Monitoreo, detección y diagnóstico de fallos en motores asíncronos trifásicos

Abstract

Se desarrolló un sistema de monitoreo predictivo aplicado a motores asíncronos trifásicos. El sistema está pensado para ser aplicado a máquinas que forman parte de un entorno industrial, con el objetivo de permitir planificar las tareas de mantenimiento, evitar las detenciones imprevistas y reducir costos. Este sistema está compuesto por tres partes, los nodos sensores, el Data-Logger y el software de control y análisis. Los nodos sensores incorporan un sensor de vibración LIS3DH (acelerómetro) y un sensor de temperatura MLX90614, cuyos datos adquiridos son procesados por el microcontrolador ATmega328P y enviados hacia el Data-Logger por comunicación RF, utilizando el circuito integrado nRF24L01+. El Data-Logger incorpora 3 sensores de corriente, cuyas señales son acondicionadas por un amplificador de instrumentación AD623 y convertidas en forma digital por el microcontrolador STM32F103. Además, el Data-Logger recibe los datos de los nodos y, junto con los datos de corriente, son almacenados en una memoria no volátil SD. La comunicación con el software de análisis, se realiza mediante una conexión Ethernet LAN, utilizando el protocolo UDP para el envío y recepción de paquetes entre ambos. Para ello, se utiliza un módulo que incorpora el circuito integrado W5500. El software de análisis fue desarrollado en el entorno App Designer, donde se aplican procesamientos a las señales capturadas por los sensores, tanto en el dominio temporal como frecuencial, permitiendo diagnosticar el estado del motor. Se obtuvo un equipo con la capacidad de conectar hasta 6 nodos sensores, en un radio de aproximadamente 40 [m] del Data-Logger. Los nodos, energizados por batería, tiene una autonomía de alrededor de 8 años. La capacidad de memoria del Data-Logger permite registrar datos durante 30 años.