Modelado de las irregularidades del motor de inducción

Abstract

En esta tesis se estudian estrategias para la estimación de posición y el diagnóstico de fallas en motores de inducción utilizados en accionamientos de velocidad variable. La estimación de posición permite eliminar los sensores mecánicos en el control del motor, reduciendo los costos y aumentando la confiabilidad y robustez del accionamiento. El diagnóstico de fallas en línea permite la detección de fallas incipientes, reduciendo de esta manera tanto los costos de reparación como los asociados a la parada no programada del proceso o línea de producción. Las estrategias estudiadas y propuestas en esta tesis se basan en los efectos que producen las irregularidades, inherentes al motor o producidas por las fallas, cuando éste es excitado mediante una señal exploradora, inyectada por el inversor del accionamiento. Para el análisis de estas estrategias se propone un modelo de circuitos múltiplemente acoplados y un nuevo método para el cálculo de las inductancias. Este método permite incluir el efecto de distintas no homogeneidades, radiales y axiales, tanto de los bobinados como del entrehierro. Las propuestas realizadas en esta tesis son validadas experimentalmente mediante prototipos de laboratorio.

Strategies for the position estimation and fault diagnosis in induction motor drives are studied in this thesis. The estimation of position allows eliminating the mechanical sensors in the motor control, reducing then costs and improving reliability and robustness as well. On-line fault diagnosis allows the detection of insipient faults, reducing in consequence the repair costs and the process or production line stop-time. The strategies proposed and studied in this thesis are based on the effects of saliencies, as for the ones inherent to the motor and the produced by faults, when the motor is excited with a drive-injected signal. For the analysis of these strategies, a multiple-coupled circuit model and a new method for inductance calculation are proposed. This method allows including the effects of radial and axial non-uniformities of both windings and air-gap. The proposals included in this thesis are experimentally validated using a laboratory experimental setup.