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
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/14537 |
| Date | 15 December 2010 |
| Creators | Carvalho, Daniel Pereira de |
| Contributors | Andrade, Darizon Alves de |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, UFU, BR, Engenharias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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