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Batalha tecnológica do veículo elétrico: uma análise da corrida automobilística da GM pelo projeto dominante. / Electric vehicle technological battle: an analysis of GM´s automotive race for the dominant design

Cristina Lau Chu 05 March 2013 (has links)
A presente pesquisa viabilizou, possivelmente, a expansão do arcabouço teórico desenvolvido por Suarez (2004) e Lynn et al. (1996), seguindo a mesma direção dos resultados obtidos na pesquisa longitudinal desenvolvida por Yu et al. (2011). Desenvolvemos um estudo descritivo de modo a analisar um período de 42 anos com o objetivo de entender os fatores que influenciaram a trajetória do desenvolvimento da tecnologia do veículo elétrico na GM de modo que utilizamos o arcabouço teórico desenvolvido por Suarez (2004) como norteador das observações empíricas. Coletamos dados secundários da tecnologia de baterias referente a fase um (realização de P&D) e dados secundários da tecnologia do veículo elétrico referente às fases dois (protótipos) e fase três (criação de mercado) para a construção do estudo de caso. As observações dessas fases viabilizaram os seguintes resultados: a possível expansão do arcabouço conceitual do Suarez (2004) em relação ao nível da firma (sondagem e aprendizagem tecnológica, sondagem e aprendizagem mercadológica e transferência de conhecimento) e ao nível do ambiente (setores industriais associados, pressão social, política internacional e questão econômica); e a possível ampliação da vertente teórica de sondagem e aprendizagem mercadológica desenvolvida por Lynn et al. (1996) no sentido de constatarmos a sondagem e aprendizagem tecnológica em um momento anterior a sondagem e aprendizagem mercadológica. Na década passada, iniciou-se um processo de efervescência de novos entrantes na indústria do veículo elétrico e, nessa década, duas das principais montadoras mundiais (GM e Nissan) lançaram os seus primeiros veículos elétricos para serem produzidos em larga escala. Essas evidências empíricas indicam uma possibilidade real da tecnologia do veículo elétrico estar em um estágio de maturidade que viabilize a realização do processo de transição tecnológica indicada no arcabouço conceitual desenvolvido por Utterback e Abernathy, em 1975. Nesse sentido, os resultados teóricos obtidos nessa pesquisa podem apoiar o processo de tomada de decisão no contexto de incentivo a essa tecnologia tanto da perspectiva da firma quanto da perspectiva do governo. / In alignment with the results obtained in the longitudinal research conducted by Yu et al. (2011), the present study possibly enabled the expansion of the theoretical framework developed by Suarez (2004) and Lynn et al. (1996). A descriptive study was developed so as to analyse a 42 year period with views to understanding the factors which influenced the course of development of electric vehicle technology at GM. Thus, to guide empirical observations, the theoretical framework developed by Suarez (2004) was employed. To build the study case, phase one (execution of R&D) battery technology and phase two (prototypes) and three (market shaping) electric vehicle technology secondary data was collected. Findings observed in these phases gave rise to the following results: the possible expansion of Suarez´s (2004) conceptual framework at corporate level (technological survey and learnings, market survey and learnings and knowledge transfer) and at environment level (associated industrial segments, social pressure, international politics and economic issues); and the possible extension of the theoretical market probe and learning line of thought developed by Lynn et al. (1996) in as much as the identification of the occurrence of technological probe and learning, at a moment preceding that of market probe and learning, is concerned. Over the last decade, a new entrant commotion process sprung within the electric vehicle industry and during this decade, two of the top world manufacturers (GM and Nissan) launched their first electrical vehicles for mass production purposes. This empirical evidence indicates that currently, there is an effective possibility of electric vehicle technology being at a stage of maturity whereby the technological transition mentioned in the conceptual framework developed by Utterback and Abernathy in 1975, is feasible. To this effect, the theoretical results obtained in this study may support decision processes in as much as incentives are concerned, both from a corporate and government perspective.
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Analise de viabilidade de troca de motores eletricos superdimensionados e a influencia da energia reativa / Analysis of feasibility of the change of super dimensioned electrical engines and the influence of reactive energy

Castro, Renato Archanjo de 12 August 2018 (has links)
Orientador: Moacyr Trindade de Oliveira Andrade / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T05:28:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_RenatoArchanjode_M.pdf: 2548594 bytes, checksum: 5b0406363500b5419ff9f888bb2dac98 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho mostra a importância do motor elétrico de indução trifásico rotor gaiola de esquilo, que é o principal responsável pelo consumo de energia elétrica no seguimento industrial, apresenta suas características elétricas, mecânicas e sua evolução ao longo dos anos. Relata ainda a problemática do superdimensionamento destes motores instalados na indústria brasileira, ao qual tem como principal inconveniente a alta requisição de energia reativa nas instalações elétricas, apresenta a forma de faturamento da energia reativa aplicada pelas concessionárias de energia, bem como as principais formas de sua compensação aplicadas atualmente pela indústria nacional e seus efeitos na instalação existente. O trabalho apresenta uma análise comparativa entre o motor Alto Rendimento e o motor Standard, com ênfase na adequação da potência nominal em relação à demanda industrial, bem como em relação ao consumo de energia reativa das opções avaliadas. O suporte proveniente de pesquisas e adequações de instalações industriais aplicada pelo autor, em empresas da região de Americana, em relação à energia elétrica reativa, se constituem como base para o desenvolvimento deste trabalho. A conclusão final busca demonstrar que estas ações de conservação e adequação em motores elétricos industriais, são fundamentais para o processo de eficientização das próprias indústrias, do setor elétrico e da economia do país, de forma geral, uma vez que as mesmas implicam na redução da energia requerida pela indústria sem prover restrições a produção, resultando em significativa economia de recursos no provimento de novas fontes de energia e de melhor utilização do sistema elétrico nacional. / Abstract: This study shows the importance of the electrical engine of triphasic induction rotor (squirrel cage), which is the main responsible for the waste of electrical energy in industry; it presents its electrical and mechanical characteristics and its evolution along the years, as well. The study describes the problem of the super dimensioning of these engines that exist at the Brazilian industry, which has the major inconvenience of the high required of reactive energy in the electrical systems, presenting the way of invoicing the reactive energy applied by the power suppliers, as well as the main ways of its compensation applied presently by the national industry and its consequences for the existent installation. The study presents a comparative analysis between the engine of high efficiency and the Standard engine, focusing the adaptation of nominal power in relation to the industrial demand, as well as in what concerns the waste of reactive energy by the evaluated options. The background for the development of this study came from researches and adaptation of industrial plants applied by the Author in companies of the American region, as far as reactive electrical energy is concerned. The final conclusion tries to demonstrate that these actions of conservation and adaptation in industrial electrical engines are fundamental for the process of improving the efficiency of the very same industries, the electrical sector and the economy of the country as a whole, since that the same actions imply the reduction of the energy required by the industry without restrictions to the production, resulting into a significant saving of resources in what concerns the supply of new sources of energy and a better utilization of the national electrical system. / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos
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Detecção de falhas em motores elétricos através da transformada wavelet packet e métodos de redução de dimensionalidade / Fault detection in eletric motor through Wavelet packet transform and dimensionality reduction methods

Varanis, Marcus Vinicius Monteiro, 1979- 08 May 2014 (has links)
Orientador: Robson Pederiva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T01:39:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Varanis_MarcusViniciusMonteiro_D.pdf: 5116959 bytes, checksum: b16ac36565b93c6bf49eb1863f7e9823 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Motores elétricos são componentes de grande importância na maioria dos equipamentos de plantas industriais. As diversas falhas que ocorrem nas máquinas de indução podem gerar consequências severas no processo industrial. Os principais problemas estão relacionados à elevação dos custos de produção, piora nas condições do processo e de segurança e, sobretudo piora na qualidade do produto final. Muitas destas falhas mostram-se progressivas. Neste trabalho, apresenta-se uma contribuição ao estudo de Técnicas de Processamento de Sinais Baseadas na Transformada Wavelet para extração de parâmetros de Energia e Entropia a partir de sinais de vibração para detecção de falhas no regime não-estacionário (parada e partida do motor). Em conjunto com a transformada Wavelet utilizam-se métodos de redução de dimensionalidade como, a análise em componentes principais (PCA e a análise Linear Discriminante (LDA). O uso de uma bancada experimental mostra que os resultados da classificação têm alta precisão / Abstract: Electric motors are very important components in most industrial plants equipment. The several faults occurring in induction machines can generate severe consequences in the industrial process. The main problems are related to high production costs, worsening the conditions of process and security, and especially poor quality of the final product. Many of these failures are shown progressive. This work presents a contribution to the study of Signal Processing Techniques Based on Wavelet Packet Transform for extracting parameters of Energy and Entropy, together makes the use of dimensionality reduction methods like the Principal components Analysis (PCA) and Linear Dscriminant Analysis (LDA). This analysis is done from the acquisition of vibration signals in Non-Stationary state (stop and start the engine). The results show that the performance of classification has high accuracy based on experimental work / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica
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Controle do fator de potência do motor de indução duplamente alimentado / Power factor contor for a doble-fed induction motor

Kanekiyo, Marco Tadashi 19 August 2018 (has links)
Orientador: Edson Bim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T12:13:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kanekiyo_MarcoTadashi_M.pdf: 2199502 bytes, checksum: 0f0e07fdf7f52de94709720bdddef861 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O objetivo deste trabalho é o de implementar o controle de velocidade e de potência reativa de um motor de indução duplamente alimentado com orientação de fluxo de estator, mediante o ajuste das componentes de eixo direto e em quadratura das correntes de rotor, sendo o estator conectado à rede elétrica trifásica. Para isto foram utilizados quatro controladores PI: dois deles têm a função de gerar as referências dessas correntes a partir dos erros da potência reativa e da velocidade, e os outros dois, a de gerar as referências das tensões de eixo direto e em quadratura, a partir dos erros dessas mesmas correntes. Resultados experimentais do motor operando com fator de potência adiantado, unitário e atrasado são apresentados para validar a proposta. O sistema de controle, implementado por um DSP TMS320F2812, é responsável pela leitura das tensões e correntes de estator, da velocidade e da estimação da posição do eixo, pelas transformações de variáveis, pela implementação dos controladores PI, pela determinação da magnitude e posição do fluxo de estator e pela implementação da modulação do vetor espacial / Abstract: The purpose of this work is to present the implementation of the speed control and reactive power of a doubly fed induction motor with stator flux orientation, by adjusting of the direct and quadrature-axis rotor current components, being the stator fed by a triphasic network. With this aim, four PI controllers are used: two of them have the function of generating the direct and quadrature references of the rotor current from the direct and quadrature rotor voltage errors and the others two, of generating the direct and quadrature references of the rotor voltage from the direct and quadrature rotor current errors. Experimental results of the motor operating with leading, lagging and unity power factor are presented to validate the proposal. The control algorithm is implemented with a digital signal processor and it has the following functions: lecture of the voltages and currents of rotor, lecture of speed and estimation of rotor position, transformations of variables, implementation of the PI controllers, calculus of magnitude and position of stator flux and space vector modulation / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica
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Vibrações não lineares e não ideais de um sistema de dois graus de liberdade

Guilherme, Karen de Lolo 03 August 2018 (has links)
Orientadores : Jose Manoel Balthazar, Paulo Roberto G. Kurka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:10:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme_KarendeLolo_M.pdf: 1561806 bytes, checksum: bd2a262ba245e5c1a8378de074061666 (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado
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Estratégias de controle direto de torque para motores de indução trifásicos usando controladores fuzzy tipo Takagi-Sugeno e controladores por modos deslizantes / Direct torque control strategies for three-phase induction motors with Takagi-Sugeno fuzzy controllers and sliding mode controllers

Azcue Puma, José Luis, 1981- 22 August 2018 (has links)
Orientador: Ernesto Ruppert Filho, Alfeu Joãozinho Sguarezi Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T11:09:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AzcuePuma_JoseLuis_D.pdf: 5829554 bytes, checksum: 6f4467c529a778cc79e42550a272a6b3 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Na presente tese de doutorado propõe estratégias de controle por orientação direta de campo (FOC direto) e de controle direto de torque (CDT) com emprego de controladores fuzzy do tipo Takagi-Sugeno (fuzzy T-S). Propõe-se também, uma estratégia de CDT baseado no controle do ¿angulo de carga com o emprego do controle por modos deslizantes (CDT-CMD). As estratégias de controle vetorial propostas são utilizadas para o controle de alto desempenho do motor de indução trifásico. O controlador fuzzy T-S proposto utiliza uma única base de regras para gerar as componentes de eixo direto e de quadratura do vetor espacial da tensão do estator. Isto simplifica a estrutura do controlador fuzzy T-S e em consequência diminui o custo computacional e seu tempo de processamento. Na estratégia de CDT com o controle por modos deslizantes o esforço de controle é sempre o máximo possível no sentido de reduzir os erros do torque e do fluxo. Assim, é possível obter uma resposta rápida no controle do fluxo e do torque. Os resultados de simulação e experimentais são apresentados para validarem as propostas desta tese de doutorado. Os controladores apresentaram um desempenho dinâmico satisfatório pois as referências de torque e de fluxo foram atendidas. Todos os resultados obtidos mostraram-se compatíveis com os resultados apresentados na literatura, validando as estratégias de CDT e de FOC direto propostas / Abstract: This thesis proposes a direct field oriented control (D-FOC) and direct torque control (DTC) strategies with Takagi-Sugeno fuzzy controllers (T-S fuzzy). Also it proposes a DTC strategy based on load angle control with the use of sliding mode control (DTC-SMC). The proposed vector control strategies are used for high performance control of three-phase induction motor. The proposed T-S fuzzy controller uses a single rule base to generate the direct-axis and quadrature-axis components of the stator voltage space vector. This simplifies the structure of the T-S fuzzy controller and consequently it reduces the computational cost and its processing time. However, in the sliding mode control the control effort is always the maximum possible in order to reduce the errors of the torque and the flux. Hence, it is possible to get a fast response in the control of the torque and the flux. The proposed controllers showed a good dynamic performance because the references were achieved. The experimental and simulation results of the vector control strategies were presented to validate the proposed controllers. All the obtained results were consistent with the results reported in the literature, validating the proposed DTC and D-FOC strategies / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica
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Metodologia para avaliação e otimização de motores elétricos de indução trifásicos visando a conservação de energia em aplicações industriais / Methodology for evaluation and optimization of three-phase induction motors to promote the conservation of energy in industrial applications.

Ramos, Mario Cesar do Espirito Santo 29 October 2009 (has links)
Esta tese apresenta uma metodologia específica para a quantificação das perdas energéticas em motores elétricos de indução trifásicos com rotor em gaiola, por meio da determinação indireta do rendimento nas condições de funcionamento a plena carga. A referida metodologia, denominada MHmit, foi desenvolvida em ambientes industriais, particularmente no segmento alimentício, contando também com a colaboração do Laboratório de Máquinas Elétricas do Instituto de Eletrotécnica e Energia da Universidade de São Paulo no tocante a disponibilização dos ensaios de vários motores de indução trifásicos com rotor em gaiola ao longo de vários anos de prestação de serviços. Esses ensaios foram de extrema importância para a validação da metodologia apresentada. Sendo o motor elétrico um equipamento de uso final de forte presença industrial, é passível de substituição por tecnologias mais eficientes mediante a realização de estudos de eficiência energética. Os diagnósticos energéticos em sistemas motrizes beneficiam as indústrias por meio da diminuição dos custos com energia elétrica, tanto pela redução de demanda, quanto pela redução do consumo. Porém, para o desenvolvimento desta metodologia foi necessária a avaliação de estudos realizados por empresas prestadoras de serviços na área de conservação de energia elétrica. Essas empresas foram selecionadas a partir da averiguação da satisfação do cliente quanto aos serviços prestados e resultados obtidos após a substituição dos motores. Por meio da análise de 266 casos, verificaram-se os problemas encontrados por essas empresas antes, durante e após a substituição dos motores elétricos do tipo padrão por de alto rendimento. Em alguns casos, a substituição de um motor antigo do tipo padrão por um motor novo do tipo alto rendimento resultou num aumento do consumo de energia elétrica, fato este totalmente controverso quando se espera uma economia de 2 a 6% proveniente desta mudança de tecnologias, de acordo com Eletrobrás e NEMA MG 1. A metodologia MHmit desenvolvida neste trabalho contempla esta situação. As principais metodologias atualmente utilizadas na realização de estudos para substituição de motores elétricos dos tipos padrão por alto rendimento foram analisadas e apresentadas neste trabalho. Dentre elas, a metodologia convencional, que utiliza curvas de motores elétricos para a determinação do rendimento, a metodologia que utiliza o programa denominado BD Motor, desenvolvido pelo Centro de Pesquisas em Energia Elétrica da Eletrobrás, a VII metodologia que utiliza o programa Mark IV, desenvolvido por pesquisadores da Universidade Federal de Itajubá, em parceria com o Procel / Eletrobrás e o software Motor Master, desenvolvido pelo Departamento de Energia Norte-Americano (DoE). Todos esses programas estão disponíveis gratuitamente para download no site do Procel Info / Eletrobrás - www.procelinfo.com.br. A metodologia MHmit, desenvolvida neste trabalho, apresentou desvios percentuais satisfatórios (10,12%) entre os valores previstos (durante as simulações com o aplicativo MHmit) e reais (por meio da verificação da real economia de energia elétrica proporcionada após a substituição do novo motor) das metodologias em estudo. Estas, não contemplam dados de parâmetros de motores antigos, dificultando a obtenção de um valor verdadeiro do rendimento do motor em funcionamento, pois muitas vezes este já sofreu reparos, rebobinagens e curtos-circuitos. Os 86 estudos de caso realizados para a validação desta metodologia (motores com potências de 7,5 a 125 cv) mostraram diferenças significativas entre os valores previstos pelas metodologias atuais e a metodologia desenvolvida MHmit. / This thesis presents a specific methodology to quantify the energy loss in three-phase induction electric motors with cage rotor, by indirect determination of efficiency under operation conditions at full load. This methodology, named MHmit, was developed in industrial environments, particularly in textile and food sectors, relying on the collaboration of the machines laboratory of the Institute of Electrotechnics and Energy, University of São Paulo on the availability of tests in several three-phase induction motors with cage rotor over several years under the laboratory service. These essays were extremely important to validate the presented methodology. Once the electric motor is an equipment of final use strongly present in industry, it is subject to replacement by more efficient technologies by carrying out energy efficiency studies. Energy Diagnosis in electric motors aims to provide the client with a decrease in electric energy costs, not only a decrease in demand, but also as a decrease in consumption. However, for the development of this methodology, it was necessary for evaluation, an assessment by companies that provide services in the area of energy conservation. These companies were selected from an investigation of customer satisfaction on services provided and results obtained after replacing the motors. By analyzing 266 cases, the problems found by these companies had been verified before, during and after the substitution of standard electric motors by high-efficiency ones. In some cases, the substitution of an old standard motor by a new high-efficiency one resulted in an increase of consumption of electric energy, and this fact is totally controversial when one expects savings of 2 to 6 % from this change of technologies, according to Eletrobrás and NEMA MG 1. The methodology MHmit developed in this work covers this situation. The main methodologies currently used to carry out studies to replace standard electric motors by high-efficiency ones were analyzed and presented in this work. Amongst them, the conventional methodology, which uses electric motor curves to determine efficiency, and the methodology that uses the program named BD Motor, developed by the Center of Research in Electric Energy of Eletrobrás, the methodology that uses the program Mark IV, developed by researchers from Federal University of Itajubá, in partnership with Procel/Eletrobrás and the IX program named Motor Master, developed by the North American Department of Energy (DoE). All these programs are freely available for download at Procel Info/Eletrobrás website - www.procelinfo.com.br. The MHmit methodology, developed in this work, presented satisfactory percentage values of deviations (10,12%), between the predicted values (during simulations with MHmit application) and real (by checking the real electric energy savings provided after the old standard motor replacement) when compared to the methodologies in study. These, do not include the old motor data parameters, making it difficult to obtain a true value of motor operation efficiency, because it may have gone through repairs, rewinding and short-circuits. The 86 case studies which were carried out for the validation of this methodology (motors with rated power from 7.5 to 125 hp) showed significant differences between the values provided by current methodologies and the methodology developed MHmit.
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Diagnóstico de anomalias em aplicações de acionamento de motores elétricos a partir de dados de processo de rede PROFINET e aprendizagem de máquinas / Diagnostics of anomalies in motion control applications based on process data of PROFINET networks and machine learning tools

Dias, André Luís 06 June 2019 (has links)
Este trabalho propõe investigar, desenvolver e validar uma metodologia de projeto para sistemas de diagnóstico para detecção de falhas e anomalias em aplicações de acionamento de motores elétricos, comumente utilizados na indústria de manufatura. A metodologia proposta é baseada na coleta e interpretação de dados de processo de redes PROFINET, perfil PROFIdrive, e ferramentas de aprendizagem de máquinas. Técnicas de extração e redução de atributos são aplicadas nos dados de processo coletados. Estes atributos são utilizados em algoritmos para reconhecimento de padrões, os algoritmos investigados são o k-Nearest Neighbor, Redes Neurais Artificiais, Support Vector Machines, e adicionalmente uma adaptação da metodologia é feita utilizando um algoritmo para detecção de novidades. A avaliação da metodologia considerou quatro cenários para estudos de caso, para falhas comuns em aplicações de máquinas rotativas. Os resultados alcançados demonstram a eficácia da metodologia, que foi capaz de detectar as falhas e anomalias investigadas de maneira satisfatória, similares a trabalhos correlatos, com o diferencial de não exigirem sensores adicionais dedicados na coleta de dados. Desta maneira, o trabalho contribui para área de redes de comunicação industrial, mais especificamente o protocolo PROFINET, diagnósticos de anomalias em máquinas acionadas por motores elétricos, e ferramentas de aprendizagem de máquinas. / This work proposes to investigate, develop and validate a methodology to design diagnostic systems to detect faults and anomalies in motion control applications, commonly used in manufacturing industry. The proposed methodology is based on collection and interpretation of process data from PROFINET networks, PROFIdrive profile, and machine learning tools. Feature extraction and selection techniques are applied to the collected process data. These features are used in algorithms for pattern recognition problems. Investigated algorithms are k-Nearest Neighbor, Artificial Neural Networks, Support Vector Machines and in addition, an adaptation of the methodology is held for novelty detection. Four scenarios were considered as case of studies for methodology evaluation, based on common faults in rotating machine applications. The results proved the methodology effectiveness for diagnostic system design, which were able to detect satisfactorily the investigated faults and anomalies, similar to related work, with the differential of not requiring additional dedicated sensors for data collection. In this way, the work contributes to the area of industrial communication networks, more specifically in PROFINET protocol, diagnostic systems for fault detection in motion control applications, and machine learning tools.
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Medidas de informação e sistemas inteligentes aplicados no diagnóstico de curto-circuito do estator de motores de indução trifásicos / Information measures and intelligent systems applied to the stator short-circuit diagnosis in three-phase induction motors

Bazan, Gustavo Henrique 08 July 2016 (has links)
Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / Este trabalho propõe o estudo e desenvolvimento de uma metodologia alternativa de identificação de falhas nos enrolamentos do estator de motores de indução trifásicos conectados diretamente à rede elétrica. A fim de reduzir a dimensão e complexidade destes tipos de sistemas, são utilizadas duas ferramentas de processamento de sinais, extração e seleção de características. Na etapa de extração, calcula-se a informação mútua atrasada dos sinais de correntes das fases A e B da máquina e na seleção, os algoritmos árvore de decisão C4.5 e rede neural artificial MLP são utilizados para a predição das classes, a fim de se obter um sistema de diagnóstico de falhas de estator eficaz. Os resultados experimentais offline e online consideram problemas de qualidade de energia, uma ampla faixa de conjugado de carga e curto-circuito entre as espiras do enrolamento de estator da ordem de 1% à 20%, os quais são apresentados para validar a abordagem desenvolvida neste trabalho. Os resultados obtidos indiciam que esta abordagem pode ser empregada para classificar falhas de curto-circuito entre as espiras do stator. / This work proposes the study and development of an alternative approach to diagnose stator short-circuit faults in induction motors driven directly from a supply line. In order to reduce the size and complexity in these types of systems, signal processing techniques of extraction and feature selection are used. In the extraction step, the mutual information of the delayed phases of current signals, ia and ib, are computed and in the selection procedure, the algorithms C4.5 decision tree and multilayer perceptron neural network are employed in order to obtain an effective diagnostic of stator short-circuit faults. To assess the classification accuracy across the various levels of stator short-circuit fault severity (from 1% to 20%), offline and online experimental tests also considered a wide range of load conditions and voltage unbalance in the power supply. The obtained results indicate that this approach can be employed to classify stator short-circuit faults.
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Metodologia de manutenção preditiva para motores elétricos baseada em monitoramento de variáveis físicas e análise multicritério / Predictive maintenance methodology for electric motors, based on monitoring of physical variables and multicriteria analysis

Leme, Murilo Oliveira 19 December 2017 (has links)
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia de manutenção preditiva para motores elétricos, que utiliza a técnica de monitoramento de variáveis, transmissão de dados pela rede elétrica (Powerline Communication) e um tratamento com os métodos multicritério para classificação (ELECTRE TRI e AHPSort) e ordenação (ELECTRE II) dos motores que apresentam condição de falha incipiente, além do aproveitamento das instalações elétricas existentes para a aquisição de dados do funcionamento de motores elétricos tais como: tensão, corrente, temperatura e vibração. Essas informações podem ser avaliadas e tratadas através de métodos multicritério para alocar os motores em classes que representam estados de funcionamento normal, aceitável e falha incipiente. Assim, nos motores classificados em condição de falha incipiente pode ser realizado um ranking para apontar o motor em pior estado de funcionamento. Neste trabalho, foi conduzido um ensaio de falhas programadas em bancada com um período de aquisição de 1 minuto das variáveis de funcionamento de seis motores. Neste período, pode ser feito o registro do motor que apresentou as condições mais críticas para a falha, considerando as variáveis medidas como critérios na análise. Após um largo período de análise, foram computadas todas as vezes que cada motor foi classificado na classe de falha incipiente e ranqueado em primeiro lugar, significando que ele possui condições fora do padrão normal de funcionamento e piores que dos outros motores analisados. Com isso, foi possível identificar o motor que, por mais vezes, esteve em condição de falha incipiente, refletindo as falhas inseridas durante o ensaio. Essa metodologia possibilitou indicar ao gestor da manutenção, os desvios do funcionamento normal de motores elétricos, considerando mais de uma variável ao mesmo tempo, alinhado aos objetivos do decisor, através dos pesos calculados para os critérios, limites e preferências estabelecidas em cada método multicritério utilizado na metodologia proposta neste trabalho. / This work presents the development of a predictive maintenance methodology for electric motors, which uses the variable monitoring technique, data transmission through the electric network (Powerline Communication) and a treatment with multicriteria methods for sorting (ELECTRE TRI and AHPSort) and ranking (ELECTRE II) electric motors with incipient failure condition and the use of existing electrical installations for the acquisition of data of the operation of electric motors such as voltage, current, temperature and vibration. This information can be evaluated and treated through multicriteria methods to allocate motors in classes that represent normal, acceptable, and incipient failure states. Thus, in electric motors classified as incipient failure condition, a ranking can be performed to detect the engine in the worst operating state. In this work, a bench experiment was conducted with a 1-minute acquisition period of the operating variables in 6 motors. In this period, the electric motor can be registered that presented the most critical conditions for the fault, considering the measured variables as criteria in the analysis. After a longer period of analysis, we computed every time this engine was classified in the incipiente failure and first rank class, which means that it has conditions that are out of the normal operating range and worse than the other engines analyzed. Through this methodology it is possible to indicate to the maintenance manager deviations from the normal operation of electric motors, considering more than one variable at the same time aligned to the objectives of the decision maker, through the weights calculated for the criteria and limits and preferences established in each multicriteria method used in the methodology proposed in this work.

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