realizou-se um confronto teórico experimental que avaliou a eficiência do método proposto. / This work intent to study the motive power provided by the plane linear induction motor, in a lock condition. It uses a method of imposition of the electric current to the stator via a frequency convertor PWM driven by a refed platform. The reading of the motive power was performed by a load cell using an electronic circuit for reading and conditioning of the signal. Aiming a complete analysis of the linear motor, it was performed a computational modeling that employs all relevant parameters to the study of the locked machine. At the end it was held a theoric-experimental confrontation that evaluated the effectiveness of the proposed method. / Dissertação (Mestrado)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The objective of this work is to apply a heuristic method to optimize the choice of parameters of unbalanced input voltages of a linear induction motor at low speeds.The mathematical model developed for the linear induction motor considers his linor blocked, aiming applications at low speeds. Applying a genetic algorithm program the magnitude of unbalance of the input voltage of the linear motor can be determine.The experimental results are compared satisfactorily with practical tests conducted with a prototype of the linear machine. / O objetivo deste trabalho é aplicar um método heurístico para otimizar a escolha dos parâmetros de desbalanceamento das tensões de entrada de um motor de indução linear em baixas velocidades. O modelo matemático desenvolvido para o motor de indução linear considera o seu linor bloqueado, visando aplicações em baixas velocidades. Através da aplicação de um programa de algoritmo genético é possível determinar a magnitude dos desbalanceamentos das tensões de entrada do motor linear. Os resultados experimentais obtidos são confrontados de forma satisfatória com os testes práticos realizados com um protótipo da máquina linear. / Mestre em Ciências

The main objective of this work is to perform a comparative study between a three phase induction motor squirrel cage traditional and asymmetrical three-phase induction motor. Were used two motors of the same power, the motor being powered by an asymmetrical voltage source phase. In the studies we investigated the behavior of various quantities such as yield, starting current, voltage sags, power factor, and the power supplied by each machine. With the results obtained from practical experiments, it was found that the asymmetric motor features a number of advantages over traditional engines, which makes it an excellent choice when the application requires the drive loads of high power and not has a three-phase supply. / O objetivo principal deste trabalho é realizar um estudo comparativo entre um motor de indução trifásico do tipo gaiola de esquilo tradicional e um motor de indução trifásico assimétrico. Foram empregados dois motores com a mesma potência, sendo o motor assimétrico alimentado por uma fonte de tensão monofásica. Nos estudos foi investigado o comportamento de várias grandezas como rendimento, corrente de partida, afundamentos de tensão, fator de potência, bem como as potências fornecidas por cada máquina. De posse dos resultados obtidos através de experimentos práticos, pôde-se constatar que o motor assimétrico apresenta uma série de vantagens em relação aos motores tradicionais, o que o torna uma excelente opção quando a aplicação exige o acionamento de cargas de potências elevadas e não se dispõe de um sistema trifásico de alimentação. / Mestre em Ciências

Researches conducted by energy distribution companies on several industry segments showed that about 30%of inductionmotors are operating undersized, i.e. with less than 70%of the rated load. Under these conditions induction motors have low efficiency. Due to the characteristics of industrial processes, traditional methods of efficiency and operation analysis can not be used. In order to meet the requirements of these applications, several methods have been proposed. Most of these methods require only the measurement of voltages, currents and in some cases rotor speed. Often these methods estimate, using different techniques, the shaft torque and calculate the output power and efficiency. The purpose of this study is to develop and implement a real-time method to monitor operating conditions and efficiency of induction motors operating at steady state. The proposed method, by means of measured three-phase voltages and currents and the equivalent circuit of the machine, estimates the shaft torque and speed. Then, based on these estimations, calculates the power output and efficiency. The machine equivalent circuit is estimated by an iterative algorithm that uses only the machine nameplate data and the stator resistance. According to present tendencies a wireless system was developed were a central computer can monitor in real time the efficiency and the operational conditions of one or more motors in a industrial plant. This document presents the theoretical development of the proposed method and the results of computer simulations under different situations. Finally it presents an experimental implementation of the method where its performance is evaluated for different motors. / Estudos realizados por companhias de distribuição de energia elétrica em diversos segmentos do setor industrial demonstraram que aproximadamente 30% dos motores de indução trifásicos analisados estavam operando subdimensionados, ou seja, com uma carga inferior a 70% da carga nominal. Nestas condições motores de indução apresentam baixo rendimento. Devido `as características dos processos industriais os métodos tradicionais de análise de eficiência e operação não podem ser utilizados. Para atender aos requisitos destas aplicações foram propostos diversos métodos que necessitam apenas das tensões, correntes e em alguns casos da velocidade do rotor. De maneira geral estes métodos estimam, utilizando diferentes técnicas, o conjugado no eixo da máquina e calculam a potência de saída e a eficiência. A proposta deste trabalho é desenvolver e implementar um método de monitoramento em tempo real das condições operacionais e da eficiência de motores de indução trifásicos operando em regime permanente. O método proposto estima, utilizando valores medidos das tensões e correntes trifásicas e o circuito equivalente da maquina, o conjugado e a velocidade do eixo e, com base nestas estimativas, calcula-se a potência de saída e a eficiência. O circuito equivalente da máquina é estimado através de um algoritmo iterativo que utiliza apenas os dados de placa da máquina e a resistência do estator. Acompanhando tendências atuais, desenvolveu-se também um sistema com comunicação sem fio (wireless) onde, a partir de um computador central pode-se monitorar em tempo real as condições operacionais e a eficiência de um ou mais motores de uma planta industrial. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento teórico do método proposto bem como o resultado de simulações computacionais sob diferentes situações. Por fim este trabalho apresenta uma implementação experimental do método onde seu desempenho é analisado em diversos motores. / Mestre em Ciências

Nesse trabalho procede-se a modelagem e simulação do motor de indução trifásico considerando-se as notações trifásicas, ortogonais, vetoriais e complexas, mos-trando seus equacionamentos e também o resultado das simulações. Para a simulação foram usados alguns programas de domínio da área acadêmica, comparando seus desempenhos quanto à apresentação de resultados e também tempo de processamen-to. Este trabalho apresenta também, um enfoque para o método de simulação do mo-tor de indução trifásico utilizando a notação vetorial complexa, o qual é baseado na notação vetorial do motor de indução que é caracterizado por grandezas complexas. Essa técnica é obtida através de simples manipulações das equações vetoriais do modelo do motor de indução compondo uma equação de estado complexa. Com o auxílio do programa Matlab, consegue-se simular o motor de indução trifásico sem a necessidade de separar os termos complexos em duas equações reais, relativas as partes real e imaginária. O que além de simplificar o procedimento de simulação também contribui para a construção do diagrama de blocos para poder entender melhor o comportamento do modelo estudado. São apresentadas no final do trabalho, as conclusões obtidas e, também, sugestões tanto para continuação do trabalho, quanto novas linhas de pesquisas. / In this work it is carried out the modelling and simulation of the three-phase induction motor. It's considered three-phase, orthogonal, vectorial and complex notations, showing the different model equations and the result of the computational simulations. For the simulation it was used different software’s of the academic area, and its results and computational performance are compared. This work gives em-phasis to in new modelling procedure by using complex vector notation. This new method is based on the vectorial notation of the induction motor, which is characterized by complex entities. Through simple manipulations of complex vector equation of the dynamic induction motor equation, it is possible to compose a complex space-state equation. This complex model come be solved with Matlab software without the separation of its complex terms in two real equations. Other advantage of the complex model is the simplifying the simulation procedure and the possibilities of the blocks diagram representation. The final conclusions and suggestions for con-tinuation are presented in the end of work.

O motor de indução é, talvez, o mais robusto e, certamente, um dos motores mais comumente usados. Graças à simplicidade de sua construção, do seu baixo custo, confiabilidade e rendimento relativamente alto com carga nominal é provável que ele permaneça sendo a principal fonte de transformação de energia elétrica em energia mecânica nas aplicações industriais e comerciais por um futuro previsível. O estudo de economia de energia pela redução de perdas é o objetivo do presente estudo. Os motores de indução operam regularmente com fluxo quase constante no entreferro e, portanto, com perdas magnéticas quase constantes. A utilização de um circuito gradador de tensão em série com a alimentação do motor para reduzir o fluxo no entreferro pela redução da tensão aplicada quando a carga não requer fluxo total é o objeto de análise neste estudo. Com a redução da tensão, para manter o conjugado de operação, a velocidade de rotação diminui, ou seja, há um aumento no escorregamento até um valor ótimo para reduzir as perdas totais. Então, esperaria-se que com a redução da tensão aplicada, as perdas magnéticas decresceriam e a eficiência total cresceria. Via de regra, no motor de indução, dada a característica mergulhante de sua curva Conjugado x Velocidade na região em torno da velocidade nominal, o conjugado varia muito mais que a velocidade. Para operação eficiente, a sua tensão aplicada deve ser função da carga que traciona. É objetivo desse trabalho estudar um dispositivo que, colocado em série com a fonte de alimentação de um motor de indução de CA, promove a redução de potência fornecida ao motor, quando a carga aplicada ao motor é menor que a carga nominal. Uma análise da redução da tensão senoidal aplicada através de um auto-transformador de tensão variável é comparada com a redução da tensão através de um circuito gradador baseado em tiristores. A melhor tensão a ser obtida é a que reduz as perdas magnéticas ao mínimo, para cargas que não requerem o fluxo total no entreferro como quando da tensão nominal aplicada. As limitações do processo são estudadas e apresentadas. / The induction motor is perhaps the most rugged, and certainly one of the most commonly used motors. With simply construction, low cost, reliability and efficiency relatively high with rated-load it seems to be a good way to convert electric energy into mechanical energy for industrial and domestic applications for a predictable future. An economy in energy consumption by loss reduction is the goal of this study. The induction motors as normal operate with constant flux in the air-gap and, hence with almost constant losses in the core. The use of a voltage gradador circuit in series with the voltage source applied to the motor for flux reduction in the air-gap by reduction of the voltage when the load do not need full-flux is this study proposal. Hence, with applied voltage reduction, to keep the operational torque, the motor rotation decreases or the slip increases to an optimum value to reduce the total core losses and increase the efficiency. As a rule, the induction motor, by the dip characteristic of the torque x speed curve in the region near the nominal speed, the torque changes much more then the speed. For efficient operation, the applied voltage should be a function of the load. It is the goal or aim of this work to study a device which, when placed in series with the power input of an alternating current induction motor, will produce a reduction in power normally provided to the motor when operated in either a condition where motor loading is less than a rated load. An analysis of voltage ideal sine wave supply reduction applied by an autotransformer with variable voltage is compared with the voltage reduction using a gradador circuit based on thyristors. The optimal voltage operation is the one that decrease the iron losses to minimum, for partial-load that do not need full-flux in the air-gap as when the full voltage is applied. Limitations in the process are investigated and will be showed.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This works proposes parameters estimation algorithm to auto-tune the control laws of a speed sensorless servo. The identification process of the electrical and mechanical parameters is based on recursive least squares method (RLS) and utilizes just measured stator currents. The electrical parameters are obtained by the transfer function of the motor with locked rotor. Hence, this eliminates the need to realize classical tests for the electrical parameters obtention and impose robustness to the controller for parameters variations caused by aging of materials. Thus, the electrical parameters are used to project the current controllers and the rotor speed is estimated by a model reference adaptive systems (MRAS). The structure of MRAS is composed by two systems (reference model and adaptive system) based on instantaneous reactive power and using an adaptation mechanism. On the other hand, to obtain a robust control when the system is subject to disturbances or load s variations, mechanical parameters are identified using estimated rotor speed and mechanical model of the induction motor (IM). Finally, for the speed control is used a proportional plus integral controller (PI) self-tuned through the estimated inertia. / Este trabalho propõe um algoritmo de identificação paramétrica para auto-ajuste da lei de controle de um servo de velocidade sem sensor mecânico. O processo de identificação dos parâmetros elétricos e mecânicos do servo é baseado em algoritmos do tipo mínimos quadrados recursivo (RLS) e utiliza apenas as medidas das correntes estatóricas. Os parâmetros elétricos são identificados através da função de transferência do motor com rotor bloqueado. Isso elimina a necessidade de realizar ensaios clássicos para obtenção dos parâmetros elétricos e impõe robustez ao controlador frente a variações paramétricas que ocorrem devido aos desgastes e envelhecimento dos materiais que constituem o motor. Uma vez identificados, os parâmetros elétricos são utilizados no projeto dos controladores de corrente e a velocidade rotórica é estimada utilizando um sistema adaptativo por modelo de referência (MRAS). A estrutura do MRAS é composta por dois sistemas (modelo de referência e sistema adaptativo) baseados na potência reativa instantânea e utiliza um mecanismo de adaptação. Por outro lado, para impor robustez ao controlador frente a variações de carga, os parâmetros mecânicos são identificados a partir da velocidade rotórica estimada e do modelo mecânico do motor de indução (MI). Finalmente, para o controle de velocidade é usado um controlador proporcional e integral (PI) com seus ganhos sintonizados a partir da inércia estimada.

Os motores de indução trifásicos são os principais elementos de conversão de energia elétrica em mecânica motriz aplicados em vários setores produtivos. Identificar um defeito no motor em operação pode fornecer, antes que ele falhe, maior segurança no processo de tomada de decisão sobre a manutenção da máquina, redução de custos e aumento de disponibilidade. Nesta tese são apresentas inicialmente uma revisão bibliográfica e a metodologia geral para a reprodução dos defeitos nos motores e a aplicação da técnica de discretização dos sinais de correntes e tensões no domínio do tempo. É também desenvolvido um estudo comparativo entre métodos de classificação de padrões para a identificação de defeitos nestas máquinas, tais como: Naive Bayes, k-Nearest Neighbor, Support Vector Machine (Sequential Minimal Optimization), Rede Neural Artificial (Perceptron Multicamadas), Repeated Incremental Pruning to Produce Error Reduction e C4.5 Decision Tree. Também aplicou-se o conceito de Sistemas Multiagentes (SMA) para suportar a utilização de múltiplos métodos concorrentes de forma distribuída para reconhecimento de padrões de defeitos em rolamentos defeituosos, quebras nas barras da gaiola de esquilo do rotor e curto-circuito entre as bobinas do enrolamento do estator de motores de indução trifásicos. Complementarmente, algumas estratégias para a definição da severidade dos defeitos supracitados em motores foram exploradas, fazendo inclusive uma averiguação da influência do desequilíbrio de tensão na alimentação da máquina para a determinação destas anomalias. Os dados experimentais foram adquiridos por meio de uma bancada experimental em laboratório com motores de potência de 1 e 2 cv acionados diretamente na rede elétrica, operando em várias condições de desequilíbrio das tensões e variações da carga mecânica aplicada ao eixo do motor. / The three-phase induction motors are the key elements of electromechanical energy conversion in a variety of productive sectors. Identify a defect in an operating motor can provide, before it fails, greater safety for decision making on machine maintenance, reduce costs and increase process availability. This thesis initially presents a literature review and the general methodology for reproduction of defects in the motors and the application of discretization technique of current and voltage signals in the time domain. It was also developed a comparative study of methods of pattern classification for the identification of defects has been developed in these machines, such as Naive Bayes, k-Nearest Neighbor, Support Vector Machine (Sequential Minimal Optimization), Artificial Neural Network (Multilayer Perceptron), Repeated incremental Pruning to Produce Error Reduction and C4.5 Decision Tree. Also applied the concept of Multi-Agent Systems (MAS) to support the use of multiple competing methods in a distributed manner to pattern recognition of faults in bearings, broken rotor bars and stator short-circuit in induction motors. Additionally, some strategies for the definition of the severity of the aforementioned defects in engines have been explored, including making an investigation of the influence of voltage unbalance in the machine feed for the determination of these anomalies. Experimental data are acquired from 1 and 2 cv motors under sinusoidal supply, operating in various unbalance conditions and under a wide range of mechanical load applied to the motor shaft.