La Señal de Diferencia de Voltaje Neutro como un Medio para Investigar Fallas de Excentricidad y Desmagnetización en un Generador Síncrono AFPM
Autores: Barmpatza, Alexandra C.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
La Señal de Diferencia de Voltaje Neutro como un Medio para Investigar Fallas de Excentricidad y Desmagnetización en un Generador Síncrono AFPM
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Señal v
Diagnóstico de fallas
Desmagnetización
Fallas de excentricidad estática
Generador síncrono AFPM
Frecuencia armónica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo investiga la señal de diferencia de voltaje neutro, señal V, para el diagnóstico de fallas. La señal mencionada es la señal del voltaje entre el punto común de estrella del estator y el punto común de estrella de la carga. Las fallas en estudio son la desmagnetización y las fallas de excentricidad estática, mientras que la máquina en la que se investigan las fallas es un generador sincrónico de imán permanente de flujo axial (AFPM), adecuado para aplicaciones de energía eólica. Este estudio se llevó a cabo utilizando un método de elementos finitos en 3D (3D-FEM), y el modelo FEM de la máquina fue validado a través de experimentos. Este método es uno de los más precisos para el cálculo de máquinas eléctricas, permitiendo un estudio detallado del comportamiento electromagnético. Los componentes que constituyen la señal V se determinaron utilizando un programa de software 3D-FEM (Opera 18R2). Posteriormente, se realizó un análisis adicional utilizando el software MATLAB R2022b, y se aplicó una transformada rápida de Fourier (FFT) a esta señal. En todos los casos de fallas investigados, aparecieron nuevas armónicas, y las amplitudes saludables de la mayoría de las armónicas ya existentes aumentaron. Estos hallazgos pueden ser utilizados para la identificación de fallas. El análisis reveló que la frecuencia armónica de 1.5f fue la más dominante en el caso de desmagnetización, mientras que en el caso de excentricidad estática, la armónica más dominante fue una frecuencia igual a la frecuencia de operación de la máquina, f. La novedad de este estudio es que esta señal no se ha utilizado anteriormente para la identificación de fallas, especialmente en máquinas sincrónicas AFPM. Esta señal depende del voltaje EMF y de las corrientes de fase del estator, pero es menos sinusoidal. En consecuencia, puede detectar fallas en casos donde las señales mencionadas no pueden ser utilizadas para la detección.
Descripción
Este artículo investiga la señal de diferencia de voltaje neutro, señal V, para el diagnóstico de fallas. La señal mencionada es la señal del voltaje entre el punto común de estrella del estator y el punto común de estrella de la carga. Las fallas en estudio son la desmagnetización y las fallas de excentricidad estática, mientras que la máquina en la que se investigan las fallas es un generador sincrónico de imán permanente de flujo axial (AFPM), adecuado para aplicaciones de energía eólica. Este estudio se llevó a cabo utilizando un método de elementos finitos en 3D (3D-FEM), y el modelo FEM de la máquina fue validado a través de experimentos. Este método es uno de los más precisos para el cálculo de máquinas eléctricas, permitiendo un estudio detallado del comportamiento electromagnético. Los componentes que constituyen la señal V se determinaron utilizando un programa de software 3D-FEM (Opera 18R2). Posteriormente, se realizó un análisis adicional utilizando el software MATLAB R2022b, y se aplicó una transformada rápida de Fourier (FFT) a esta señal. En todos los casos de fallas investigados, aparecieron nuevas armónicas, y las amplitudes saludables de la mayoría de las armónicas ya existentes aumentaron. Estos hallazgos pueden ser utilizados para la identificación de fallas. El análisis reveló que la frecuencia armónica de 1.5f fue la más dominante en el caso de desmagnetización, mientras que en el caso de excentricidad estática, la armónica más dominante fue una frecuencia igual a la frecuencia de operación de la máquina, f. La novedad de este estudio es que esta señal no se ha utilizado anteriormente para la identificación de fallas, especialmente en máquinas sincrónicas AFPM. Esta señal depende del voltaje EMF y de las corrientes de fase del estator, pero es menos sinusoidal. En consecuencia, puede detectar fallas en casos donde las señales mencionadas no pueden ser utilizadas para la detección.