Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-09T03:18:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2017 / Compressores herméticos utilizados em sistemas de refrigeração possu-em em seu interior motores elétricos como subsistema responsável por transmitir movimento ao conjunto mecânico. O motor de indução monofásico com rotor gaiola de esquilo é o tipo de motor mais empregado em compressores destinados à refrigeração doméstica e comercial leve. Esse tipo de motor possui uma série de características que precisam ser controladas durante o processo produtivo para que sua qualidade seja assegurada. Uma dessas características é a folga radial entre estator e rotor, conhecida na literatura como entreferro. A característica entreferro é uma característica crítica do motor de indução, pois, esta impacta tanto no desempenho quanto na confiabilidade do compressor. Devido a isso, 100% da produção dos motores monofásicos passa por um controle do entreferro. O método de controle utilizado é um método atributivo que se utiliza de lâminas de folga, onde o operador circunda todo o perímetro da interface estator/rotor com essa lâmina, verificando assim se existe uma folga mínima em toda a região do entreferro. Porém, índices de qualidade internos e externos, apontam para uma baixa eficácia do método. Problemas de excentricidade do rotor são as principais causas de modos de falha relacionados ao entreferro. Como em grandes máquinas elétricas a excentricidade do rotor está relacionada principalmente com o desgaste de rolamentos e mancais do eixo ao longo da vida útil da máquina, isso motivou pesquisadores a desenvolverem métodos de de-tecção não invasivos da excentricidade do rotor para que pudessem ser utilizadas como técnicas de manutenção preditiva. A análise da assinatu-ra da corrente do motor (Motor Current Signature Analysis - MCSA) é uma dessas técnicas, onde o sinal de corrente elétrica do estator é adqui-rido e processado de maneira a extrair informação sobre a condição de excentricidade do rotor. Este trabalho estuda os métodos MCSA assim como algumas técnicas de processamento de sinal que são utilizadas em conjunto. Na parte de avaliação, apenas os métodos que se utilizam da transformada rápida de Fourier (Fast Fourier Transform - FFT) são analisados experimentalmente, aplicando-se estes em dois motores de indução de pequeno porte. Os resultados obtidos atestam que tais méto-dos possibilitam a determinação da condição de excentricidade do rotor, permitindo a aplicação desses no controle de qualidade do entreferro. / Abstract : Hermetic compressors used in refrigeration systems have in their interior electric motors as subsystem responsible for transmitting motion to the mechanical kit. The single-phase induction motor with squirrel cage rotor is the type of motor most commonly used in compressors intended for domestic and commercial light refrigeration. This type of engine has a number of characteristics that need to be controlled during the production process in order to ensure its quality. One of these characteristics is the radial gap between stator and rotor, known in the literature as air-gap. The air-gap characteristic is a critical characteristic of the induction motor, since it impacts both the performance and the reliability of the compressor. Due to this, 100% of the production of the single-phase motors goes through a control of the air-gap. The control method used is an attributive method that uses slack blades, where the operator surrounds the entire perimeter of the stator/rotor interface with this blade, verifying if there is a minimum gap in the entire region of the air-gap. However, internal and external quality indices point to a low efficacy of the method. Rotor eccentricity problems are the main causes of air-gap related failure modes. As in large electrical machines rotor eccentricity is primarily related to the wear of bearings and shaft bearings over the life of the machine, this motivated researchers to develop non-invasive rotor eccentricity detection methods so that they could be used as predictive maintenance techniques. Motor Current Signature Analysis (MCSA) is one such technique where the stator electrical current signal is acquired and processed in order to extract information about the rotor eccentricity condition. This work studies the MCSA methods as well as some signal processing techniques that are used together. In the evaluation part, only the methods that are used of the Fast Fourier Transform (FFT) are analyzed experimentally, applying these in two small induction motors. The results obtained confirm that these methods permit the determination of the rotor eccentricity condition, allowing the application of these in the air-gap quality control.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/182579 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Amaral, Matheus Hammes |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Flesch, Carlos Alberto |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 137 p.| il., gráfs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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