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Lunes , 22.10.2018 / 01:28 Hoy

Trabajan con señales digitales para detectar fallas en motores

Las líneas de investigación, abarcan el procesamiento digital de señales con FPGA, monitoreo y análisis de variables eléctricas, análisis de vibraciones e instrumentación.

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Detectar fallas mecánicas y eléctricas en tiempo real en motores de uso industrial mediante el procesado digital de señales es uno de los objetivos de un proyecto desarrollado en el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE).

Este proyecto es liderado por José de Jesús Rangel, investigador de la Coordinación de Electrónica de este Instituto. Rangel, cursó la licenciatura en la Universidad de Guanajuato, donde también obtuvo su título de maestría. Asimismo, realizó estudios de doctorado en la Universidad Autónoma de Querétaro.

Sus líneas de investigación abarcan el procesamiento digital de señales con FPGA, monitoreo y análisis de variables eléctricas, análisis de vibraciones e instrumentación.

En entrevista, Rangel expresa que el proyecto de detección de fallas se centra en motores de inducción tipo jaula de ardilla, que usualmente presentan rompimiento de una de las barras, lo que provoca que el motor consuma más corriente y genere vibraciones.

“Primero, con un amperímetro de gancho medimos la corriente de una de sus fases, son motores trifásicos, y con una acelerómetro medimos sus vibraciones en los tres ejes. Con diferentes técnicas de procesamiento de señales podemos determinar si el motor tiene una o más barras rotas o si está en buen estado”, explica.

Para ello realizan trabajo de laboratorio, en el que adquieren primero la firma digital del motor en buen estado en cuanto a corriente y vibraciones. Después dañan el motor para ver cómo se comportan la corriente y las vibraciones y con base en ello plantean los algoritmos para detectar fallas.

Primero todo lo hacemos en Matlab, en software y, una vez que tenemos probado el algoritmo, lo llevamos a un circuito digital implementado FPGA. Todo lo desarrollado en software lo hacemos en un circuito, lo programamos y lo probamos en un sistema. Esto nos permite identificar la falla mediante la señal que otorgan los sensores”, abunda.

Indica que se busca que el sistema que están desarrollando monitoree en línea los motores incluso cuando están operando. “Queremos dar una señal de alarma de que ya está fallando un motor y entre más pronto detectemos la falla mejor. Generalmente esa falla, como es mecánica, se detecta con vibraciones, pero si el motor está triturando piedra será complicado de hacer”.

También se está desarrollando el control del motor y la detección de fallas en un solo sistema que controle y detecte.

Finalmente, agrega que aunque es un tema muy estudiado, las aportaciones principales de su proyecto se basan en el procesamiento digital de la señal y la implementación en FPGA, “porque al fin y al cabo es una aplicación eléctrica pero todo lo llevamos al circuito digital para su detección en línea y en tiempo real”.

ARP

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