A new methodology for detection of bearings faults in three-phase induction motor



Título del documento: A new methodology for detection of bearings faults in three-phase induction motor
Revista: Respuestas
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000444300
ISSN: 2422-5053
Autores: 1
2
2
Instituciones: 1Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta, Norte de Santander. Colombia
2Universidad del Atlántico, Barranquilla, Atlántico. Colombia
Año:
Periodo: Sep-Dic
Volumen: 25
Número: 3
Paginación: 142-153
País: Colombia
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Aplicado, descriptivo
Resumen en español Este estudio expone una metodología para la detección, clasificación y ubicación de fallas en rodamientos de bola, en la jaula y la pista exterior. Para este estudio se utilizó un motor de inducción trifásico, en el que se midieron las señales de tensión y corriente del estator. Calculando la distorsión armónica total y utilizando la Transformada de Stockwell, se obtuvieron diferentes características en las señales eléctricas que permitieron definir las condiciones de falla en el rodamiento, la clasificación del tipo de falla y la ubicación del rodamiento defectuoso (lado ventilador o lado carga). Calculando la diferencia entre la distorsión armónica total de la señal de corriente y voltaje, es posible identificar un valor de umbral de 0.004 que separa una condición de operación normal y una condición de falla. El uso de la Transformada de Stockwell y el algoritmo de puntuación de Fisher nos permite clasificar las condiciones de falla con una precisión promedio del 92.5%. La ubicación de un rodamiento con defectos en el lado de carga genera una mayor amplitud en la señal, en comparación con los ubicados en el lado del ventilador. Este comportamiento permite establecer un valor umbral de 1.6 para fallas de bola y 0.001 para fallas en la jaula y en la pista exterior. Por los resultados obtenidos, el algoritmo propuesto en el estudio se considera una herramienta con un alto grado de confiabilidad para el diagnóstico de rodamientos en motores de inducción
Resumen en inglés This study shows a methodology for the detection, classification, and location of bearings that presented ball faults, cage faults, and outer race faults. For this study, a three-phase induction motor was used, in which the stator current and voltage signals were measured. By calculating the total harmonic distortion and using the Stockwell Transform, different characteristics were obtained in the electrical signals that allowed defining fault conditions in the bearing, classification of the type of fault, and the location of the defective bearing (fan side or load side). By calculating the difference between the total harmonic distortion of the current and voltage signal, it is possible to identify a threshold value of 0.004 that separates a healthy condition and a fault condition. The joint use of the Stockwell Transform and the Fisher Scoring Algorithm allows us to classify the fault conditions with an average precision of 92.5%. The location of a bearing with defects on the load side generates a greater amplitude in the signal compared to those located on the fan side. This behavior allows establishing a threshold value of 1.6 for ball faults and 0.001 for cage faults and outer race. Due to the results obtained, the algorithm proposed in the study is considered to be a tool with a high degree of reliability for the diagnosis of bearings in induction motors
Disciplinas: Ingeniería
Palabras clave: Ingeniería mecánica,
Motores de inducción,
Motores trifásicos,
Diagnóstico de fallas,
Rodamientos,
Transformada de Stockwell
Keyword: Mechanical engineering,
Induction motors,
Three-phase motors,
Fault diagnosis,
Bearings,
Stockwell transform
Texto completo: https://revistas.ufps.edu.co/index.php/respuestas/article/view/2936/3430