La motivación para la elección del presente trabajo se debe a que permite abordar diversos aspectos como: teoría de máquinas eléctricas, transformaciones, modelos y control. Por otro lado la máquina de inducción, objeto de nuestro estudio, siempre ha funcionado como motor: Sólo en las últimas tres décadas, los investigadores de diversos países han estado experimentando sobre el funcionamiento de la máquina como generador de energía eléctrica. Se aborda el tema analizando las ecuaciones de funcionamiento de la máquina de inducción en base a las leyes eléctricas, electromagnéticas y mecánicas, y mediante sucesivas transformaciones se modifica la máquina de inducción simétrica trifásica a un modelo de máquina bifásica de ejes ortogonales d-q, véase [5]. Las ecuaciones de funcionamiento obtenidas del modelo d-q son no lineales, sin embargo si se mantiene constante la velocidad del rotor, las ecuaciones se transforman en ecuaciones diferenciales lineales, lo cual simplifica significativamente el análisis que se llevará a cabo mediante las técnicas del control lineal

As empresas, cada vez mais, buscam a redução de custo, para serem mais competitivas. A necessidade de aumentar a vida útil dos equipamentos, através de técnicas apropriadas é prioritário para manutenção dos ativos. Neste trabalho estudou-se o método para implantação da análise e monitoramento da vibração em equipamentos rotativos, com base nos conceitos da manutenção centrada em confiabilidade, usando técnicas preditiva e pró-ativa de manutenção pela condição, com foco na tarefa. Primeiramente foi analisado o comportamento dos componentes em relação ao processo de falha, como as falhas atuam, os tipos de modos de falha, falhas funcionais e seus efeitos. Após foram analisados e selecionados os critérios de níveis de vibração para os equipamentos rotativos em função da potência e rotação. Também, foi determinado em que condições os espectros seriam analisados em função da amplitude e freqüência de rotação. Então, foram preparados os locais para coletas dos dados de vibração. Assim, os níveis de vibração global foram coletados em função das amplitudes, em cada posição específica do equipamento em seu plano. Isto faz com que, análise dos níveis globais de vibração e o diagnóstico através do espectro e a forma de onda, permitissem encontrar a causa do problema. Finalmente, são apresentados os resultados em níveis de amplitude, espectro após ações, a correção da causa do problema e os tipos de defeitos de tendência de falhas e a implementação do método.

El presente Trabajo de Título tiene como objetivo realizar un análisis comparativo del desempeño de estrategias de control avanzado aplicadas a un motor de inducción, en base a resultados de simulaciones computacionales y pruebas experimentales. Para realizar las pruebas experimentales se construyó un dispositivo de inversión de voltaje previamente diseñado, que considera modificaciones para solucionar problemas de funcionamiento presentados por la versión original. Las estrategias de control aplicadas se basan en un esquema de control por orientación de campo, realizando modificaciones en el bloque de control de velocidad de la máquina. En primer lugar, se estudió la respuesta del sistema en base a un controlador de velocidad “PI fraccionario”, la cual corresponde a una novedosa técnica que considera cálculo de integrales no enteras para la determinación de la acción de control. En segundo lugar, se implementó una estrategia de control exclusivamente aplicable a motores de inducción denominada “Control por deslizamiento constante”. Esta estrategia está basada en la optimización del par entregado por la máquina, lo que se traduce en una reducción de las corrientes de línea para un nivel de carga fijo. Finalmente, se procedió a realizar el control de velocidad del motor de inducción mediante la estrategia clásica que usa un controlador PI, cuyos resultados servirán como base de comparación frente a las otras dos estrategias expuestas. Para realizar la comparación del desempeño de cada una de las técnicas se estudiaron los tiempos de estabilización, corrientes máximas por fase, robustez frente a perturbaciones de torque en el conjunto motor-carga, cálculo de índices de desempeño basadas en el error de control (IAE, ISE, ITAE, ITSE) y aplicabilidad experimental en tiempo real de cada una de las estrategias. Con respecto a los resultados obtenidos, se puede decir que la utilización de un controlador PI fraccionario permite obtener distintos tipos de respuestas, desde dinámicas lentas y sin fluctuaciones hasta respuestas rápidas con fuertes oscilaciones, dependiendo del orden de integración escogido. La estrategia de Control por deslizamiento constante presentó los resultados esperados a nivel de simulación (esto es, bajo error de seguimiento y reducción de corrientes de línea con respecto a las otras estrategias implementadas). Sin embargo, a nivel experimental, el sistema no respondió de la forma presupuestada ya que al imponer un deslizamiento constante las corrientes aumentaron considerablemente y no se consiguió un seguimiento de referencia de velocidad. El controlador PI puede ser interpretado como un caso particular del PI fraccionario (considerando orden de integración unitario), y presentó un comportamiento adecuado tanto en simulaciones como en pruebas de laboratorio.

Hydro Patapo S.A.C., es una empresa de sociedad de derecho peruana, cuyo servicio se enfoca en el desarrollo de proyectos de energía renovables, por esta razón cuenta con máquinas como: excavadora, cortadora de concreto, compactadora, martillo hidráulico y cargador frontal. Actualmente la empresa viene aplicando solamente un mantenimiento correctivo, el cual se efectúa cuando los operarios, ante alguna falla de las máquinas se ven forzados a detener la producción, teniendo la empresa que contratar servicios de mantenimiento para reparar la avería y continuar con sus actividades, generando así pérdidas económicas, horas máquina, entre otros. Es por esto, que la presente investigación tiene por finalidad proponer la implementación de un sistema de gestión de mantenimiento preventivo basado en RCM para reducir las fallas de la maquinaria. En la presente investigación se analizó la construcción de una minicentral hidroeléctrica realizada por la empresa en mención, en la región de Lambayeque. Se identificó los principales problemas con respecto al mantenimiento que se realiza, en donde se identificó un total de 334 fallas ocurridas equivalentes a 1 454 horas, destacando las máquinas críticas del proceso: excavadora y cargador frontal, en el periodo de febrero de 2014 a julio de 2016. Se establecieron los principales problemas de mantenimiento en las máquinas del proceso en donde se determinaron los indicadores de mantenimiento con respecto a las máquinas con las que cuenta la empresa, para conocer la confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad de las mismas. Posteriormente, se propuso un sistema de gestión de mantenimiento preventivo, basándose en la metodología de mantenimiento centrado en la confiabilidad RCM, con el propósito de aumentar los indicadores antes mencionados, utilizando las herramientas básicas de dicha metodología. Finalmente se realizó un análisis costo-beneficio de la propuesta para así determinar la inversión de la implementación de la propuesta. Para tener una mayor comprensión de la investigación realizada se presenta una comparación entre la pérdida monetaria de no contar con un sistema de mantenimiento que es de 125 939,06 dólares por el periodo de febrero de 2014 a julio 2016, con la implementación de un sistema de gestión mantenimiento el cual aumentará la vida útil de los activos y repercutirá positivamente en la parte monetaria el cual disminuirá en 21 933,84 dólares por año aproximado, brindando 1,52 dólares por cada dólar invertido, reduciendo el tiempo de inoperatividad en un 20, 58%. Este sistema permitirá disminuir gradualmente las posibles averías existentes de la maquinaría, incrementando su disponibilidad y reduciendo los costos de operación, demostrando que es económicamente viable. / Tesis

A mecanização agrícola tem sido um importante fator que vem contribuindo para atender o aumento na demanda por alimentos. Porém, o desenvolvimento de máquinas e implementos com maior desempenho operacional ainda carecem de uma base de informações tecnológicas sistematizadas para a implementação em novos projetos de produtos. Desta forma, o principal objetivo deste trabalho foi o de implementar um sistema capaz de gerar informações para auxiliar no desenvolvimento de novos projetos de produtos, ou mesmo na melhoria das máquinas e implementos já existentes. Para tanto, foi construído um conjunto de transdutores de força – dinamômetros do tipo anel octogonal estendido, capazes de medir solicitações em duas direções ortogonais e o momento associado a estes dois esforços. Associados a estes transdutores foram utilizados outros recursos para a formação de uma instrumentação embarcada, a fim de possibilitar os registros, em tempo real, dos dados gerados para serem armazenados em bancos de dados para posterior análises e avaliações. Com o sistema implementado foram realizados diversos conjuntos de testes de campo, onde se ensaiou uma semeadora adubadora comercial com seus elementos ativos e/ou seus componentes isolados da máquina. No primeiro teste, foi avaliada uma linha completa de uma semeadora-adubadora, onde foram medidos os esforços no disco de corte da palha, na haste sulcadora para deposição do adubo e na unidade de semeadura. Nos testes seguintes, foram realizadas avaliações em dois modelos de hastes sulcadoras, trabalhando com diversos parâmetros distintos, a fim de comparar os respectivos desempenhos entre os dois modelos estudados. Também, verificaram-se avaliações das solicitações dos esforços de tração para sulcadores de adubo tipo disco duplo e, para tracionar somente os discos de corte. Finalmente, mediram-se os esforços para o arraste do chassi durante o deslocamento em campo. Os resultados dos sensores de força combinados com a instrumentação embarcada foram considerados satisfatórios durante as medições nos testes de campo, visto a sua repetibilidade tendo como referência um sistema de calibrações prévias. Desta forma, confirmouse que os registros dos testes de campo podem servir de referência para a análise de projeto de máquinas semeadoras-adubadoras, uma vez que os mesmos foram obtidos em condições reais durante as operações de campo.

Satisfazer de modo rápido às necessidades dos clientes quanto a produtos personalizados requer implementação de técnicas de compra de materiais e componentes. Nessa perspectiva, o objetivo deste estudo é a implantação de uma técnica que possibilite a conversão de um sistema de produção MRP (Material Requirements Planning) para um sistema seqüenciado, que tenha um replanejamento autônomo e um fluxo orientado pela demanda do produto final solicitado pelo cliente, possibilitando flexibilidade e redução de estoques. A metodologia aplicada para cumprir com o objetivo proposto foi o estudo de caso, a partir da aplicabilidade das ferramentas Kanban, Sistema de Ponto de Pedido e Sequenciamento, destacando suas peculiaridades em termos de aplicação e em seguida implementação em um lote piloto para comparativo com o Tradicional MRP (Material Requirements Planning), mensurando os resultados em termos de redução de estoques e ganhos em flexibilidade e agilidade ao atendimento ao cliente interno – linha de montagem. Os resultados alcançados na implantação das ferramentas citadas ao lote piloto mostraram que no Sistema Ponto de Pedido, tevese consideráveis ganhos em acuracidade de estoque aplicado às matériasprimas (chapas de aço), no Sistema Kanban encontrouse uma redução de 35% e no Sistema Seqüenciado a redução foi de 60% no nível de inventário. Concluise que a implementação das ferramentas experimentadas através do lote piloto representa uma redução expressiva no nível de inventário e, também, promove a flexibilidade e agilidade no atendimento aos clientes.

O tempo de vida útil das ponteiras das hastes sulcadoras de adubo tem se constituído em problema constante aos fabricantes e usuários de semeadoras-adubadoras para plantio direto. Com o transcorrer das operações de campo, as ferramentas, ao interagirem com o solo, sofrem desgaste por abrasão provocando a modificação na sua configuração geométrica e, por conseqüência, no formato do sulco e esforço solicitado ao elemento tracionante, vindo a comprometer a eficiência da adubação e semeadura. Pesquisas têm demonstrado que os solos arenosos são os que apresentam maior abrasividade, entretanto, até o momento, não existem estudos que quantifiquem, passo a passo, isto é, em pequenas etapas de trabalho, como e onde ocorre o desgaste nestas ferramentas. O objetivo geral deste trabalho foi quantificar o desgaste de uma ferramenta comercial construída em Aço SAE 1060, forjado, e outra, de mesma configuração geométrica, construída em Ferro Fundido Nodular Austemperado (ADI), através da análise de perda de massa e variação de sua geometria em função das horas trabalhadas, no sentido de estabelecer-se a vida útil destas ponteiras, operando em solo arenoso. Desta maneira, pretendeu-se verificar a possibilidade de utilização de um novo material no sentido de prolongar a vida útil desta ferramenta. Como forma de propor métodos alternativos para análise do desgaste, foi executada a avaliação da taxa de desgaste frontal das ferramentas, através da verificação da perda de área nas diferentes etapas de trabalho. A partir dos resultados obtidos, especificamente, analisou-se a influência do desgaste nas forças horizontal e vertical atuantes sobre a ponteira, através de um dispositivo especialmente projetado e construído para medição destes esforços. Os resultados permitiram identificar que a ferramenta construída em Aço SAE 1060 teve a sua função comprometida após 10h de trabalho, apresentando desgaste médio de 44,39%, enquanto que a ponteira fabricada em ADI, no mesmo período, atingiu a taxa de 23,65% de perda de massa, mostrando uma tendência de vida útil de 17h de trabalho, ou seja, 70% a mais do que a ponteira original. Os demais resultados obtidos durante as operações de campo, especialmente o de análise de esforços, foram considerados satisfatórios, evidenciando-se um aumento na força horizontal, enquanto que a força vertical não apresentou variação significativa, na medida em que a ponteira foi apresentado maior desgaste. / The useful life of no–till planter’s fertilizer furrow openers became a problem for manufacturers and users of these machines. With field work, when tools interact with soil, they suffer abrasion wear, modifying their geometrical configuration, and, therefore, the format of the furrow and required effort to the tractive element, which compromise the efficiency of these operation. Research has shown that sand soils are those presenting greater abrasiveness, however, until the moment, there are no studies that quantify, step by step, the amount of wear and its placement at the tool as the work is being done. The main objective of this work was to quantify the wear of a commercial tool made of forged SAE 1060 steel, as well as comparing it with another one, with the same geometric form, made of Austempered Ductille Iron (ADI), through the analysis of loss of mass and geometry variation in function of the worked hours, seeking to establish their useful life, in sand soil. The aim was to verify the possibility of use of this new material (ADI) to increase the useful life of this tool. In order to consider alternative methods for analyzing the wear of tines, the wear rate of the front was acessed through by measuring the measurement the projected area loss at different work stages. From the results, specifically, the influences of wear on horizontal and vertical forces on the opener were analyzed with the use of an especially designed device. The results made it possible to identify that a tool constructed in SAE 1060 steel had its function compromised after 10h of work, presenting an wear of 44,39%, while the ADI opener, in the same period, reached 23,65% of loss of mass, showing a trend of useful life of 17h of work, 70% more than that of the original tine. The results from the field operations, especially efforts analysis, were considered satisfactory, proving an increase in horizontal force, while that the vertical force did not present significant variation, the measure where the furrow openers was presented bigger wear.

Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de otimizar as atividades de gerenciamento no desenvolvimento de novos produtos na AGCO, empresa fabricante de máquinas agrícolas, e em sua cadeia de fornecedores. A engenharia simultânea ou, mais amplamente, o gerenciamento simultâneo de projetos é um sistema para administração de projetos que permite encurtar o tempo de lançamento de um produto e, ao mesmo tempo, reduzir os gastos no projeto, atendendo às necessidades dos clientes-alvo. Pesquisadores do Massachussets Institute of Technology (MIT) Womack, Jones e Roos apresentaram em 1990 um estudo de cinco anos visando identificar quais as características desse sistema que contribuíam efetivamente para seu sucesso. Este estudo foi detalhado por Daniel Schrage, do Georgia Institute of Technology, que expandiu as quatro características básicas identificadas (líder forte, trabalho em equipe, comunicação eficiente, desenvolvimento simultâneo com fornecedores). Recentes estudos indicam que, além das conclusões dos estudos acima, três fatores são hoje preponderantes para o sucesso do gerenciamento simultâneo de projetos: comunicação, coordenação e colaboração. Esta pesquisa identifica as técnicas atualmente empregadas na AGCO e seus fornecedores e seus métodos de gerenciamento dos processos e pessoas, propondo ao final uma série de melhorias que permitirão a otimização deste sistema de gerenciamento de novos produtos. A coleta de informações foi feita através de entrevistas e envio de questionários a mais de 80 fornecedores da AGCO. A análise dos resultados da pesquisa nos leva à conclusão de que a AGCO e seus fornecedores podem aperfeiçoar seu sistema de gerenciamento de projetos, principalmente no item coordenação dos grupos técnicos e nas técnicas empregadas para avaliação de performance dos produtos. A aplicação dos métodos de desenvolvimento, e o envolvimento das pessoas estão em um patamar superior de performance.

Este trabalho insere em seu conteúdo dois propósitos: o primeiro é o de apresentar uma microusina experimental, uma planta piloto de uma microcentral hidrelétrica automatizada, que foi montada para ser utilizada como laboratório de pesquisas do desempenho de máquinas assíncronas de até 5CV operando como geradores de energia elétrica. Para isso, apresentamos todos os equipamentos com as suas respectivas especificações, a descrição do funcionamento e documentos gerais do projeto. O segundo é fazer uma revisão do uso da máquina assíncrona, funcionando como gerador de energia elétrica ligada à rede de distribuição local. Estudamos e apresentamos algumas conclusões sobre o comportamento deste tipo de gerador, no contexto de uma microcentral hidrelétrica automatizada, em situações operacionais onde se pode contemplar máxima potência ou máximo fator de potência ou, então, máximo rendimento. Realizamos análises teóricas considerando o circuito equivalente do gerador instalado na microcentral; foram geradas curvas das grandezas envolvidas no processo de geração de energia elétrica, e estes resultados foram comparados com as medidas fornecidas pelas leituras dos instrumentos, enquanto a máquina no ambiente da microusina experimental, era submetida à situação de carga zero até a máxima. Com os resultados colhidos procuramos estabelecer uma relação entre a potência mecânica nominal de motores assíncronos com a potência ativa nominal deste tipo de máquina operando como gerador.

Neste trabalho foi realizada a pesquisa, o desenvolvimento e a caracterização de compósitos magnéticos macios aplicados a núcleos de máquinas elétricas rotativas através da Metalurgia do Pó (M/P). Usualmente o núcleo (estator e rotor) de máquinas elétricas é fabricado por chapas de aço laminadas, onde este processo de fabricação demanda uma série de etapas e desperdício de material. Com a aplicação das técnicas da metalurgia do pó é possível reduzir etapas de fabricação e desperdício de matéria-prima, além da possibilidade do desenvolvimento de materiais com melhores desempenhos em sua aplicação. Os materiais estudados são compósitos de ferro puro misturado com resina fenólica. No procedimento experimental, os compósitos são misturados, compactados e curados. Como referência utilizou-se ferro puro sinterizado e outras ligas magnéticas, materiais com suas características conhecidas e aplicadas como material magnético macio. Foram confeccionadas amostras na forma adequada para o desenvolvimento dos núcleos citados, compreendendo a avaliação de propriedades de interesse. Para caracterização dos compósitos foram feitas análises de termogravimetria, das propriedades mecânicas e análise de sua microestrutura para avaliar o comportamento da resina presente no compósito. Na avaliação do desempenho dos compósitos foram analisadas propriedades magnéticas e elétricas, que são as propriedades de interesse para aplicação como núcleo de motores elétricos. Mecanicamente, os compósitos se comportam com base nas propriedades mecânicas da resina pura. Em relação às propriedades magnéticas, os compósitos estudados apresentam baixa indução de saturação, mas as perdas magnéticas são significativamente inferiores às referências. Os compósitos apresentam elevada resistividade elétrica, sendo um fator preponderante quanto à redução de perdas magnéticas. / This work presents the research, the development and the characterization done for soft magnetic composites applied to rotative electrical machines cores through Powder Metallurgy (P/M). The core (stator and rotor) of electrical machines is usually made of laminated steel sheets, and this manufactory process demands a series of stages and waste of material. When powder metallurgy techniques are used, it is possible to reduce both the manufacturing stages and the waste of raw-material. Besides, there is the possibility of developing materials with better performance when using them. The materials studied in this research are composites of pure iron mixed with phenolic resin. During the experiment, the composites are mixed, pressed and cured. Pure iron and other magnetic alloys were used as reference due to their well-known characteristics and applications as a soft magnetic material. Samples were manufactured in an accurate shape in order to develop the cores as mentioned before, regarding the analysis of the properties of interest. Analysis of thermogravimetry, of mechanical properties and microstructure were made with the objective of characterizing the composites concerning the behavior of the resin contained in the composite. When evaluating the composites performance, the magnetic and electrical properties where analyzed, which are the properties of interest when applied as a core of electric motors. Mechanically, the composites behave based on the mechanical properties of the pure resin. The composites studied for this work present low saturation induction, however, the magnetic losses are significantly inferior when comparing to the references and regarding magnetic properties. The composites present high electrical resistivity, and this is the most important aspect regarding the decreasing of the magnetic losses.