Resumen

En este trabajo se presenta un modelo matemático para obtener un indicador de falla en el estator basado en la corriente de secuencia negativa, el cual puede utilizarse en sistemas de diagnóstico en línea al separar los efectos del desbalance de voltaje y las asimetrías constructivas de la máquina. Se presentan resultados sobre la aplicación experimental de la técnica propuesta mediante una alternativa computacionalmente económica. Los resultados de la aplicación del modelo se validan mediante ensayos de laboratorio en un motor modificado especialmente y se obtienen resultados aplicados a dos motores de mayor potencia, los cuales fueron exitosamente diagnosticados por fallas en el estator. El resultado del trabajo es un modelo de gran aplicabilidad por ser poco invasivo y de bajo costo computacional, para diagnosticar un tipo de falla de evolución rápida que lleva en un corto tiempo al colapso térmico del bobinado de la máquina con los consecuentes costos de reparación.

INTRODUCCIÓN

Los métodos de detección de fallas en el estator se basan en los signos expuestos por dicha condición, algunos de los cuales se evidencian mediante inspección visual directa (chispas, descargas parciales, deterioro del aislamiento, descamado, contaminación) (IEEE Instrumentation and Measurement Society, 2004). Los métodos de inspección visual carecen de confiabilidad en la detección en estado incipiente y no permiten detectar un cortocircuito entre espiras de una misma bobina. Para cuando los síntomas se hacen notables, es porque normalmente la falla ha evolucionado de forma rápida y pone en peligro la vida del motor y toda la producción asociada (Bouzid y Champenois, 2012).

​En reemplazo de la inspección directa, se han desarrollado métodos como la inspección eléctrica de los aislamientos a través de la prueba de resistencia de aislamiento, la medida del índice de polarización, la medida de descargas parciales o la prueba de alto voltaje; pero según recomienda el estándar IEEE 43-2000 (Society, Electric Machinery Committee of the IEEE Power Engineering, 2000), la aplicación periódica de estas pruebas no es recomendable, porque los altos esfuerzos electromagnéticos a los que se somete el material aislante pueden deteriorarlo gravemente.

Existen alternativas de diagnóstico en línea para fallas ubicadas en el estator de la máquina de inducción centradas en las corrientes de alimentación, entre las que se encuentran el análisis en el dominio de la frecuencia en el espectro de Fourier, tanto real como complejo, y las transformadas wavelet; pero estas requieren un esfuerzo computacional importante para el cual no siempre existen recursos disponibles (Nandi, Toliyat y Xiaodong, 2005).

• Materias:Localización de fallas (Ingeniería) Circuitos eléctricos Modelos matemáticos Motores eléctricos
• Subjects:Troubleshooting (Engineering) Electric circuits Mathematical models Electric motors
• Palabras claves:Motores eléctricos de inducción; Diagnóstico de fallas; Tensiones; Estatores; Cortocircuitos
• Keywords:Electric motors; Fault diagnosis; Stresses; Stators; Short circuits