Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:06:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 315197.pdf: 49704850 bytes, checksum: 066f8f72300d95cdb3903e7b9f1a532a (MD5) / No processo de manufatura em larga escala do principal componente do motor elétrico de indução, o estator, a exigência é a utilização de equipamentos robustos, eficientes e principalmente capazes de manter a qualidade do produto em níveis elevados de produção. A garantia do correto funcionamento do sistema de isolamento elétrico de um estator é papel fundamental dos fabricantes, das normas construtivas que seguem, dos órgãos certificadores que regulamentam tais normas e principalmente do equipamento que é utilizado para qualificá-lo depois de fabricado. Não há dúvida quanto ao emprego deste equipamento, uma vez que a ele é entregue a responsabilidade de manter a segurança do usuário final de um motor elétrico e de garantir que o estator irá funcionar de acordo com aquilo que foi proposto para o seu uso. Adequado é o numero de fabricantes de equipamentos denominados painéis de testes elétricos de segurança e os tipos de métodos de testes que aplicam para classificar o sistema de isolamento de um estator. O que não necessariamente é satisfatório é a relação ao longo do tempo entre o fabricante de estatores com e o fabricante do modelo de painel de testes elétricos de segurança que emprega em suas linhas de produção em massa. A predominância nesse setor é de fabricantes que desenvolvem a sua versão de painéis de testes elétricos e dos equipamentos que o compõem, gerando uma forte dependência tecnológica dos fabricantes de estatores elétricos com os de painéis. Por outro lado, uma variedade de módulos de prateleira para testes elétricos de estatores existente no mercado possibilita a avaliação do sistema de isolamento de um estator no seu campo de atuação. Para cada método de teste empregado em um painel de teste elétrico de um estator há uma variedade enorme de marcas e modelos de módulos de testes que competem em preço, interfaces, facilidade de aplicação, compatibilidade com softwares gerenciadores etc. A lacuna existente entre essas duas tecnologias motivou a execução desta dissertação e o resultado dela é a obtenção de um equipamento que permite classificar o sistema de isolamento do estator elétrico no processo produtivo e, o mais significativo, que possui uma vantagem frente às versões existentes no mercado, ou seja, os benefícios da modularização.<br> / Abstract : In mass production of the electric motor most important part, the stator, the request is using efficient and robust equipment to assure quality guaranty in a high capacity level. The right function of a stator insulation system is sustained by its motor design, its standards and specifically through its insulation security test, which is performed by equipment named stator electrical safety testing panel at the end of the productivity chain. Since the responsibility of keeping the motors user integrity is transferred to this equipment, there is no doubt of its use. Considered quantities of electrical safety testing panel suppliers are available at the market and the tests that they perform are satisfactory. What is not necessarily satisfying is the relationship over the time between stator manufacturer and manufacturer model test panels employing electrical safety in its mass production lines. The dominance of these sector manufacturers that develop their own version of panels and electrical testing equipments generates a strong dependence from manufacturers of electric stators to electrical safety testing panels. On the other hand, a wide range of standard test modules that compete in prices, interfaces, facility features, software management compatibility, etc, provide electrical tests of the stators insulation system at its playing fields. The gap between both technologies motivated the implementation of this dissertation and the result of it was the obtaining of a product which allows classifying the stator electrical insulation system in its mass production, and more significantly, which has an advantage over the versions available on the market, i.e., the benefits of modularization.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:10:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317854.pdf: 3965148 bytes, checksum: 309a5cfa55c59cec202b98e49148cd24 (MD5) Previous issue date: 2012 / Os estatores de turboalternadores estão sujeitos a defeitos do tipo curto-circuito interlaminar. Esses defeitos induzem pontos quentes que podem ter um impacto sobre a performance da máquina, podendo causar danos irreversíveis. Neste trabalho, este tipo de curto-circuito, bem como os testes utilisados para seu diagnóstico, foram estudados com o auxílio da técnica de elementos finitos 3D em eletromagnetismo. Uma das dificuldades inerentes à modelagem numérica de curto-circuitos interlaminares está nos fatores de escala (na diferença importante entre as dimensões do estator, dos curto-circuitos e do verniz isolante entre lâminas). Uma simples modelagem por elementos finitos da geometria real (empilhamentos de lâminas, representação do isolante...) acarretaria num número exagerado de incógnitas em relação à potência de cálculo normalmente disponível. Então, para representar pacotes de lâminas, foram utilizados métodos de homogeneização, associados a uma metodologia para a escolha das regiões a serem homogeneizadas. Esta aproximação foi validada a partir de resultados de um protótipo experimental, considerando os defeitos sob diferentes condições (posição, dimensões...). Os dois principais testes de diagnóstico utilizados industrialmente também foram modelados na presença desses defeitos: o teste El Cid, a baixo fluxo, e o teste a 80% do fluxo nominal com detecção térmica. O estudo realizado mostra a importância de certos parâmetros, tais como a extensão do defeito e as características dos materiais, sobre os sinais lidos nos testes. Esta propriedade pode ser observada através da sensibilidade dos testes de diagnóstico simulados em diversas condições.<br> / Abstract: Turbogenerator stators are subject to faults such as interlaminar short circuits. These faults induce hot spots which may have an impact on the machine performances, leading in certain cases to irreversible damages. In this work, the short circuits, as well as the most commonly used diagnosis tests, have been studied using a 3D finite element method electromagnetic approach. One of the difficulties inherent in numerical modelling of nterlaminar short circuits is to take account of the scale factor between the different parts that are involved in such problem (dimensions of the stator, short circuits and insulating varnish between laminations). A simple finite element modelling of the real geometry (lamination stack, insulation representation#) would imply a much too large number of unknowns regarding the calculation power which is classically available. Thus, in this work, to represent lamination stacks, homogenization techniques have been associated to a methodology to choose the homogenized and non-homogenized (including the fault) zones. The approach has been validated through results from an experimental prototype consideringfaults under different conditions (position, size#). Moreover, both main diagnosis tests, used in the industry to detect such faults, have also been modelled in the presence of a fault: the El Cid test, at low flux, and the test at 80% of the rated flux with thermal detection. The study which has been carried out hows the importance of certain parameters, such as the fault size and the material characteristics, on the diagnosis test results. This appears in particular through the diagnosis tests sensibility in these different conditions.