Published April 1, 2015
| Version v1
Publication
Open
APLICAÇÃO DE FFT PARA A DETECÇÃO DE DEFEITOS EM MÁQUINAS ELÉTRICAS
Creators
- 1. Universidade Federal de Itajubá
Description
Este artigo apresenta a aplicação da Transformada Rápida de Fourier (Fast Fourier Transformer - FFT) na detecção precoce de defeitos em máquinas elétricas rotativas. Os sinais de corrente e de tensão são coletados externamente ao conjunto em análise (motor-carga ou gerador-máquina primária) através de transdutores especiais desenvolvidos para esta finalidade durante sua operação normal. Estes sinais, inicialmente adquiridos no domínio do tempo, carregam não só dados operativos do conjunto, mas também suas características típicas e informações sobre defeitos (incluindo sua severidade), contudo estes são de difícil análise nesta condição; Assim, os sinais são então tratados diretamente pela FFT, gerando sinais no domínio da frequência. Desta forma, é possível criar uma 'assinatura elétrica' para cada conjunto e separar suas características típicas, ruídos e possíveis defeitos. Estas assinaturas elétricas definem o estado geral do conjunto e, somente através de medidas externas de correntes e tensões elétricas, é possível interfir problemas elétricos no motor (ou gerador) e/ou mecânicos na carga (ou máquina primária) e acoplamento. Este tipo de inferência é bastante útil para diversas empresas, pois em várias delas o acesso ao conjunto pode ser perigoso ou mesmo impossível (como em bombas petrolíferas submersas), pois sinais de corrente e tensão podem ser tomados em qualquer ponto da instalação mesmo bastante distante do conjunto alimentado por eles. Estes sinais, no domínio da frequência, são então apresentados por um banco de dados em problemas típicos e com seus históricos de assinaturas, produzindo informações sobre o tipo de defeito que está ocorrendo no conjunto e sua evolução. Este artigo apresenta em detalhe como os sinais são tratados e como as assinaturas elétricas são obtidas. Um exemplo ilustrativo de aplicação de FFT em sinais elétricos com detecção de defeitos precoces é também apresentado.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعرض هذه المقالة تطبيق محول فورييه السريع (FFT) في الكشف المبكر عن العيوب في الآلات الكهربائية الدوارة. يتم جمع إشارات التيار والجهد خارجيًا إلى المجموعة قيد التحليل (حمل المحرك أو مولد الماكينة الأساسي) من خلال محولات خاصة تم تطويرها لهذا الغرض أثناء التشغيل العادي. هذه الإشارات، التي تم الحصول عليها في البداية في المجال الزمني، لا تحمل البيانات التشغيلية للمجموعة فحسب، بل تحمل أيضًا خصائصها النموذجية ومعلومات العيوب (بما في ذلك شدتها)، ومع ذلك يصعب تحليلها في هذه الحالة ؛ وبالتالي، تتم معالجة الإشارات مباشرة بواسطة FFT، مما يولد إشارات في مجال التردد. وبهذه الطريقة، من الممكن إنشاء "توقيع كهربائي" لكل مجموعة وفصل خصائصها النموذجية والضوضاء والعيوب المحتملة. تحدد هذه البصمات الكهربائية الحالة العامة للتجميع، وفقط من خلال القياسات الخارجية للتيارات الكهربائية والفولتية، من الممكن أن تتداخل المشاكل الكهربائية في المحرك (أو المولد) و/أو المشاكل الميكانيكية في الحمل (أو الآلة الأولية) والاقتران. هذا النوع من الاستدلال مفيد جدًا للعديد من الشركات، كما هو الحال في العديد منها، يمكن أن يكون الوصول إلى المجموعة خطيرًا أو حتى مستحيلًا (كما هو الحال في مضخات النفط المغمورة)، حيث يمكن أخذ إشارات التيار والجهد في أي نقطة من التثبيت حتى بعيدًا جدًا عن المجموعة التي تغذيها. ثم يتم تقديم هذه الإشارات، في مجال التردد، من خلال قاعدة بيانات في المشاكل النموذجية وتاريخ توقيعها، مما ينتج معلومات حول نوع العيب الذي يحدث في المجموعة وتطورها. تعرض هذه المقالة بالتفصيل كيفية التعامل مع الإشارات وكيفية الحصول على التوقيعات الكهربائية. كما يتم تقديم مثال توضيحي لتطبيق FFT على الإشارات الكهربائية مع الكشف المبكر عن العيوب.Translated Description (English)
This article presents the application of the Fast Fourier Transformer (FFT) in the early detection of defects in rotating electrical machines. Current and voltage signals are collected externally to the assembly under analysis (motor-load or primary machine-generator) through special transducers developed for this purpose during normal operation. These signals, initially acquired in the time domain, carry not only operative data of the set, but also its typical characteristics and defect information (including its severity), however these are difficult to analyze in this condition; Thus, the signals are then treated directly by the FFT, generating signals in the frequency domain. In this way, it is possible to create an 'electrical signature' for each set and separate its typical characteristics, noises and possible defects. These electrical signatures define the general state of the assembly and, only through external measurements of electrical currents and voltages, it is possible to interfere electrical problems in the motor (or generator) and/or mechanical problems in the load (or primary machine) and coupling. This type of inference is very useful for several companies, as in several of them access to the set can be dangerous or even impossible (such as in submerged oil pumps), as current and voltage signals can be taken at any point of the installation even very far from the set fed by them. These signals, in the frequency domain, are then presented by a database in typical problems and with their signature histories, producing information about the type of defect that is occurring in the set and its evolution. This article presents in detail how signals are handled and how electrical signatures are obtained. An illustrative example of applying FFT to electrical signals with early defect detection is also presented.Translated Description (French)
Cet article présente l'application du Transformateur de Fourier Rapide (FFT) dans la détection précoce des défauts dans les machines électriques tournantes. Les signaux de courant et de tension sont collectés à l'extérieur de l'ensemble en cours d'analyse (moteur-charge ou machine-générateur primaire) grâce à des transducteurs spéciaux développés à cet effet en fonctionnement normal. Ces signaux, initialement acquis dans le domaine temporel, portent non seulement des données opérationnelles de l'ensemble, mais aussi ses caractéristiques typiques et des informations sur les défauts (y compris leur gravité), mais ceux-ci sont difficiles à analyser dans cet état ; Ainsi, les signaux sont ensuite traités directement par la FFT, générant des signaux dans le domaine fréquentiel. De cette façon, il est possible de créer une « signature électrique » pour chaque ensemble et de séparer ses caractéristiques typiques, ses bruits et ses éventuels défauts. Ces signatures électriques définissent l'état général de l'ensemble et, uniquement par des mesures externes de courants et de tensions électriques, il est possible d'interférer avec des problèmes électriques dans le moteur (ou le générateur) et/ou des problèmes mécaniques dans la charge (ou la machine primaire) et le couplage. Ce type d'inférence est très utile pour plusieurs entreprises, car dans plusieurs d'entre elles, l'accès à l'ensemble peut être dangereux, voire impossible (comme dans les pompes à huile immergées), car les signaux de courant et de tension peuvent être prélevés en tout point de l'installation, même très loin de l'ensemble alimenté par elles. Ces signaux, dans le domaine fréquentiel, sont ensuite présentés par une base de données dans des problèmes typiques et avec leurs historiques de signature, produisant des informations sur le type de défaut qui se produit dans l'ensemble et son évolution. Cet article présente en détail comment les signaux sont traités et comment les signatures électriques sont obtenues. Un exemple illustratif d'application de la FFT à des signaux électriques avec une détection précoce des défauts est également présenté.Translated Description (Spanish)
En este artículo se presenta la aplicación del Transformador Rápido de Fourier (FFT) en la detección temprana de defectos en máquinas eléctricas rotativas. Las señales de corriente y voltaje se recogen externamente al conjunto bajo análisis (motor-carga o máquina-generador primario) a través de transductores especiales desarrollados para este propósito durante el funcionamiento normal. Estas señales, inicialmente adquiridas en el dominio del tiempo, transportan no solo datos operativos del conjunto, sino también sus características típicas e información de defectos (incluida su gravedad), sin embargo, estas son difíciles de analizar en esta condición; por lo tanto, las señales son tratadas directamente por la FFT, generando señales en el dominio de la frecuencia. De esta manera, es posible crear una 'firma eléctrica' para cada conjunto y separar sus características típicas, ruidos y posibles defectos. Estas firmas eléctricas definen el estado general del conjunto y, solo a través de mediciones externas de corrientes y voltajes eléctricos, es posible interferir problemas eléctricos en el motor (o generador) y/o problemas mecánicos en la carga (o máquina primaria) y el acoplamiento. Este tipo de inferencia es muy útil para varias empresas, ya que en varias de ellas el acceso al conjunto puede ser peligroso o incluso imposible (como en las bombas de aceite sumergidas), ya que las señales de corriente y tensión se pueden tomar en cualquier punto de la instalación incluso muy lejos del conjunto alimentado por ellas. Estas señales, en el dominio de la frecuencia, son luego presentadas por una base de datos en problemas típicos y con sus historiales de firma, produciendo información sobre el tipo de defecto que se está produciendo en el conjunto y su evolución. Este artículo presenta en detalle cómo se manejan las señales y cómo se obtienen las firmas eléctricas. También se presenta un ejemplo ilustrativo de aplicación de FFT a señales eléctricas con detección temprana de defectos.Files
0111.pdf.pdf
Files
(569.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:3094dee425ea5457ae3669022f031bf5
|
569.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تطبيق FFT للكشف عن العيوب في الآلات الكهربائية
- Translated title (English)
- APPLICATION OF FFT FOR THE DETECTION OF DEFECTS IN ELECTRICAL MACHINES
- Translated title (French)
- APPLICATION DE LA FFT POUR LA DETECTION DE DEFAUTS DANS LES MACHINES ELECTRI
- Translated title (Spanish)
- APLICACIÓN DE FFT PARA LA DETECCIÓN DE DEFECTOS EN MÁQUINAS ELÉCTRICAS
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1975628846
- DOI
- 10.5151/mathpro-cnmai-0111
References
- https://openalex.org/W2026279552