Diagnostico de fallas en rodamientos de motores electricos a partir de la medicion de variables electricas

Abstract

Los rodamientos constituyen la causa más frecuente de falla de los motores deinducción, involucrando más del 40% de las fallas de estos motores. Por ello, ladetección incipiente de fallas en rodamientos implica un considerable incremento enconfiabilidad del motor y consecuentemente en los procesos industriales donde ellosfuncionan En esta tesis se evalúan diferentes estrategias desarrolladas a partir de la medición de lasvariables eléctricas de motores de inducción para el diagnóstico de fallas incipientes ensus rodamientos. Para ello, se analizan en primera instancia las solicitaciones presentesen los rodamientos durante su funcionamiento normal. Asimismo, se estudia el efectoque producen en el motor diferentes tipos de fallas, según sean éstas puntuales ogeneralizadas. Posteriormente, se propone un modelo matemático del motor deinducción mediante el cual se estudia por simulación, el efecto que produce sobre el parelectromagnético una falla puntual en la pista externa de uno de los rodamientos delmotor A continuación se describen y fundamentan de manera analítica seis estrategias para eldiagnóstico de fallas en rodamientos: la firma de corriente, el módulo del vectorcorriente, la potencia activa por fase, las potencias real e imaginaria instantáneas y elmódulo de la potencia aparente compleja. Mediante datos de simulación del modelo delmotor con falla, se implementan estas estrategias mostrando una correspondencia entrelos resultados analíticos y de simulación Finalmente se implementan las estrategias mediante datos experimentales obtenidos apartir de un motor cuyo rodamiento del lado de la carga posee una falla puntualintroducida de manera intencional en su pista externa. Los resultados experimentalesmuestran una marcada dependencia de la potencia activa por fase y de la potencia activainstantánea con el estado de carga del motor con falla. Asimismo la componenteequivalente de falla se incrementa en amplitud con el incremento de la severidad de lafalla en todas estas estrategias La amplitud de los armónicos de falla presentes en cada estrategia, pone en evidenciaademás los inconvenientes asociados a la detección de la falla en condicionesexperimentales, cuanto más en el ámbito industrial en donde la relación seria-ruido esaltamente desfavorable.