Prototipo de bajo costo para el diagnóstico de fallas de motores de inducción trifásico con rotor jaula de ardilla.

Abstract

El presente trabajo realizado en base a un estudio acerca de los tipos de fallas que pueden sufrir los motores de inducción con rotor jaula de ardilla dentro de una industria presenta una alternativa viable, eficaz y de bajo costo para la detección y monitoreo de fallas en los devanados del estator y barras del rotor a través de un método no invasivo compuesto por un hardware con elementos de bajo costo como transformadores de corriente durante la etapa de monitoreo; filtro electrónico con amplificadores operacionales en la etapa de acondicionamiento de señales, microcontrolador Arduino Due en la etapa de adquisición de datos y una tarjeta Adafruit Data Logger Shield en la etapa de almacenamiento de datos. Junto con un algoritmo desarrollado en el entorno de MATLAB para el tratamiento digital de señales conforman todo el sistema. El algoritmo basado en la técnica de análisis espectral de corrientes MCSA (Motor Current Signature Analysis) localiza las componentes espectrales asociadas a un posible defecto y estima la severidad del daño. Con el fin de validar el funcionamiento del prototipo desarrollado, se realizaron distintos tipos de pruebas con un motor, primeramente, en estado sano y luego induciendo fallas en devanados del estator y barras del rotor. Las pruebas fueron realizadas en una bancada montada exclusivamente para simular la carga sobre el eje del motor mediante un sistema de frenado accionado manualmente permitiendo de esta manera crear el régimen de trabajo al que es sometido cotidianamente un motor en el sector industrial. El prototipo demostró buena precisión y eficacia a medida que la carga del motor se aproximaba a la capacidad nominal del mismo. Por otra parte, demostró limitaciones de precisión en la localización de fallas a medida que el motor se acercaba al funcionamiento en vacío.