Técnicas de detección y diagnóstico de fallos en motores de inducción alimentados por inversor en estado transitorio

Résumé

Analizando la competitividad de la industria actual es patente que una parte importante se basa en la reducción de costes, entre los cuales se encuentran los costes asociados al mantenimiento. El equipamiento industrial con el cual se trabaja se encuentra sujeto a una serie de esfuerzos, así, si se produce cierta combinación de estos o algún esfuerzo que se ejerza sobre la maquinaria superase el umbral fijado en el diseño, puede acabar produciéndose un fallo prematuro, con los consiguientes costes asociados a la parada de la producción, reparación o sustitución del equipo dañado. Uno de los elementos más importantes en la industria actual es el motor de inducción o asíncrono. Este tipo de motor eléctrico es el principal convertidor de energía eléctrica en mecánica que se utiliza en la industria actual. Se puede alimentar directamente de red en aplicaciones de velocidad fija o bien a través de un inversor en aplicaciones de velocidad variable o que requieran un control del par, como es el caso en el que nos centramos en esta tesis. Se trata de una máquina muy robusta, así su tasa de fallos debería ser baja y su vida útil larga. Sin embargo, esta máquina puede sufrir fallos antes del final de su vida útil en algunos de sus componentes. Para determinar la existencia o no de un fallo es necesario un sistema de detección y diagnóstico. Por esta razón es por la que existe una necesidad actual de técnicas adecuadas para identificar fallos en motores de inducción alimentados por inversor en estados transitorios, lo que supone todo un reto debido a la proximidad de las evoluciones de los armónicos de fallo con la componente fundamental y el cambio continuo de esta frecuencia durante los estados transitorios. Y es aquí donde surge la necesidad del desarrollo de la presente tesis. En esta tesis se ha desarrollado una nueva técnica, la Transformada Dragón, basada en átomos tiempo-frecuencia, que permite solventar los problemas de resolución que aparecen en otras técnicas, consiguiendo una perfecta resolución de los armónicos de fallo, lo que permite poder visualizarlos con cualquier tipo de señal que se analice. La Transformada Dragón ha sido probada, de manera satisfactoria, tanto de manera teórica como experimental en el laboratorio de la Universidad de Valladolid, consiguiendo los resultados que en esta memoria se plasman.