Search

Induction motors have played a central role in the techno-economic de velopment of modern industries and electric power generation. However, the presence of recurring failures hinders a cost-effective performance and leads to catastrophic damage. Therefore, the present study proposed an assessment to investigate the influence of two types of failures in induc tion motors, namely failure due to broken bars in the rotor and defects in the connection between the rotor bars and the end ring. Accordingly, a three-phase induction motor was evaluated under different failure conditions that modified the operational torque and rotational speed. The results indicated that both types of failures magnify both the core and copper power losses by up to 13.3 % and 8 %, respectively, compared to the healthy condition. On the other hand, an efficiency reduction between 1.94 % to 3.41 % is an indication of failure progression. Finally, the appearance of harmonics 3 and 7, and the intensified magnitude of harmonic 5, represent a clear sign of failure occurrence related to rotor bars and defects in the connection to the end ring. In conclusion, the proposed methodology proved to be an adequate tool to predict failure appearance, which has a direct impact on extending the lifetime of induction motors. Resumen Los motores de inducción han desempeñado un papel fundamental en el desarrollo tecno-económico de las industrias modernas. No obstante, la presencia de fallos recurrentes dificulta un rendimiento rentable y conduce a daños catastróficos. Por lo tanto, el presente estudio propone una evaluación para investigar la influencia de dos tipos de fallos en los motores de inducción: fallos debidos a la rotura de barras en el rotor y los defectos en la conexión entre las barras del rotor y el anillo final. De tal forma, se evaluó un motor de inducción trifásico en diferentes condiciones de funcionamiento, modificando el par nominal y la velocidad de giro. Los resultados indicaron que ambos tipos de fallos magnifican las pérdidas de potencia entre un 8 % y 13,3 % en comparación con el estado sin falla. Por otra parte, una reducción de la eficiencia entre el 1,94 % y el 3,41 % es un indicio de la progresión de estos fallos. Por último, la aparición de los armónicos 3 y 7, y la intensificación de la amplitud del armónico 5 es un claro indicio de la aparición de fallos relacionados con las barras del rotor y los defectos en la conexión con el anillo de cierre. En conclusión, la metodología propuesta demostró ser una herramienta adecuada para predecir la aparición de fallos lo cual repercute en la prolongación de la vida útil de los motores de inducción.

Contexto Este trabajo se realiza con la finalidad de proponer un sistema de gestión energética por medio de una microrred para la disminución del consumo asociado a una carga crítica como lo puede ser un motor de inducción trifásico. Método Se implementa una metodología de caso de estudio con enfoque cuantitativo, ya que, permite el análisis del problema por medio del uso de diferentes fuentes y la aplicación de métodos matemáticos y estadísticos que posibilitan validar y comprobar los resultados obtenidos. Resultados Los resultados muestran que por medio de la aplicación de la normatividad colombiana se pueden establecer los valores límite, máximos y mínimos que se requieren para determinar los índices normalizados que permiten evaluar ciertas variables de calidad de la energía, como lo es el nivel de tensión de la microrred en cualquiera de sus escena- rios. Por ejemplo, en el modo On-Grid se altera la tensión del barraje por lo que se evalúa el sistema de acuerdo al inversor fotovoltaico y a la red eléctrica, ya que, el inversor se comporta como carga y altera la demanda, además, en este modo se pueden llegar a presentar excedentes, debido a estos, los valores índicados por el instrumento de medida pasan a ser negativos. Finalmente, es posible disminuir el consumo asociado a un motor de inducción trifásico por medio del uso de un variador de velocidad, debido a que durante el transitorio no se presenta el sobrepico existente cuando se realiza un arranque directo. Conclusiones Es posible diseñar una microrred eléctrica de acuerdo a las características de los equipos disponibles en la Uni- versidad Santo Tomás, si se utilizan aquellos que permiten el manejo de una carga crítica como un motor de inducción y que facilitan la implementación y gestión de dicha microrred. Está gestión se puede realizar por medio de un PLC S7-1200 que simplifica el manejo de equipos de maniobra y permite un mejor desarrollo y entendimiento. Por medio de la implementación de recursos energéticos distribuidos (DER), y del sistema de gestión antes mencio- nado se puede manejar el consumo de energía presente en la microrred, ya que, se toman decisiones con respecto a la generación y se despacha la energía que debe ser suministrada al motor, del cual a su vez, se disminuyen los picos de corriente de arranque por medio del uso de un variador de velocidad cuyas características de entrada y salida permiten el acople a una microrred monofásica de una carga trifásica. Palabras clave: Gestión, índices normalizados, microrred eléctrica, consumo, motor de inducción, variador de velocidad, carga crítica. Context This thesis proposes to make an Energy Management System (EMS) for a microgrid to minimize the consumption of a critical load like a three-phase induction motor. Method It is developing a quantitative methodology because this kind of research allows the analysis of the obtained data employing numerical and statistical methods. Results The obtained results show the application of Colombian regulations in electric systems and standardized indexes proposed in scientific research papers. These indexes are used to evaluate some variables like voltage level in the different scenarios in the microgrid. For example, when the microgrid is On-grid, the voltage level changes, and the inverter act as a load when waiting to synchronize with the grid, also, there is some excess and due to these, the measurement device shows negative values. Finally, it is possible to reduce the consumption of a induction motor using a variable frequency drive, because at the moment of the transitory state there is no peak current in the starting as it happens when is use a direct starting. Conclusions It is possible to design an electric microgrid according to the characteristics of each device in Santo Tomas University if it uses those that allow a high power consumption of an induction motor and making easy the implementation and management of the microgrid. The management device is an S7-1200 PLC, due to this device is made to control industrial devices and loads. Using Distributed Energy Resources (DER) and the Energy Management System it is possible to dispatch the generated energy to the loads, also, the variable frequency drive allows using a single-phase input to couple a three- phase load due to its type of output. Keywords: Management, standardized indexes, electric microgrid, consumption, induction motor, variable fre- quency drive, critical load. Ingeniero Electronico Pregrado

[ES] Actualmente, debido a la problemática ambiental, los coches eléctricos están ganando popularidad y se plantea que en un futuro cercano estos reemplacen los vehículos convencionales. Con el fin de mejorar la eficiencia de estos vehículos, existe una creciente necesidad de investigar mejoras para el sistema de gestión térmica. Ésta es importante a nivel global en el vehículo para mantener los elementos que lo componen en sus condiciones óptimas de operación, algunos de ellos muy sensibles al cambio de temperatura, como es la batería; incluso podría estudiarse el aprovechamiento del calor generador por el motor en el sistema de gestión térmica integral del vehículo, por ejemplo, para calentar dichas baterías en invierno. El objetivo principal de este estudio es desarrollar un modelo térmico de un motor de inducción. Primero se desarrolló el modelo electromecánico del motor, con el cuál se puede calcular distintas variables de funcionamiento del motor para cualquier condición de operación. Además, con este modelo también se pueden estimar las pérdidas de calor del motor, que sirven como entrada del modelo térmico del motor eléctrico, con el cuál se puede estimar la temperatura en distintas ubicaciones del motor, así como los flujos de calor entre ellas. Estos modelos fueron validados mediante ensayos experimentales que se realizaron en un motor de inducción de 2.2 kW. Posteriormente, con estos modelos, se realizaron estudios de gestión térmica para un motor de inducción de aplicación automotriz., [CAT] Actualment, a causa de la problemàtica ambiental, els cotxes elèctrics estan guanyant popularitat i es planteja que en un futur proper aquests reemplacin els vehicles convencionals. Per tal de millorar l'eficiència d'aquests vehicles, hi ha una necessitat creixent d'investigar millores per al sistema de gestió tèrmica. Aquesta és important a nivell global al vehicle per mantenir els elements que el componen en les seves condicions òptimes d'operació, alguns molt sensibles al canvi de temperatura, com és la batería. Aquest fet es podria utilitzar per estudiar l'aprofitament de la calor generadora pel motor al sistema de gestió tèrmica integral del vehicle, per exemple, per escalfar aquestes bateries a l'hivern. L’objectiu principal d’aquest estudi és desenvolupar un model tèrmic d’un motor d’inducció. Primer es va desenvolupar el model electromecànic del motor, amb el qual es poden calcular diferents variables de funcionament del motor per a qualsevol condició d'operació. A més, amb aquest model també es poden estimar les pèrdues de calor del motor, que serveixen com a entrada del model tèrmic del motor elèctric, amb el qual es pot estimar la temperatura a diferents ubicacions del motor, així com els fluxos de calor entre elles. Aquests models van ser validats mitjançant assaigs experimentals que es van fer en un motor d'inducció de 2.2 kW. Posteriorment, amb aquests models, es van fer estudis de gestió tèrmica per a un motor d'inducció d'aplicació automotriu., [EN] Currently, due to environmental problems, electric cars are gaining popularity and it is proposed that in the near future they will replace conventional vehicles. In order to improve the efficiency of these vehicles, there is a growing need to investigate improvements to the thermal management system. This is important at a global level in the vehicle to maintain the elements that compose it in their optimal operating conditions, some of them very sensitive to changes in temperature, such as the battery. This fact could be used to study the use of the heat generated by the engine in the vehicle's integral thermal management system, for example, to heat these batteries in winter. The main objective of this study is to develop a thermal model of an induction motor. First, the electromechanical model of the engine was developed, with which different operating variables of the engine can be calculated for any operating condition. In addition, with this model the heat losses of the motor can also be estimated, which serve as input for the thermal model of the electric motor, with which the temperature in different locations of the motor can be estimated, as well as the heat flows between them. These models were validated through experimental tests that were carried out on a 2.2 kW induction motor. Subsequently, with these models, thermal management studies were carried out for an induction motor for automotive application.

Publicaciones en Ciencias y Tecnología, Vol 16, Nro 2, año 2022. La FIDVR representa una importante amenaza para la operación segura y confiable de los sistemas eléctricos de potencia con carga dominada por motores de inducción. En este trabajo se propone una estrategia de rechazo de carga basada en el tiempo de recuperación crítico (CRT) de la tensión para mitigar la FIDVR. El CRT permite identificar las barras más efectivas principalmente responsables de la FIDVR. Mientras que la desviación del CRT determina la cantidad de carga a desconectar en cada barra efectiva según la severidad de la FIDVR. Los resultados obtenidos mediante la simulación de la estrategia en el DPL de Power Factory DigSilent en el sistema 39 Bus New England demostraron que es capaz de identificar la ubicación y la cantidad de carga más efectiva para mitigar la FIDVR. Comparado con el esquema convencional UVLS la estrategia propuesta logra una recuperación rápida de la tensión y requiere de una menor cantidad de carga a desconectar. Se concluye que la estrategia de rechazo de carga propuesta responde adaptivamente a la severidad de la FIDVR para desconectar la mínima cantidad de carga con la finalidad de mejorar la estabilidad de tensión de corto plazo. // FIDVR represents a major threat to the safe and reliable operation of electrical power systems with load dominated induction motors. In this paper, a load shedding strategy based on the critical recovery time (CRT) of voltage is proposed to mitigate FIDVR. The CRT allows to identify the most effective load mainly responsible for the FIDVR. While the CRT deviation determines the amount of load to be disconnected in each effective bus according to the severity of the FIDVR. The results obtained by simulating the strategy in the Power Factory DigSilent DPL on the 39 Bus New England system showed that it is capable of identifying the most effective location and amount of load to mitigate FIDVR. Compared with the conventional UVLS scheme, the proposed strategy achieves a fast voltage recovery and requires a smaller amount of load to be disconnected. It is concluded that the proposed load shedding strategy responds adaptively to the severity of the FIDVR to disconnect the minimum amount of load in order to improve short-term voltage stability.

El presente trabajo muestra el diseño e implementación de un variador de frecuencia para un motor trifásico de tipo inducción utilizando el algoritmo de control predictivo por modelo (MPC). La estrategia se fundamenta en la estimación del modelo interno de la máquina a controlar. Mediante simulación se analiza el comportamiento del controlador ante variaciones en la estimación de los parámetros del motor y distintos puntos de operación. El sistema de control es implantado mediante el microcontrolador TMS320F28335 y un inversor trifásico de dos niveles con el uso del IRAM 136‑3063b. Finalmente, el comportamiento del sistema experimental es comparado mediante herramientas computacionales.

En la actualidad los motores de inducción se encuentran a la cabeza del tipo de motor más común en la industria, constituyendo en torno al 90% de los motores presentes en la misma. Esto se debe a su robustez, precisión, fiabilidad y facilidad de regulación. La importancia de este tipo de máquinas ocasiona que una buena planificación de su mantenimiento sea crucial. Para ello se cuenta con el mantenimiento predictivo, pudiendo anticiparse a la aparición de fallos en los motores y minimizar así el gasto provocado por posibles averías. El objetivo de este Trabajo Fin de Grado es evaluar el comportamiento de técnicas de Machine Learning asociadas al mantenimiento predictivo frente al diagnóstico del estado de los rodamientos de motores de inducción., Departamento de Ingeniería Eléctrica, Grado en Ingeniería Eléctrica

[ES] En el presente trabajo, se plantea como objetivo principal aportar al estudio de nuevos sistemas de gestión térmica en vehículos eléctricos xEV, tales como híbridos o de pilas de combustible. Las tareas se centraron en desarrollar, validar y usar modelos numéricos 0D/1D de los distintos elementos que componen un xEV, y posteriormente estudiar el impacto de nuevas estrategias de gestión térmica en cada uno de ellos. Para ello, se realizó un modelo capaz de estimar los parámetros de la función de Wiebe mediante Redes Neuronales Artificiales en un motor de encendido provocado destinado a un vehículo hibrido, y de esta forma conocer la liberación de calor del elemento mas influyente en un sistema de refrigeración de vehículos híbridos. Posteriormente, se desarrolló un modelo térmico de un motor eléctrico de inducción. Finalmente, se realizó un modelo nodal térmico de una pila de combustible de membrana de intercambio protónico, con el propósito de estudiar las distintas estrategias de refrigeración., [EN] In the present work, the main objective is to contribute to the study of new thermal management systems in xEV electric vehicles, such as hybrids or fuel cells. The tasks focused on developing, validating, and using numerical 0D/1D models of the different elements that make up an xEV, and later studying the impact of new thermal management strategies on each of them. To do this, a model capable of estimating the parameters of the Wiebe function using Artificial Neural Networks in a spark ignition engine for a hybrid vehicle was carried out, and in this way to know the heat release of the most critical element in a hybrid vehicle cooling system. Subsequently, a thermal model of an induction electric motor was developed. Finally, a lumped thermal model of a proton exchange membrane fuel cell was made, with the purpose of studying different cooling strategies.

[ES] En este Trabajo Fin de Grado, se pretende seleccionar el mejor método de control de un motor de inducción. Para ello utilizaremos los accionamientos del laboratorio del departamento de ingeniería eléctrica. Además de comparar los variadores de frecuencia, se va a comparar los diferentes métodos de control con los que se pueden configurar. Para conseguirlo iremos cambiando el accionamiento del motor de inducción y anotando los resultados de cada magnitud obtenidos. Para todos los accionamientos se va a realizar el mismo ensayo, de forma que podamos comparar los resultados obtenidos con los diferentes accionamientos y métodos de control empleados.

espanolLa nueva norma de etiquetado en Colombia (RETIQ) requiere que los motores de induccion especifiquen su eficiencia en condiciones nominales. La Comision Internacional de Electrotecnia (CIE) indica tres formas de calcular la eficiencia de motores de induccion. Una de estas formas considera en detalle cada una de las perdidas de potencia en el motor. Es claro que, desde el punto de vista del fabricante, seria muy ventajoso conocer en detalle cada una de las perdidas de potencia, con el fin de mejorar la eficiencia del motor. Adicionalmente, las mediciones hechas para el calculo de las perdidas de potencia proveen suficiente informacion para estimar los parametros electricos de los motores de induccion, usando algoritmos de optimizacion. Los mejores resultados se obtuvieron usando un algoritmo genetico hibrido y busqueda de armonia. EnglishThe new labeling rule in Colombia RETIQ Art. 12 Three-phase induction motors type squirrel cage for 60 Hz, requires that induction motors specify their efficiency under nominal conditions. The International Electrotechnical Commission (IEC) indicates three ways to compute induction motor efficiency. One of these ways considers in detail each of the power losses in the motor. It is clear that, from the standpoint of manufacturers, it would be advantageous to know the detailed power losses in order to improve motor efficiency. Furthermore, the measurements made to compute power losses provide enough information to estimate the electrical parameters of induction motors, using optimization algorithms. This work explores parameter estimation of induction motors using the measurements indicated by the IEC to estimate power losses in induction motors. In particular, the algorithms of global optimization: harmony and hybrid genetic algorithms produce consistent estimates of the electrical parameters of the induction motor. Once the electrical parameters of the induction motor are found, its performance can be modeled for any load condition, including transient states.

[ES] En este proyecto, generalmente se pretende determinar cómo afectan diferentes tipos de cargas al rendimiento de un mismo motor de inducción. Para ello se elaborarán casos de estudio en los que se dimensionará un tren de potencia que conllevará a la elección de un motor en función de los ciclos de conducción., [EN] In this project, the aim is to observe how different kind of loads affect the performance of an induction motor. Therefore it will be elaborated some study cases in which it will be dimensionated a power train which will be concluded in a motor election according to the driving cycles., [CA] Еn аquеst рrоjесtе, еs рrеtеn оbsеrvаr соm аfесtеn difеrеnts tiрus dе сàrrеguеs аl rеndimеnt d’un mаtеiх tiрus dе mоtоr d’inсuссió. Еn соnsеqüènсiа s’еlаbоrаrаn саsоs d’еstudi еn еls què dimеnsiоnаrеm un trеn dе роtеnсiа quе соnluirà а l’еlессió d’un mоtоr еn funсió dеls сiсlеs dе соnduссió.

[ES] El presente Trabajo de Fin de Máster aborda la digitalización de un banco de ensayos de accionamientos eléctricos disponible en el laboratorio del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la UPV, donde se ha desarrollado íntegramente el proyecto. La citada digitalización consta de dos partes fundamentales: el diseño de un modelo digital del banco de ensayos y el diseño y desarrollo de un nuevo sistema basado en dispositivos de bajo coste que permita regular y monitorizar el puesto de prácticas de forma remota. Por una parte, se ha desarrollado en Matlab/Simulink un modelo digital del puesto de prácticas compuesto por el motor de inducción y el variador de frecuencia que lo alimenta, integrando en este último las diferentes estrategias de control que se pueden implementar en el sistema real, es decir, el control escalar, vectorial y directo de par. El modelo digital del motor de inducción se implementará mediante el sistema de ecuaciones diferenciales que lo define, permitiendo su adaptabilidad a otros lenguajes de programación. En cuanto a la parte experimental del proyecto, se ha desarrollado un sistema de bajo coste basado en un microcontrolador ESP32 que permite comandar los variadores de frecuencia del motor de inducción y de su carga resistente, un motor de imanes permanentes que actuará como generador. Además, el producto diseñado permite monitorizar diferentes magnitudes eléctricas y mecánicas del motor de inducción, tales como la velocidad, el par mecánico y el nivel de corriente consumida por el motor. La regulación y monitorización del banco de ensayos se efectúa a través de una aplicación para dispositivos móviles, diseñada en Android Studio, que permite modificar las consignas de velocidad o frecuencia y par de los variadores de frecuencia. A través de los protocolos de comunicación bluetooth y MQTT se monitorizan las diferentes magnitudes asociadas al banco de ensayos. Finalmente, la corriente consumida por el motor de inducción tiene su principal aplicabilidad en el análisis de la eficiencia de motores eléctricos, permitiendo comparar el nivel de corriente consumida por diferentes motores frente a las mismas condiciones de operación. Se realizarán un conjunto de ensayos alimentando diferentes motores directamente a red y a través del variador de frecuencia, realizando una comparativa del nivel de corriente consumida., [EN] This Master's Thesis deals with the digitization of electric drive test bench available in the laboratory of the Department of Electrical Engineering of the UPV, where the project has been developed in its entirety. This digitization consists of two fundamental parts: the design of a digital model of the test bench and the design and development of a new system based on low-cost devices that allow remote regulation and monitoring of the test bench. On the one hand, a digital model of the training station has been developed in Matlab/Simulink, consisting of the induction motor and the frequency inverter that feeds it, integrating in the latter the different control strategies that can be implemented in the real system, i.e., scalar, vector and direct torque control. The digital model of the induction motor will be implemented by means of the system of differential equations that defines it, allowing its adaptability to other programming languages. As for the experimental part of the project, a low-cost system based on an ESP32 microcontroller has been developed to control the frequency variators of the induction motor and its resistant load, a permanent magnet motor that will act as a generator. In addition, the designed product allows the monitoring of different electrical and mechanical magnitudes of the induction motor, such as speed, mechanical torque and the level of current consumed by the motor. The regulation and monitoring of the test bench are carried out through an application for mobile devices, designed in Android Studio, which allows the speed or frequency and torque setpoints of the frequency inverters to be modified. The different magnitudes associated with the test bench are monitored via Bluetooth and MQTT communication protocols. Finally, the current consumed by the induction motor has its main applicability in the analysis of the efficiency of electric motors, making it possible to compare the level of current consumed by different motors under the same operating conditions. A series of tests will be carried out feeding the motors directly to the mains and through the frequency variator, comparing the level of current consumed.

[ES] El presenta trabajo final de grado pretende desarrollar un prototipo basado en un microcontrolador mediante el cual, a partir de señales eléctricas calcule la velocidad de un motor de inducción y estime el par resistente que está venciendo dicho motor. Para el control, monitorización y visualización de datos se ha optado por desarrollar una aplicación para dispositivo móvil que intercambiará información con el microcontrolador.

[ES] El trabajo se basa en una implementación existente del escalado de un motor de inducción sin considerar el efecto película. Utilizando cálculos de elementos finitos, la influencia del efecto película en diferentes máquinas escaladas radialmente y con diferentes tipologías de barras del rotor es analizada y comparada con la solución escalada del programa de elementos finitos. Basado en el análisis y en los métodos de cálculo analíticos del efecto película, ajustes serán realizados en las leyes y ecuaciones de escalado para considerar la influencia del efecto película en el procedimiento., [EN] The work is based on an existing implementation of scaling without the skin effect. Using FE calculations, the influence of the skin effect on different radial scaled machines and rotor bar topologies is analyzed and compared with the scaled FE solutions. Based on the analysis and analytical calculation methods for the calculation of the skin effect, adjustments are made in the scaling laws and extended scaling equations for consideration of the skin effect in the scaling procedure are derived.

La inclusión de las redes inalámbricas de sensores y tecnologías IoT (Internet of Things) en ambientes industriales busca el monitoreo y registro autónomo de una mayor cantidad de variables del proceso industrial con una alta confiabilidad y resiliencia, además, procuran realizar un análisis previó para obtener parámetros de las señales que puedan dar a conocer una mejor descripción del estado del sistema y su condición de operación. Esto permite reducir el consumo de energía al disminuir la transmisión de datos netos medidos con paquetes hasta mil veces más largas que un parámetro calculado desde el sensor hacia los centros de control. La finalidad del monitoreo propuesto es el análisis para la identificación de anomalías que puedan afectar la disponibilidad de la planta o incrementar los costos de producción, y mejorar los procesos de mantenimiento. En este proyecto se desarrolló un sistema de monitoreo y diagnóstico remoto basado en una red de sensores cuyos nodos remotos se encarguen de la recolección de datos y su posterior análisis para la identificación de anomalías que representen fallas críticas para el proceso o sistema industrial. El sistema propuesto se enfocó en el diagnóstico de falla de motores de inducción debido a que representan el mayor porcentaje de equipos en aplicaciones industriales. El proyecto se limitó a la identificación de falla entre espiras (2, 4 y 6 espiras), como un antecedente de fallas críticas, corto circuito fase-fase y corto circuito fase-tierra al presentarse como un deterioro del aislamiento. Se empleo el método de análisis de corriente de estator (MCSA). El nodo remoto inteligente se implementó con MCU LPCXpresso54114 con conexión a una red inalámbrica de sensores basada en protocolo ZigBee mediante tarjetas de comunicación XBee. El nodo concentrador (gateway) está compuesto de una tarjeta Raspberrry PI con comunicación mediante protocolo HTTP y formato JSON (PI Web API) a la base de datos del sistema de monitoreo industrial PI System El diagnóstico se ejecuta de manera remota por medio de un análisis preliminar para el cálculo de indicadores de falla y luego mediante SVM (Support Vector Machine) se clasifican los datos en comportamientos conocidos de condiciones de falla. Se plantearon indicadores basados en la medición neta de las corrientes, FFT (Fast Fourier Transform) y DWT (Discrete Wavelet Transform). Se realizó validación en laboratorio de la clasificación en tiempo real de fallas entre espiras aplicadas a un motor de inducción tipo jaula de ardilla, comparando diferentes configuraciones del diagnóstico, del análisis para la extracción de indicadores y de los indicadores de falla empleados; permitiendo plantear mejoras para la reducción de los porcentajes de error por falsa detección de falla, o no detección de falla. Estos avances finalmente se traducen a incrementar la confiabilidad del diagnóstico, la observabilidad de la falla, la diferenciación entre condiciones de falla, la precisión de la clasificación, la tolerancia a transitorios, sensibilidad, entre otros. The inclusion of sensors wireless networks and Internet of Things (IoT) technologies in industrial environments seeks an autonomous monitoring and storage with high reliability and resilience of a greater number of industrial process variables, in addition, they attempt to perform a preliminary analysis to obtain parameters of the signals that can give a better description of system state and its operation condition. This allows reducing energy consumption by decreasing the transmission of raw data, a parameter calculated from the sensor to the control centers in change of a thousand times longer package. The purpose of the proposed monitoring is the analysis for the identification of anomalies that may affect the availability of the plant or increase production costs and improve maintenance processes. In this project, a remote fault diagnosis and monitoring system based on wireless sensor networks was developed whose remote nodes are responsible for data collection and analysis for the identification of anomalies over industrial process or system, previously to critical faults. The proposed system was focused on the induction motor fault diagnosis because these represent the highest percentage of equipment in industrial applications. This project was based on identify interturn faults (2, 4 and 6 turns) using Motor Current Signature Analysis (MCSA), because of the Interturn faults are produced by insulation deterioration and evolve in critical faults, phase to phase short-circuit and ground fault. The developed intelligent remote node was implemented with MCU LPCXpresso54114 with connection to a ZigBee protocol wireless sensor network through XBee communication module. The gateway node is a Raspberrry PI with communication through HTTP protocol and JSON format (PI Web API) to the PI System database (industrial monitoring system). The diagnosis is remotely executed, where a preliminary analysis is applied to calculate fault indicators. Then, with a SVM (Support Vector Machine), the data are classified in known behavior of fault conditions. Different fault indicators were proposed based on current measurement’s raw data, FFT (Fast Fourier Transform) and DWT (Discrete Wavelet Transform). Real time interturn fault classification was validated in laboratory with a squirrel cage induction motor comparing different settings and configuration of diagnosis, analysis for indicators extraction and testing diversified fault indicators. This allowed proposing improvements to reduce of error percentage by false detection or missing detection. The progress finally are reflected in increase the diagnosis reliability, the observability of the failure, the differentiation between fault conditions, classification accuracy, tolerance to transients, sensitivity, etc. Magíster en Ingeniería Eléctrica. Maestría

En este proyecto se va a diseñar desde cero una tarjeta electrónica que controle la velocidad de un motor de inducción. El resultado final será una versión de la tarjeta lista para fabricarse así como el código que se implementará en el microcontrolador de la misma. El proyecto consistirá en el diseño de los algoritmos de control del motor a través de un sistema inversor PWM mediante PSIM, la descripción y diseño del hardware que se implementará en la tarjeta en EAGLE y la programación necesaria para el microcontrolador en MPLAB. Mediante este trabajo se pretende estudiar y aplicar el conocimiento de los diferentes campos de la electrónica que se han aprendido a lo largo del grado. Graduado o Graduada en Ingeniería en Tecnologías Industriales por la Universidad Pública de Navarra Industria Teknologietako Ingeniaritzan Graduatua Nafarroako Unibertsitate Publikoan

[ES] El presente TFM se basa en el control mediante una autómata programable S7-1500 de dos plataformas elevadoras que disponen dos accionamientos eléctricos diferentes, uno emplea un motor de inducción y otro un motor sincrónico de imanes permanentes ambos alimentados por sus respectivos convertidores. El autómata lee los sensores de piso, finales de carrera, botonera y además se le dota de un sistema SCADA el cual contiene la botonera de cabina. El automata contempla 3 modos de funcionamiento: - Manual: Cada motor funciona de manera independiente y se le puede dar un piso independiente. Este modo se puede utilizar tanto en la botonera, en el SCADA como en la Web. - Automático o Comparación: Ambos motores funcionan a la vez y el piso de destino solicitado es el mismo para ambos. Este modo también será posible ser utilizado en la botonera, SCADA y web. La botonera tiene un interruptor que hace posible seleccionar entre el modo manual o automático. - Mantenimiento y configuración: En este modo se puede monitorizar el comportamiento del programa. Sera posible variar la cantidad de pisos y velocidad de los motores. Este modo será accesible mediante SCADA y Web. Además, mediante el feedback proporcionado por encoders se calculará la posición exacta del ascensor y se implementará una curva de aceleración y desaceleración.

[ES] Gran parte de la energía eléctrica utilizada en la industria sirve para accionar motores eléctricos, en su mayoría, de inducción. Por tanto, es importante conocer cómo funcionan y qué controles se pueden diseñar para regularlos. Concretamente, los controles cumplen una función fundamental ya que permiten arranques suaves y consiguen llevar al motor al punto de funcionamiento óptimo. Para poder probar los diferentes controles es imprescindible construir un modelo dinámico del motor de inducción. A lo largo de este trabajo se llevan a cabo los siguientes estudios: Implementación en Simulink de un modelo dinámico del motor de inducción, el cual sirve de base para aplicar los controles. Implementación en Simulink de dos controles básicos denominados: control de Arranque lineal con tiempo fijo y control de Arranque a frecuencia de deslizamiento constante. Implementación en Simulink del control Cuasiestático. Implementación en Simulink del control de Orientación de campo. Implementación en Simulink de los controles Cuasiestático y de Orientación de campo modificados para que respondan a consignas de par variable manteniendo la velocidad constante. Una conclusión donde se comparan los diferentes controles exponiendo sus aspectos positivos y negativos. La metodología utilizada a lo largo de este trabajo consiste en partir desde las consideraciones teóricas y las ecuaciones matemáticas que rigen tanto el modelo dinámico del motor como los controles, posteriormente mostrar paso a paso su implementación en Simulink y finalmente realizar simulaciones utilizando los parámetros de tres motores reales para comprobar la validez de los modelos y observar las diferencias entre los distintos controles., [VL] Gran part de l'energia elèctrica utilitzada en la indústria serveix per a accionar motors elèctrics, generalment, d'inducció. Per tant, és important conèixer com funcionen i què controls es poden disenyar per a regular-los. Concretament, els controls compleixen una funció fonamental ja que permeten arrencades suaus i aconsegueixen dur al motor al punt de funcionamient òptim. Per a poder provar els diferents controls és imprescindible construir un model dinàmic del motor d'inducció. Al llarg d'aquest treball es realitzen els següents estudis: • Implementació en Simulink d'un model dinàmic del motor d'inducció, el qual serveix de base per a aplicar els controls. • Implementació en Simulink de dos controls bàsics anomenats: control d'Arrencada lineal amb temps xe i control d'Arrencada a freqüència de lliscament constant. • Implementació en Simulink del control Cuasiestàtic. • Implementació en Simulink del control d'Orientació de camp. • Implementació en Simulink dels controls Cuasiestàtic i d'Orientació de camp modi cats per a que responguen a consignes de parell variable mantinguent la velocitat constant. • Una conclusió on es comparen els diferents controls exposant els seus aspectes positius i negatius. La metodologia emprada al llarg d'aquest treball consisteix en partir des de les consideracions teòriques i les equacions matemàtiques que regeixen tant el model dinàmic del motor com els controls, posteriorment mostrar pas a pas la seua implementació en Simulink i nalment realitzar simulacions utilitzant els paràmetres de tres motors reals per a comprovar la validesa dels models i observar les diferències entre els distints controls., [EN[] A huge part of the electrical energy used by industries is destinated to power induction motors. For this reason, it is crucial to understand how do they work and wich controls could be implemented in order to regulate them. Speci cally, controls play a key role because they produce soft starts and they allow the motor to operate at its optimal duty point. In order to test diferent controls, it is necessary to develop a dynamic model of the induction motor. The following studies have been carried out throughout this work : • Simulink implementation of a dymamic model of the induction motor. • Simulink implementation of two basic controls called: Lineal start with xed time control and Constant slip frequency start control. • Simulink implementation of the Quasi-static control. • Simulink implementation of the Field oriented control. • Simulink implementation of the Quasi-static modi ed control and the Field oriented modi ed control. These modi ed controls respond to a variable torque signal keeping rotor speed constant. • A conclusion where diferent controls have been compared explaining the bene ts and negative aspects of each one. The methodology used throughout this work consists in: rst, explain the theoretical considerations and the mathematical equations wich describe the dynamic model, and the controls; then, show their Simulink implementation step by step and nally, simulate with three real induction motors parameters in order to check the validity of the models and compare the controls.

Como los motores de inducción cada vez están más presentes en los procesos industriales gracias al desarrollo tecnológico que ha experimentado la electrónica de potencia en los últimos años, en este proyecto se va a diseñar y analizar un controlador de velocidad que sea capaz de adaptar la velocidad del motor a las necesidades del sistema productivo. Para ello nos ayudaremos de la librería Simscape Electrical de la herramienta de software Simulink que proporciona MATLAB. Primero se realiza una descripción del funcionamiento de los motores de inducción, se estudian los diferentes semiconductores de potencia y los tipos de convertidores CC/CA, y se analiza el programa de simulación empleado. Después se diseña el modelo del controlador de velocidad, que estará controlado mediante la estrategia de modulación de pulsos PWM sinusoidal, y por último se realizan las simulaciones para comprobar que el funcionamiento del modelo es correcto., As induction motors are increasingly present in industrial processes thanks to the technological development of power electronics in recent years, this project will design and analyse a speed controller that is capable of adapting the speed of the motor to the needs of the production system. To do this we will use the Simscape Electrical library of the Simulink software tool provided by MATLAB. First, a description of the operation of induction motors is made, the different power semiconductors and types of DC/AC converters are studied, and the simulation program used is analysed. Then the model of the speed controller is designed, which will be controlled by the sinusoidal PWM pulse modulation strategy, and finally the simulations are carried out to check that the model works correctly., Departamento de Tecnología Electrónica, Grado en Ingeniería Eléctrica

In this project, be present the development of two procedures for the determination of efficiency in three induction electric motors with different power capacity and efficiency class following the indications established by IEC 60034 2-1, one of the motors has a level of efficiency IE1, capacity to deliver a power on the axis of 3 HP (2238 W), the other motor has an efficiency level IE3, capacity to deliver a power of 4 HP (3000 W) and finally there is a motor with efficiency level IE4, capacity to deliver a power of 4 HP (3000 W). The standard IEC 60034 2-1 is first characterized, which exposes the recommended methods to verify the efficiency and the determination of the losses of the electric induction motors, afterwards the measurements of the two test motors mentioned above are taken, This is filtered through a dynamic application made in an excel file, which allows to enter the results of the tests and automatically show the results of losses and efficiency of the engines, therefore the resulting information is analyzed and the congruence between said results and the characteristic data of the engine evaluated (Motor plate data). The study analyzes the methods and the results of the tests carried out on induction motors with different levels of efficiency and power capacity, with this purpose it is sought to verify how determinant the standard can be evaluated by taking it as a valid criterion for studies of energy efficiency En este proyecto, se presenta el desarrollo de dos procedimientos para la determinación de eficiencia en tres motores eléctricos de inducción con diferente potencia y clase de eficiencia siguiendo las pautas establecidas por la norma IEC 60034 2-1, uno de los motores tiene un nivel de eficiencia IE1, capaz de entregar una potencia en el eje de 3 HP (2238 W), el otro motor tiene un nivel de eficiencia IE3, capaz de entregar una potencia de 4 HP (3000 W) y por ultimo se tiene un motor con nivel de eficiencia IE4, capaz de entregar una potencia de 4 HP (3000 W). En primer lugar se caracteriza la norma IEC 60034 2-1, la cual expone los métodos recomendados para verificar la eficiencia y la determinación de las pérdidas de los motores eléctricos de inducción, posteriormente se toman las mediciones de los dos motores de prueba anteriormente mencionados. Hecho esto se filtra a través de un aplicativo dinámico realizado en un archivo de excel, el cual permite ingresar los resultados de los ensayos y automáticamente arrojar los resultados de pérdidas y eficiencia de los motores, por consiguiente se analiza la información resultante y se busca la congruencia entre dichos resultados y los datos característicos del motor evaluado (Datos de placa del motor). El estudio, analiza los métodos y los resultados de las pruebas realizadas a los motores de inducción con diferente nivel de eficiencia y capacidad de potencia, con este propósito se busca comprobar que tan determinante puede ser la norma evaluada al tomarla como un criterio valido para estudios de eficiencia energética Pasantía de investigación (Ingeniero Electricista), Universidad Autónoma de Occidente, 2019 Pregrado Ingeniero(a) Electricista

[CA] En aquest estudi es pretenen analitzar, amb el programa MATLAB, les equacions que regixen els motors d inducció, amb diferents arrancades existents, per a poder estudiar l escalfament produït al debanat dels motors. Amb aquesta finalitat, es realitzarà primer una introducció als motors d inducció, seguida d una explicació de l escalfament dels motors i, en acabant, s exposaran els distints tipus d arrancada estudiats. Tot seguit, es presentarà l estudi realitzat amb la metodologia emprada i amb els resultats obtinguts.

Producción Científica, The fault diagnosis of electrical machines during startup transients has received increasing attention regarding the possibility of detecting faults early. Induction motors are no exception, and motor current signature analysis has become one of the most popular techniques for determining the condition of various motor components. However, in the case of inverter powered systems, the condition of a motor is difficult to determine from the stator current because fault signatures could overlap with other signatures produced by the inverter, low-slip operation, load oscillations, and other non-stationary conditions. This paper presents a speed signature analysis methodology for a reliable broken rotor bar diagnosis in inverter-fed induction motors. The proposed fault detection is based on tracking the speed fault signature in the time-frequency domain. As a result, different fault severity levels and load oscillations can be identified. The promising results show that this technique can be a good complement to the classic analysis of current signature analysis and reveals a high potential to overcome some of its drawbacks., Mexican Council of Science and Technology (CONACYT) by the scholarship 487058

[ES] Este trabajo describe y analiza la situación actual de los métodos de control de motores de inducción que se aplican en la industria, desde los métodos clásicos hasta los más modernos. Además se da una visión general de las tendencias de control actuales en cada uno de los métodos., [EN] This paper describes and analyzes the current situation of the control methods of induction motors applied in the industry, from classic to the most modern methods. In addition an overview of the current trends of control is given in each of the methods.

En este artículo se emplea la corriente y la impedancia de secuencia negativa como indicadores de fallas de cortocircuito entre espiras de un motor de inducción tipo jaula de ardilla. También se analiza el efecto que tienen los desequilibrios de tensión y los diferentes niveles de carga en dichos parámetros de diagnóstico, los cuales se calcularon a partir de datos obtenidos de simulaciones por medio del Método de Elementos Finitos (MEF) y experimentos de laboratorio. In this article the current and the negative sequence impedance as fault indicators inter-turn short-circuit of an induction motor squirrel cage is used. The effect of voltage unbalances and different load levels in these diagnostic parameters is also discussed, which are calculated from data obtained from simulations using the Finite Element Method (FEM) and laboratory experiments.

Producción Científica, Broken rotor bar (BRB) is one of the most common failures in induction motors (IMs) these days; however, its identification is complicated since the frequencies associated with the fault condition appear near the fundamental frequency component (FFC). This situation gets worse when the IM slip or the operation frequency is low. In these circumstances, the common techniques for condition monitoring may experience troubles in the identification of a faulty condition. By suppressing the FFC, the fault detection is enhanced, allowing the identification of BRB even at low slip conditions. The main contribution of this work consists of the development of a preprocessing technique that estimates the FFC from an optimization point of view. This way, it is possible to remove a single frequency component instead of removing a complete frequency band from the current signals of an IM. Experimentation is performed on an IM operating at two different frequencies and at three different load levels. The proposed methodology is compared with two different approaches and the results show that the use of the proposed methodology allows to enhance the performance delivered by the common methodologies for the detection of BRB in steady state., CONACyT scholarship (415315), Project FOFI-UAQ 2018 FIN201812, PRODEP UAQ-PTC-385 grant

[ES] El presente trabajo final de grado plantea el modelado completo de un motor asíncrono controlado mediante un convertidor de frecuencia. Este es un paso necesario que se tiene que realizar en la industria siempre que se intenta diseñar cualquier elemento de control. Los fabricantes de convertidores de frecuencia utilizan el modelado como etapa previa en sus labores de diseño. Así pues, el modelo completo del convertidor alimentando el motor permite testear las diferentes estrategias de control diseñadas, así como las diferentes metodologías para la creación de tensiones con frecuencia variable., [EN] The present final degree project proposes the complete modeling of an asynchronous motor controlled by a frequency converter. This is a necessary step that must be carried out in the industry whenever you try to design any control element. Manufacturers of frequency converters use modeling as a preliminary stage in their design work. Thus, the complete model of the converter feeding the motor allows to test the different control strategies designed, as well as the different methodologies for the creation of voltages with variable frequency., [CAT/VA] El present treball final de grau planteja el modelat complet d’un motor asíncron controlat mitjançant un convertidor de freqüència. Aquest és un pas necessari que s’ha de realitzar en la indústria sempre que s’intenta dissenyar qualsevol element de control. Els fabricants de convertidors de freqüència utilitzen el modelat com a etapa prèvia en les seues labors de disseny. Així doncs, el model complet del convertidor alimentant el motor permet testejar les diferents estratègies de control dissenyades, així com les diferents metodologies per a la creació de tensions amb freqüència variable.

Máster en Ingeniería Industrial

[ES] El cálculo del rendimiento de un motor de inducción se puede obtener realizando en primer lugar los ensayos pertinentes al motor (ensayos de continua, vacío y cortocircuito), y midiendo la potencia absorbida, así como la velocidad, en las condiciones en las que se quiere determinar dicho rendimiento. No obstante, esto requiere parar el motor para realizar los ensayos, lo cual resulta inviable en la mayor parte de las instalaciones industriales. Además, se requiere conocer la velocidad, cuya medida normalmente no se encuentra accesible. En el presente TFG, se analizará la posibilidad de estimar de forma no invasiva el rendimiento del motor de inducción a través del arranque. Como primer paso, se analizarán las pocas técnicas propuestas a día de hoy en esta línea. Seguidamente, se construirá un modelo dinámico del motor de inducción. El tercer paso consistirá en construir un algoritmo de optimización que permita, mediante las tensiones y corrientes medidas del motor, ajustar los parámetros del simulador de tal manera que la respuesta del modelo se ajuste lo máximo posible a la real. Con los parámetros del modelo obtenidos, se calculará el rendimiento del motor. El método desarrollado y programado se testeará con medidas simuladas, de laboratorio e industria.

Este trabajo presenta el análisis y simulación del Módulo de Máquina Asíncrona, haciendo uso de la herramienta LabView para realizar la representación gráfica del mismo, simulando así su comportamiento real al momento de realizar prácticas, permitiendo de esta manera la predicción del estado de las variables del motor de inducción según su funcionamiento. Con los datos obtenidos de la simulación realizada en Simulink fue posible observar el comportamiento ideal de la máquina asíncrona y realizar la simulación en LabView para posterior a eso tomar datos de manera práctica y poder compararlos mediante porcentaje de error teniendo resultados bajos. This paper presents the analysis and simulation of the Asynchronous Machine Module, making use of the LabView tool to make the graphical presentation of it, simulating its real behavior at the time of performing the practices, thus allowing the prediction of the state of the Variables of the induction motor according to its operation. With the data obtained from the simulation carried out in Simulink it was possible to observe the ideal behavior of the machine and the realization of the simulation in LabVIEW in order to later take data in a practical way and being able to compare by error percentage having low results.

We present an alternative method to determine anomalous operating conditions in a three-phase induction motor, based on a set of dimensionless indices, they calculated from their power losses. These indices are sensitive to variations in the conditions under which the motor operates and will therefore be assessed if, on the whole, they are capable of discriminating between an unbalance of voltage, under-voltage or a thermal variation, among others. In this work the equations necessary to calculate the electrical losses that allow the calculation of the proposed indexes are developed. It is important to note that these indices unify the interpretation of electrical, mechanical and thermal variables with the intention of using them in the design of an automatic fault detection system that operates in real time, through a prototype based on neural networks. In addition, experiments are carried out on a three - phase two - horsepower induction motor, 230 Volt - 60 Hertz, the testbed constructed and the final part of the work graphically depicts the variability of the indices under different conditions Abnormal, which makes it possible to assess their sensitivity and relation to the associated faults. Se presenta un método alternativo para determinar condiciones de operación anómalas en un motor trifásico de inducción, basado en un conjunto de índices adimensionales, calculados a partir de sus pérdidas de potencia. Estos índices son sensibles a variaciones en las condiciones en que opera el motor y por lo tanto se valorará si, en conjunto, son capaces de discriminar entre un desbalance de voltaje, un subvoltaje o una variación térmica, entre otros. En este trabajo se desarrollan las ecuaciones necesarias para calcular las perdidas eléctricas que permiten el cálculo de los índices propuestos. Es importante destacar que estos índices unifican la interpretación de variables eléctricas, mecánicas y térmicas con la intensión de su utilización en el diseño de un sistema automático de detección de faltas que opere en tiempo real, por medio de un prototipo basado en redes neuronales. Adicionalmente, se describen los experimentos realizados a un motor trifásico de inducción de dos caballos de fuerza, 230 Voltios - 60 Hertz, el banco de pruebas construido y en la parte final del trabajo se representa de forma gráfica la variabilidad de los índices ante distintas condiciones anormales, lo que permite valorar su sensibilidad y relación con las faltas asociadas.

Resumen Se presenta un método alternativo para determinar condiciones de operación anómalas en un motor trifásico de inducción, basado en un conjunto de índices adimensionales, calculados a partir de sus pérdidas de potencia. Estos índices son sensibles a variaciones en las condiciones en que opera el motor y por lo tanto se valorará si, en conjunto, son capaces de discriminar entre un desbalance de voltaje, un subvoltaje o una variación térmica, entre otros. En este trabajo se desarrollan las ecuaciones necesarias para calcular las perdidas eléctricas que permiten el cálculo de los índices propuestos. Es importante destacar que estos índices unifican la interpretación de variables eléctricas, mecánicas y térmicas con la intensión de su utilización en el diseño de un sistema automático de detección de faltas que opere en tiempo real, por medio de un prototipo basado en redes neuronales. Adicionalmente, se describen los experimentos realizados a un motor trifásico de inducción de dos caballos de fuerza, 230 Voltios - 60 Hertz, el banco de pruebas construido y en la parte final del trabajo se representa de forma gráfica la variabilidad de los índices ante distintas condiciones anormales, lo que permite valorar su sensibilidad y relación con las faltas asociadas. Abstract We present an alternative method to determine anomalous operating conditions in a threephase induction motor, based on a set of dimensionless indices, they calculated from their power losses. These indices are sensitive to variations in the conditions under which the motor operates and will therefore be assessed if, on the whole, they are capable of discriminating between an unbalance of voltage, under-voltage or a thermal variation, among others. In this work the equations necessary to calculate the electrical losses that allow the calculation of the proposed indexes are developed. It is important to note that these indices unify the interpretation of electrical, mechanical and thermal variables with the intention of using them in the design of an automatic fault detection system that operates in real time, through a prototype based on neural networks. In addition, experiments are carried out on a three - phase two - horsepower induction motor, 230 Volt - 60 Hertz, the testbed constructed and the final part of the work graphically depicts the variability of the indices under different conditions Abnormal, which makes it possible to assess their sensitivity and relation to the associated faults.

En este artículo es presentado un estudio comparativo de dos métodos muy utilizados en la estimación de velocidad. El primero es la estimación de velocidad utilizando Inteligencia Artificial por medio de redes neuronales, que se alimentan de las tensiones y corrientes del estator para producir el valor estimado de velocidad, después de haber sido realizado el entrenamiento de la red en forma off-line. El segundo método es usar un Filtro Extendido de Kalman, utilizando un modelo del motor en espacios de estado con ruidos blancos gaussianos aditivos de sistema y de medición. Para cada uno de los métodos serán presentadas sus ventajas y desventajas.

[ES] La estimación de los parámetros del circuito eléctrico equivalente de motores de inducción resulta muy interesante, tanto para establecer un control preciso de la máquina, como para ayudar a determinar el rendimiento con el que trabaja. El cálculo del circuito eléctrico equivalente de un motor de inducción se suele obtener realizando los ensayos pertinentes al motor (ensayos de continua, vacío y cortocircuito). No obstante, esto requiere parar el motor para realizar los ensayos, lo cual resulta inviable en la mayor parte de las instalaciones industriales. Además, estos ensayos no aportan una solución precisa. En el presente TFG, se realizará en primer lugar un estudio de las distintas técnicas disponibles que permiten realizar una estimación del circuito eléctrico equivalente. Gracias a un análisis crítico de las metodologías presentes en la literatura técnica, se detectarán los problemas todavía no resueltos. Seguidamente, se planteará una metodología no invasiva, basada en técnicas de optimización, con filtrado previo de señales reales, y la obtención de los valores máximos y desfases a través de construcción de señales analíticas.

Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales

Este artículo presenta una metodología para evaluar la inmunidad de un motor de inducción monofásico frente a huecos de tensión por medio de simulaciones en Matlab/Simulink. Para ello se diseñó un modelo de generador monofásico de huecos de tensión, y se implementaron algoritmos para obtener, modelar y mejorar la curva de sensibilidad del motor de inducción con respecto a las caídas de tensión. La metodología implementada es una guía sencilla para estimar el impacto de los huecos de tensión en motores de inducción reales. Adicionalmente, la metodología propuesta reduce la cantidad de huecos de tensión a los que se deben exponer dichos equipos durante las pruebas de laboratorio al usar otras metodologías.

By programming parameters, implementation of VSD reference CFW-11, and conducting starts with electric induction motors, with different characteristics, we analyze the behavior of the variables: voltage, current, torque and engine velocity to verify that the starting VSD method is the ideal. System graphs are obtained by implementing the tool "Trend" from SuperDriveG2 software, which are analyzed to determine the behavior of the application.

[EN] The aim of the fault diagnosis techniques of rotatory electrical machine is to determine the condition of the motor in order to reduce economical loses. In the technical literature is found different signal processing techniques that allow discriminate with the help of an expert that recognize the results, between the healthy and faulty condition of the electrical machines. It is therefore essential to automate this expert task. It is also a priority to research and to develop new detection systems more accurate than the previous ones. Complex systems based on expert systems are used to improve the classification of faults. For this research thesis, has been developed an automatic "supra-system" capable to generate optimal fault diagnosis systems. The proposed "supra-system" is able to generate the optimal diagnostic system for the fault detection induction motors. This has been achieved following these steps: Sample collection: an experimental test bench has been build, where the test motor current and speed are sampled. These samples are obtained for different motor speeds and different load torque. A total of 735 samples has been analyzed in the thesis. The samples have been processed with different techniques of diagnosis according to the working regime. For the steady-state regime is: - Signal analysis. - The analytical signal modulus (Hilbert transform). - Cepstrum transform. - Analysis of Park transform modulus. - Harmonic order tracking analysis (HOTA). For the steady-state regime 20 different diagnostic methods have been explored, resulting from the variations of these techniques. While the techniques used for the transient regime are: - Harmonic order tracking analysis (HOTA) using the Short-Time Fourier Transform (STFT) with Gaussian window. - Harmonic order tracking analysis (HOTA) using the Short-Time Fourier Transform (STFT) with Prolate window (This window is a contribution of this thesis). - Harmonic order tracking analysis (HOTA) using the Short-Frequency Fourier Transform (SFFT) with Gaussian window (This technique is a contribution of this thesis) - Harmonic order tracking analysis (HOTA) using the Short-Frequency Fourier Transform (SFFT) with Prolate window. In addition to these two contributions that are integrated into the HOTA method, have been applied to the original algorithm improvements that helps to decrease the computation time and memory space needed. The improvements are: - A new band-pass filtering stage. - The minimization of the edge effect. - A new faster algorithm for the optimum setting of the filter window. For the transient regime 4 different diagnostic methods are explored. For each of the techniques used, the relevant features are obtained. Thus, a matrix is obtained with feature vectors column with 24 dimension length (20 in steady-state and 4 in transient) and as many rows as the number of tests used in this thesis (735 tests). For each of the feature vectors obtained different classifiers are generated based on artificial neural networks (with one and two hidden layer) and Support Vector Machine (with polynomial or Gaussian kernel function). In other words, four different classifier methods that run in parallel and automatically obtain the optimum parameters according to its parameters. In the final step, the results are analysed and the optimal diagnosis system is selected. The "supra-system" developed in this thesis have the following advantages: 1. It achieves a final optimal diagnostic system. 2. It produces several local optimal diagnostic systems taking into account the training time and the estimated diagnosis time. 3. It is completely autonomous. 4. It is adaptable to the induction motor type, as it can generate an optimal diagnostic system specific for each type of motor., [ES] El objetivo de las técnicas de diagnóstico de fallo en las máquinas eléctricas rotativas es el de determinar el estado del motor para minimizar costes. En la literatura técnica se encuentran diversas técnicas de análisis de señal que permiten discriminar, mediante un experto capaz de interpretar los resultados, entre una máquina eléctrica en estado de fallo o en estado sano. Por tanto, se hace necesaria la automatización de esta labor. Es prioritario investigar y desarrollar nuevos sistemas de detección que maximicen la precisión respecto a las características disponibles. Para mejorar la clasificación de fallos se estudian sistemas cada vez más complejos basados en sistemas expertos. Se ha desarrollado para esta tesis de investigación un "suprasistema" automático capaz de generar sistemas óptimos de diagnóstico de fallos. Este "suprasistema" se encarga de generar el sistema de diagnóstico óptimo para la detección de fallos en motores de inducción. Para ello se han seguido los siguientes pasos: Obtención de muestras: se ha diseñado un banco de ensayos experimental del cual se obtienen las corrientes y velocidad del motor de estudio. Los ensayos permiten diferentes velocidades del motor y diferentes pares resistentes. Se analizan un total de 735 muestras en la tesis. A estas muestras se les han aplicado diferentes técnicas de diagnosis según el régimen de funcionamiento. Para régimen estacionario son: - Análisis de la señal. - Transformada de Hilbert (módulo de la señal analítica). - Transformada Cepstrum. - Transformada del módulo de Park. - Análisis del orden de armónico (HOTA). Para el régimen estacionario se han explorado 20 métodos, resultado de las diferentes variantes de las técnicas empleadas. Mientras que las técnicas usadas para el régimen transitorio son: - Análisis del orden de armónico (HOTA) de la señal con Short Time Fourier Transform y con ventana Gaussiana. - Análisis del orden de armónico (HOTA) de la señal con Short Time Fourier Transform y con ventana Prolate. (Aportación a la tesis de la aplicación de esta ventana). - Análisis del orden de armónico (HOTA) de la señal con Short Frequency Fourier Transform y con ventana Gaussiana. (Aportación a la tesis de la aplicación de esta técnica). - Análisis del orden de armónico (HOTA) de la señal con Short Frequency Fourier Transform y con ventana Prolate. Además de estas dos aportaciones que se integran en el método HOTA se han aplicado mejoras al algoritmo original que permiten disminuir el tiempo de cálculo y el espacio de memoria necesario. Las mejoras son: - Un filtrado paso banda. - La minimización del efecto de borde. - Un nuevo algoritmo más rápido para el ajuste óptimo de la ventana de filtro. En conclusión, para el régimen transitorio se exploran 4 métodos de diagnóstico. Se ha obtenido características relevantes con cada técnica empleada. En conjunto se obtiene una matriz de vectores de características de dimensión 24 (20 estacionario y 4 en transitorio), donde cada vector tiene la dimensión del número de ensayos realizados, 735. Para cada vector de características se generan varios clasificadores basados en Redes Neuronales Artificiales (de 1 y 2 capas ocultas) y Máquina de vectores de soporte (con kernel polinomial o de base radial). Es decir, se aplican 4 técnicas diferentes de clasificadores, que de forma paralela y automática obtienen los óptimos según los parámetros de los mismos. Como paso final, se analizan los resultados obtenidos y se realiza la selección del sistema óptimo de diagnóstico. El suprasistema desarrollado en esta tesis aporta las siguientes ventajas: 1. Obtiene un sistema de diagnóstico óptimo final. 2. Obtiene varios sistemas de diagnóstico óptimos locales con los tiempos de entrenamiento y los tiempos de diagnóstico. 3. El suprasistema es totalmente autónomo. 4. El suprasistema es adaptable al tipo de motor, [CA] El principal objectiu de les tècniques de diagnosis es determinar l'estat del motor per minimitzar costos. En la literatura s'hi troben diferents tècniques de anàlisi i processament de la senyal que permeten identificar, amb ajuda de personal altament qualificat amb capacitat d'interpretar els resultats, si la maquina es troba en estat sa o en estat d'averia. Per tot això, resulta necessari la tasca d'automatitzar aquesta labor. Es prioritari investigar nous sistemes de detecció que maximitzen la precisió, tenint en compte les característiques disponibles. Per millorar aquestes característiques de classificació es proposen sistemes cada vegada més complexos basats en sistemes experts. S'ha desenvolupat un "suprasistema" automàtic capaç de generar sistemes òptims de diagnosi de falles. Aquest "suprasistema" proposat s'encarrega de generar el sistema de diagnosi òptim per a la detecció de fallades en motors de inducció. Per al seu desenvolupament s'han seguit les següents etapes: Obtenció d'assajos: s'ha dissenyat un banc d'assajos experimental del qual s'obtenen les corrents i la velocitat del motor d'estudi. Els assaigs permeten diferents velocitats del motor i diferents parells resistents. S'analitzen un total de 735 mostres en la tesi. A aquestes assajos se'ls han aplicat diferents tècniques de diagnosi segons el règim de funcionament. Per al règim estacionari són: - Anàlisi de la senyal. - Transformada de Hilbert (mòdul de la senyal analítica). - Transformada Cepstrum. - Transformada del mòdul de Park. - Anàlisi de l'ordre d'harmònic (HOTA). Per a la diagnosi en règim estacionari s'han explorat 20 mètodes distints, resultat de diferents variacions de les tècniques utilitzades. Mentre que les tècniques aplicades al règim transitori han estat: - Anàlisi de l'ordre d'harmònic (HOTA) de la senyal amb transformada de Fourier curta en temps i finestra Gaussiana. - Anàlisi de l'ordre d'harmònic (HOTA) de la senyal amb transformada de Fourier curta en temps i finestra Prolate. (Aportació a la tesi de l'aplicació d'aquesta finestra) - Anàlisi de l'ordre d'harmònic (HOTA) de la senyal amb transformada de Fourier curta en freqüència i finestra Gaussiana. (Aportació a la tesi de l'aplicació d'aquesta tècnica). - Anàlisi de l'ordre d'harmònic (HOTA) de la senyal amb transformada de Fourier curta en freqüència i finestra Prolate. A més d'aquestes dues aportacions que s'integren en el mètode HOTA s'han aplicat millores a l'algoritme original que permeten disminuir el temps de càlcul i l'espai de memòria necessari. Les millores són: - Una etapa de filtrat pas banda. - Minimització del efectes de costat. - Algoritme més ràpid per a l'ajust òptim de la finestra de filtrat. En conclusió, per al règim transitori s'han analitzat quatre mètodes de diagnosi diferents. Amb les tècniques utilitzades s'obté les característiques rellevants. En conjunt s'obté una matriu de vectors de característiques de dimensió 24 (20 estacionari més 4 en transitori), on cada vector té la dimensió del nombre d'assajos que s'han realitzat, 735. Per cada un dels vectors de característiques obtinguts es desenvolupen distints tipus de classificadors basats en Xarxes neuronals artificials (d'una i de dues capes ocultes) y Màquines de vectors de suport (amb kernel polinomial o base radial gaussiana). És a dir, s'apliquen 4 tècniques diferents de classificadors, que de forma paral·lela i automàtica obtenen els òptims segons els paràmetres dels mateixos. Finalment, es analitza els resultats i es realitza la selecció del sistema de diagnòstic òptim. El suprasistema construït en aquesta tesi aporta els següents avantatges: 1. Obtenir un sistema de diagnosi òptim final. 2. Obté diversos sistemes de diagnosi localment amb els temps del procés d'entrament i el temps de diagnosi 3. Es totalment autònom. 4. Es adaptable y pot generar un sistema de diagnosi específi

En este artículo se emplea la corriente y la impedancia de secuencia negativa como indicadores de fallas de cortocircuito entre espiras de un motor de inducción tipo jaula de ardilla. También se analiza el efecto que tienen los desequilibrios de tensión y los diferentes niveles de carga en dichos parámetros de diagnóstico, los cuales se calcularon a partir de datos obtenidos de simulaciones por medio del Método de Elementos Finitos (MEF) y experimentos de laboratorio. In this article the current and the negative sequence impedance as fault indicators inter-turn short-circuit of an induction motor squirrel cage is used. The effect of voltage unbalances and different load levels in these diagnostic parameters is also discussed, which are calculated from data obtained from simulations using the Finite Element Method (FEM) and laboratory experiments.

El trabajo de investigación se basa en la detección de averías en máquinas eléctricas rotativas, utilizando el análisis de las corrientes estatóricas de la máquina. Para ello se van a utilizar novedosas técnicas matemáticas avanzadas de procesado de señal.Entre las averías que se pretenden detectar destacan la rotura de barras, cortocircuitos entre espiras y excentricidades estáticas, dinámicas y mixtas. Tradicionalmente la detección de estas averías se ha realizado mediante el análisis de corrientes cuando la máquina está funcionando en régimen permanente y muy recientemente se ha comenzado a analizar el régimen transitorio de la máquina. No obstante, en régimen permanente hay averías que son difícilmente detectables debido a que las componentes de fallo dependen en gran medida del deslizamiento que tenga la máquina eléctrica, siendo muy bajo en régimen permanente, sobre todo en máquinas de grandes potencias. Por ello, durante los últimos años, el Grupo de Investigación en el que se va a desarrollar la tesis doctoral ha desarrollado una serie de novedosas técnicas que permiten detectar las averías mediante el análisis de corrientes en régimen transitorio. No obstante, debido a su elevada complejidad computacional, de análisis e interpretación siguen existiendo una serie de inconvenientes que se pretenden mejorar. Uno de ellos, por ejemplo, es la obtención de indicadores que sean válidos tanto en régimen permanente como en régimen transitorio.El siguiente paso en este análisis que se pretende desarrollar en la tesis doctoral, consiste en desarrollar técnicas de diagnóstico a partir de la medida de corrientes en cualquier tipo de régimen (permanente, transitorio e incluso alimentando a la máquina eléctrica a través de convertidores de frecuencia), tanto como para motores como para generadores, mediante una técnica novedosa que consiste en la representación de la corriente en el sistema de referencia rotórico. Para ello se van a analizar las ondas de corriente cambiando el sistema de referencia, pasando de un sistema de referencia estático a un sistema de referencia móvil. El sistema de referencia va a depender de la velocidad de giro de la máquina eléctrica y por tanto del deslizamiento. De este modo, sabiendo que las componentes de avería dependen del deslizamiento, se va a obtener un nuevo sistema de medida y análisis dependiente del deslizamiento en todo momento. Con ello se pretende mejorar los resultados a la hora de obtener un diagnóstico del estado de la máquina eléctrica, así como su aplicación en cualquier régimen de funcionamiento; funcionando en modo motor o generador con diferentes frecuencias de alimentación o generación., Sapena Bañó, Á. (2014). Desarrollo de técnicas avanzadas de diagnóstico de máquinas eléctricas válidas para cualquier régimen de funcionamiento [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/39376., Alfresco

[ES] La automatización de procesos industriales se ha convertido, en los últimos años, en una actividad imprescindible para la ingeniería. Los procedimientos manuales del pasado han dejado paso a una nueva era donde el control de la maquinaria tiende a realizarse mediante Software. Esto facilita en gran medida el trabajo de los operarios y garantiza una mayor precisión en el funcionamiento de los dispositivos físicos. En este proyecto se ha diseñado una aplicación Android para controlar el proceso de arranque de tres motores asíncronos utilizando el sistema de resistencias estatóricas. Por lo tanto, los protagonistas principales son el motor asíncrono o de inducción, sin duda la máquina eléctrica más implantada a nivel industrial; y el dispositivo móvil gobernado por el sistema operativo Android, uno de los más populares en la actualidad. Los tres grandes campos que cimientan el proyecto son el diseño físico del circuito de arranque, la elaboración de la aplicación y la utilización de la tarjeta de adquisición de datos como nexo de unión entre aplicación y aparamenta eléctrica., [CA] L’automatització de processos industrials esdevé, des dels últims anys, una activitat imprescindible per a l’enginyeria. Els procediments manuals del passat han deixat pas a una nova era on el control de la maquinària tendeix a realitzar-se mitjançant Software. Açò facilita en gran mesura el treball dels operaris i garanteix una major precisió en el funcionament dels dispositius físics. En aquest projecte s’ha dissenyat una aplicació Android per tal de controlar el procés d’arrencada de tres motors asíncrons utilitzant el sistema de resistències estatòriques Per tant, els principals protagonistes són el motor asíncron o d’inducció, sense dubte la màquina elèctrica més implantada a nivell industrial; i el dispositiu mòbil governat pel sistema operatiu Android, un dels més populars en l’actualitat. Els tres grans camps que conformen el projecte són el disseny físic del circuit d’arrencada, l’elaboració de l’aplicació i la utilització de la targeta d’adquisició de dades com nexe d’unió entre aplicació i aparells elèctrics, [EN] The industrial processes automation has become, in the recent years, an essential requirement for engineering. The manual procedures of the past have made way to a new time in which the machine control tends to be done by Software. This makes the workers’ job easier and ensures a greater accuracy in the functioning of the physical devices. In this project I have designed and Android application to control the starting process of three cage induction motors using line resistors. So the main characters are the asynchronous motor or induction motor, undoubtedly the most implemented electric machine at an industrial level, and the mobile device directed by the Android operating system, one of the most popular nowadays. The three big areas which support this project are the physical design of the starting circuit, the development of the application and the use of the data acquisition card as a connecting link between application and switchgear.

El método general que se utilizó es el científico, tipo de investigación tecnológica, nivel de investigación experimental, diseño de investigación factorial experimental 23, población de estudio centrado en el módulo fabricado por el autor. El objetivo principal de este trabajo consistió en combinar las condiciones de operación de las maquinas rotatorias para detectar señales de corriente distorsionada en el estator del motor de inducción de 2 HP permitiendo la reducción de tiempo y costo de mantenimiento. La investigación se inició con la elaboración de un módulo de prueba que detecta señales de corriente distorsionada en el estator del motor de inducción de 2HP. En el módulo se realizó una investigación factorial considerando los siguientes factores: Velocidad de la máquina (A1: 3540 RPM, A2: 3600 RPM), Carga Utilizada (B1: sin carga, B2: con carga) y Severidad de la Falla (C1: Sin falla C2: Con falla). Luego de realizado el modulo se analizó los datos mediante la validación de la calidad mediante la estadística inferencial. Luego de obtener los resultados de los análisis, se logró conocer una de las condiciones de operación que producen mayor cantidad de fallas en el estator del motor de inducción de 2HP, el cual permitió anticiparnos ante las posibles fallas y realizar mantenimientos predictivo en menos tiempo y a bajo costo. Tesis

[ES] El presente Trabajo de Final de Grado aborda la operación y el control de un motor eléctrico de corriente alterna asíncrono mediante una aplicación móvil sobre sistema Android. El motor se alimenta a tensión y frecuencia variable por un variador de frecuencia industrial que recibirá las ordenes de una tarjeta de adquisición de datos la cual estará conectada de forma inalámbrica con un dispositivo móvil Android. El usuario recibe información del estado del sistema y emite las órdenes pertinentes a través de una interfaz gráfica gracias a la aplicación diseñada. La App que constituye uno de los resultados del TFG se ha desarrollado empleando el software Android Studio. Por último, toda la documentación ha sido redactada utilizando el software Microsoft Office., [EN] This TFG addresses the operation and control of an electric asynchronous AC motor via a mobile application on Android system. The engine is supplied with variable frequency and voltage by an industrial Variable Frequency Drive which will receive the orders from a data acquisition card which will be connected wirelessly to an Android mobile device. The user receives system status information and issues the relevant commands through the graphical interface designed on the application. The App which is one of the results of the TFG has been developed using the Android Studio software. All documentation has been written using the Microsoft Office software., [CA] El present treball de final de Grau tracta sobre l'operació i el control d´un motor elèctric asíncron de corrent alterna mitjançant una aplicació mòbil sobre sistema Android. El motor s'alimenta a tensió y freqüència variable per un variador de freqüència industrial que rebrà ordres d'una tarjeta d'adquisició de dades la qual estarà conectada sense fil amb un dispositiu mòbil Android. L'usuari rep informació de l'estat del sistema y da les ordres necessàries a través d'una pantalla gràcies a l´aplicació disenyada. L´App que constituïx un dels resultats del TFG s'ha desenvolupat utilitzant el software Android Studio. Per últim, tota la documentació s'ha redactat utilitzant el software Microsoft Office.

El ahorro de energía hoy en día, es primordial para todo ser humano, ya que la reducción del consumo produce efectos beneficiosos a todos los niveles. En el mundo industrial una de las dificultades relacionado al costo es como ahorrar el consumo de energía, por esta razón este trabajo de investigación consistió en realizar la optimización de un motor asíncrono (jaula de ardilla) para ahorrar energía eléctrica utilizando para ello un variador de frecuencia. Tiene como propósito fundamental realizar un estudio sobre optimizar el funcionamiento de un motor de inducción o motor jaula de ardilla, esencial para el ahorro de energía eléctrica que consiste en conocer el principio de funcionamiento de un motor eléctrico de inducción, sus partes y fórmulas matemáticas a las que se sujetan; también se habla sobre detalles y características de un Variador de Frecuencia, su estructura electrónica, ventajas y desventajas de su uso , curvas de consumo energético en las cuales se aprecia el ahorro de energía cuando se utiliza un equipo conjuntamente con un motor eléctrico. Para la determinación del Ahorro Energético se utilizó un Medidor de Energía Trifásica el mismo que al ser conectado al sistema y realizar el arranque estrella triangulo y otro controlado por el Variador de Frecuencia durante una hora a 60 Hz, 50 Hz, y 40 Hz, de tiempo, permitió establecer la diferencia de consumo energético entre las dos formas de funcionamiento, obteniéndose como resultado un ahorro en consumo de energía en un promedio de 0.0143 kW/h de entre las tres frecuencias mencionadas Mediante el uso del Variador de Frecuencia en el motor se obtuvo además de mejoras en el ahorro del consumo de energía eléctrica, prolongación de la vida útil de la maquinaria, reducción del consumo por costo de energía eléctrica beneficiando de esta manera a la FIM-UNCP. Tesis

El propósito del artículo es exponer una variante para evaluar, en las empresas mineras de Moa, las prestaciones energéticas de motores asincrónicos partiendo de que la eficiencia de estos es afectada por niveles considerables de armónicos de varios órdenes provenientes de las fuentes de suministro eléctrico. El procedimiento se fundamenta en el método del momento en el entrehierro off line, en presencia de armónicos y desbalance de voltaje; permite determinar la potencia en el eje, el gráfico de la eficiencia y otros parámetros funcionales de motores eléctricos asincrónicos en condiciones de campo. La implementación del procedimiento ha reportado resultados satisfactorios al facilitar el desarrollo de programas de ahorro de energía con motores asincrónicos en las empresas mineras.

En este trabajo se presenta el diseno y desarrollo de un manejador de potencia con controlador para un motor trifasico de costo reducido y con una amplia gama de aplicaciones en la industria. El diseno y construccion del prototipo del manejador se realizo empleando el estandar generico para diseno de tarjetas impresas IPC2221. El manejador propuesto se compone de dos etapas, la primera es la etapa de control en la que se incluye micro-controlador de funcion especifica para control de motores, y la segunda es la etapa de potencia manejada con transistores de compuerta aislada (IGBT) como elementos de conmutacion. Esta propuesta forma parte de un proyecto, que tiene como principal objetivo proponer una metodologia que coadyuve a mejorar la calidad en los prototipos electronicos que se desarrollan en ambientes academicos; de manera que esten mas acordes con los estandares que exige la industria, facilitando la vinculacion universidad-industria, en lo que respecta a la colaboracion tecnologica en el ambito de la automatizacion y el control.

En este artículo se realiza el análisis del par y la impedancia de secuencia inversa con la evolución de una falla de cortocircuito entre espiras de un devanado estatórico de un motor de inducción tipo jaula de ardilla de 3HP, 220V.

Este documento presenta la aplicación de la técnica de control no lineal clásica llamada linealización por realimentación de variables de estado. Se hace una aplicación en el motor de inducción, la variable a controlar es la velocidad del eje del motor, el sistema emplea el esquema de control vectorial para máquinas de corriente alterna desarrollado en las últimas décadas; este método es análogo a la técnica de control del motor de corriente directa. El modelo del motor de inducción se describe en el sistema de coordenadas de campo orientado del flujo de rotor y se muestra una introducción al producto y la derivada de Lie, empleados en el diseño del controlador no lineal.This articles shows the application of a classic non-linear control technique called "linearization by feedback of status variables." An application on the induction engine is made. Variable to be controlled is speed of the engine shaft. The system employs a vectorial control scheme for AC engines developed during the last decades. This is a method analogous to the DC engine control technique. Induction engine model is described in the guided field coordinate system of rotor flow. Introduction to the product and Lie derivative used for designing the non-linear controller are shown.

En este trabajo se presenta la aplicación de una técnica de detección de fallas aplicado al sistema convertidor-motor de inducción monofásico. Para llevar a cabo la detección de fallas, se emplean las señales (voltaje y corriente) obtenidas directamente del comportamiento del convertidor (residuos). Las fallas de interés a analizar, son las que pueden ocurrir cuando se presentan variaciones en las señales de control de los interruptores que componen al convertidor, a las que se les denominan fallas de pérdida de secuencia de conmutación.

Este artículo presenta el diseño de un controlador adaptativo, el sistema de control emplea lógica difusa adaptativa, modos deslizantes y es entrenado con la técnica de mínimos cuadrados recursivos. El problema de la variación de parámetros es resuelto con el controlador adaptativo; se utiliza un regulador interno PI con el cual se produce que el control de velocidad del motor de inducción sea realizado por medio de las corrientes de estator en vez de los voltajes. Se usa el modelo del motor en el sistema de coordenadas de flujo orientado del rotor para el desarrollo y prueba del sistema de control.

[ES] Se presenta una estrategia para el diagnóstico de fallas en el estator de los motores de inducción mediante la información contenida en las tensiones y corrientes de alimentación. La estrategia propuesta está basada en la generación de un vector de residuos específicos por medio de un observador de estados, el cual permite detectar la fase dañada y cuantificar el número de espiras en cortocircuito. La estrategia de diagnóstico es muy poco sensible a los cambios de carga o perturbaciones de la red de alimentación tales como armónicos o desbalances., [EN] A strategy for stator-fault diagnosis in induction motors using only voltages and currents measurements is presented in this paper. The proposed strategy is based on the generation of a vector of specific residual using a state observer. The residual allows the detection of the faulted motor phase and the quantification of the number of short-circuited turns. This strategy is very low sensitive to motor load variation and power supply perturbations.

Este diagnóstico se ha realizado en un total de 14 motores de inducción, todos ellos de jaula de ardilla y de 6 000 voltios. Se hará referencia al último diagnóstico realizado que se trata de un motor de una bomba de agua de alimentar caldera tipo 4A3M-2500/6000 CT4 de una unidad generadora de electricidad de 100 MW. Mediante las técnicas de diagnóstico empleadas se logró determinar roturas de barras en la jaula de ardilla del rotor del motor.This diagnosis has been carried out in a total of 14 induction motors, all them of squirrel cage and of 6 000 volts. Reference will be made to the last carried out diagnosis that it is a motor of a bomb of water of feeding boiler type 4A3M-2500/6000 CT4 of a generating unit of electricity of 100 MW. By means of the techniques of diagnosis employees it was possible to determine breaks of bars in the cage of squirrel of the rotor in the motor.