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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19191
Tipo: | Tese |
Título: | Detecção de velocidade e de falha de excentricidade em motores elétricos a partir de sinais sonoros utilizando densidade de máximos |
Título(s) alternativo(s): | Detecção de velocidade e de falha de excentricidade em motores de corrente contínua sem escovas a partir de sinais sonoros utilizando densidade de máximos |
Autor(es): | Véras, Frank César Lopes |
Primeiro Orientador: | Lima Filho, Abel Cavalcante |
Primeiro Coorientador: | Brito, Alisson Vasconcelos de |
Resumo: | Os motores Brushless Direct Current (BLDC) têm sido utilizados em uma larga faixa de setores de atividades. Em algumas aplicações críticas, falhas nessas máquinas podem causar desastres operacionais e custar vidas, caso elas não sejam diagnosticadas com antecedência. Os métodos clássicos para detecção de falhas incipientes em motores BLDC realizam processamento do sinal de corrente de armadura para se obter a informação requerida. Neste trabalho, a técnica SAC-DM (Signal Analysis based on Chaos using Density of Maxima) é aplicada pela primeira vez no diagnóstico de falhas de sistemas eletromecânicos a partir de sinais sonoros. Análise wavelet multiresolução é utilizada para separar uma componente caótica do sinal do som emitido pelo motor, a partir da qual é calculado o Coeficiente de Comprimento de Correlação (CLC) usando a técnica SAC-DM. Este trabalho demonstra que é factível realizar diagnóstico de excentricidade dinâmica em motores BLDC identificando variações do SAC-DM do sinal de som. A técnica exposta nesse trabalho possui baixo custo computacional e alto índice de acerto. Para validar o método, foram realizados testes em um pequeno motor BLDC normalmente utilizado em Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT), demonstrando a capacidade do método em detectar a velocidade do motor em 95,89% dos casos, e detectar problemas de excentricidade a uma velocidade fixa em 92,87% dos casos, empregando a Transformada de Wavelet. Para os casos analisados sem Wavelet, foram alcançados 98,38% de acurácia na detecção de velocidade e 88,65% na detecção de excentricidade, com uma velocidade fixa. |
Abstract: | Brushless Direct Current (BLDC) motors have been used in a wide range of fields. In some critical applications, failures in these machines can cause operational disasters and cost lives if they are not detected in advance. The classical methods for detecting incipient faults in BLDC motors perform processing of the current signal to obtain the required information. In this work, the SAC-DM (Signal Analysis based on Chaos using Density of Maxima) technique is applied for the first time in the diagnosis of failures of electromechanical systems from sound signals. Multiresolution wavelet analysis is used to separate a chaotic signal component from the sound emitted by the motor, from which the Correlation Length Coefficient (CLC) is calculated using the SAC-DM technique. This work demonstrates that it is feasible to perform dynamic eccentricity diagnosis in BLDC motors by identifying variations of the SAC-DM of the sound signal. The technique exposed in this work requires low computational cost and achieves high success rate. To validate the method, tests were carried out on a small BLDC motor normally used in Unmanned Aerial Vehicle (UAV), demonstrating the ability of the method to detect the speed of the motor in 95,89% of the cases, and to detect eccentricity problems at a fixed speed in 88.34% of the cases, using the Wavelet Transform. For the cases analyzed without Wavelet, 98.38% accuracy in speed detection and 88.65 % in eccentricity detection were achieved at a fixed speed. |
Palavras-chave: | Motores BLDC Teoria do caos Análise de sinais Detecção Excentricidade Velocidade BLDC motors Chaos theory Signal analysis Detection Unbalanced |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Engenharia Mecânica |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19191 |
Data do documento: | 30-Jul-2019 |
Aparece nas coleções: | Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
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