ES2682951T3 - Procedimiento y sistema para detectar una avería de rotor - Google Patents

Procedimiento y sistema para detectar una avería de rotor Download PDF

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ES2682951T3 ES15714035.1T ES15714035T ES2682951T3 ES 2682951 T3 ES2682951 T3 ES 2682951T3 ES 15714035 T ES15714035 T ES 15714035T ES 2682951 T3 ES2682951 T3 ES 2682951T3
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Abstract

Un procedimiento para detectar una avería de rotor en una máquina eléctrica (110) usando una unidad (120) de análisis de datos, comprendiendo el procedimiento: a. medir una intensidad de campo magnético a lo largo de un primer eje y un segundo eje, en el que el primer eje está en un primer ángulo al eje del rotor de la máquina eléctrica y el segundo eje está en un segundo ángulo al eje del rotor de la máquina eléctrica; b. determinar una frecuencia de deslizamiento operativa de la máquina eléctrica (110) usando la intensidad de campo magnético medida a lo largo del primer eje y el segundo eje, en el que determinar la frecuencia de deslizamiento operativa comprende i. generar un primer espectro de frecuencias a partir de la intensidad de campo magnético medida a lo largo del primer eje y un segundo espectro de frecuencias a partir de la intensidad de campo magnético a lo largo del segundo eje; ii. identificar un pico dentro de un intervalo predeterminado en al menos uno del primer espectro de frecuencias y el segundo espectro de frecuencias; y iii. determinar una frecuencia correspondiente al pico identificado dentro del intervalo predeterminado, en al menos uno del primer espectro de frecuencias y el segundo espectro de frecuencias; c. determinar una amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa determinada en el primer espectro de frecuencias y una amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo espectro de frecuencias; y d. detectar la avería de rotor comparando la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa determinada en el primer espectro de frecuencias y la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo espectro de frecuencias con un umbral predeterminado.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento y sistema para detectar una avena de rotor Campo tecnico
La presente invencion se refiere al campo de la verificacion del estado de una maquina electrica y, mas particularmente, la presente invencion se refiere a la deteccion y determinacion de una avena de rotor usando un sensor de campo magnetico.
Tecnica anterior
La asimetna del devanado del rotor es una de las causas principales del fallo de motor de induccion. Con el fin de detectar una avena de rotor, hasta ahora se han desarrollado muchos procedimientos diagnosticos. Entre ellos, los mas usados ampliamente en la industria son el control de vibraciones y el analisis de caractensticas de corriente.
Los procedimientos mencionados anteriormente se basan en la medicion de la corriente y la vibracion del motor para detectar una avena en el rotor. No obstante, los efectos observados en la corriente del motor y la vibracion del motor son consecuencias de un cambio en el campo magnetico debido a una barra de rotor rota o defectuosa y, por lo tanto, resultan menos sensibles a la avena de rotor. A menudo, esto conduce a una interpretacion erronea de los resultados, puesto que el procedimiento depende de smtomas secundarios para la deteccion y no la rafz del problema. Dicho de otro modo, en terminos de la verificacion del estado de una maquina electrica, tal como un motor electrico y un generador electrico, el estado de la maquina electrica inferido a partir de la medicion de la corriente o la vibracion de la maquina electrica no suele ser fiable.
Asimismo, los procedimientos mencionados anteriormente, para llevar a cabo mediciones, requieren sensores y otros equipos cuyo uso suele ser incomodo, y son caros. Ademas, estos sensores tienen que instalarse dentro de la caja de conexiones del motor, lo cual requiere a menudo gran cantidad de tiempo y apagar el motor. Ademas, una instalacion incorrecta de los sensores puede causar danos al motor, y una verificacion defectuosa.
Por lo tanto, a la luz del analisis anterior, existe una necesidad de un sistema y un procedimiento que resuelva los problemas mencionados anteriormente.
Sumario de la invencion
Los inconvenientes, desventajas y problemas mencionados anteriormente se abordan en el presente documento, el cual se entendera leyendo y entendiendo la siguiente memoria descriptiva.
En un aspecto, la presente invencion proporciona un procedimiento para detectar una avena de rotor en una maquina electrica usando una unidad de analisis de datos. El procedimiento comprende las etapas de medir la intensidad de campo magnetico a lo largo de un primer eje y un segundo eje, determinar la frecuencia de deslizamiento operativa de la maquina electrica usando la intensidad de campo magnetico medida a lo largo del primer eje y el segundo eje, determinar una amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa determinada en el primer espectro de frecuencias y una amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo espectro de frecuencias, y detectar la avena de rotor comparando la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa determinada en el primer espectro de frecuencias y la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo espectro de frecuencias con un umbral predeterminado.
El primer eje esta en un primer angulo con respecto al eje del rotor de la maquina electrica y el segundo eje esta en un segundo angulo con respecto al eje del rotor de la maquina electrica. La etapa de determinar la frecuencia de deslizamiento operativa comprende generar un primer espectro de frecuencias a partir de la intensidad de campo magnetico medida a lo largo del primer eje y un segundo espectro de frecuencias a partir de la intensidad de campo magnetico a lo largo del segundo eje, identificar un pico dentro de un intervalo predeterminado en al menos uno del primer espectro de frecuencias y el segundo espectro de frecuencias, y determinar una frecuencia correspondiente al pico identificado dentro del intervalo predeterminado, en al menos uno del primer espectro de frecuencias y el segundo espectro de frecuencias.
En una realizacion, el procedimiento tambien comprende determinar el tipo de la avena de rotor detectada comparando la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa determinada en el primer espectro de frecuencias con la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo espectro de frecuencias, y determinar la gravedad de la avena de rotor detectada basandose en la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa determinada en el primer espectro de frecuencias y la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo espectro de frecuencias. En una realizacion, el procedimiento tambien comprende calcular el intervalo predeterminado basandose en una frecuencia de deslizamiento nominal asociada a la maquina electrica y una frecuencia de lmea nominal asociada a la maquina electrica.
En una realizacion, el procedimiento tambien comprende medir la intensidad de campo magnetico a lo largo de un tercer eje en un tercer angulo con respecto al primer eje, generar un tercer espectro de frecuencias a partir de la
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intensidad de campo magnetico medida a lo largo del tercer eje, identificar un pico dentro de un intervalo predeterminado en un tercer espectro de frecuencias, determinar una frecuencia correspondiente al pico identificado dentro del intervalo predeterminado, en el tercer espectro de frecuencias, y comparar la frecuencia determinada con la frecuencia de deslizamiento operativa determinada para detectar una avena en un sensor de campo magnetico a partir del uno o mas sensores de campo magnetico.
En otro aspecto, la presente invencion desvela un sistema para detectar una avena de rotor en una maquina electrica. El sistema incluye una unidad de analisis de datos que comprende uno o mas sensores de campo magnetico para medir la intensidad de campo magnetico a lo largo de un primer eje y un segundo eje, una interfaz de red configurada para comunicarse con un dispositivo de mantenimiento a distancia, uno o mas procesadores configurados para generar un primer espectro de frecuencias y un segundo espectro de frecuencias a partir de la intensidad de campo magnetico medida a lo largo del primer eje y el segundo eje, identificar un pico dentro de un intervalo predeterminado en al menos uno del primer espectro de frecuencias y el segundo espectro de frecuencias, determinar la frecuencia de deslizamiento operativa correspondiente al pico identificado y detectar la avena de rotor basandose en una amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa determinada en el primer espectro de frecuencias y una amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo espectro de frecuencias, y un modulo de memoria acoplado de manera operativa al uno o mas procesadores. La unidad 120 de analisis de datos esta fijada al bastidor de la maquina electrica, sustancialmente cerca del cojinete de lado de accionamiento de la maquina electrica.
En el presente documento se describen sistemas y procedimientos de diverso ambito. Ademas de los aspectos y ventajas descritos/as en este sumario, otros aspectos y ventajas adicionales resultaran evidentes en referencia a los dibujos y en referencia a la siguiente descripcion detallada.
Breve descripcion de los dibujos
La materia objeto de la invencion se explicara en mayor detalle en el siguiente texto en referencia a las realizaciones ejemplares preferentes que se ilustran en los dibujos, en los que:
la Figura 1 ilustra un sistema para detectar una avena de rotor, de acuerdo con varias realizaciones de la presente invencion;
la Figura 2 ilustra una vista en seccion de un campo magnetico axial y una vista en seccion de un campo magnetico radial alrededor de una maquina electrica, de acuerdo con varias realizaciones de la presente invencion;
la Figura 3 ilustra un procedimiento para detectar una avena de rotor, de acuerdo con varias realizaciones de la presente invencion;
la Figura 4 ilustra un espectro de campo magnetico en un primer eje y segundo eje de una maquina electrica en buen estado y un espectro de campo magnetico en el primer eje y segundo eje de una maquina electrica con una avena de barra de rotor, de acuerdo con varias realizaciones de la presente invencion; y
la Figura 5 ilustra una trayectoria en la que una unidad portatil se mueve con respecto a la maquina electrica, de acuerdo con varias realizaciones de la presente invencion.
Descripcion detallada
En la siguiente descripcion detallada, se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman una parte de la misma y en los que se muestran, a modo de ilustracion, realizaciones espedficas, las cuales pueden ponerse en practica. Estas realizaciones estan descritas con suficiente detalle para permitir que los expertos en la tecnica pongan en practica las realizaciones, y se entendera que pueden utilizarse otras realizaciones y que pueden hacerse cambios logicos, mecanicos, electricos y de otro tipo sin alejarse del ambito de las realizaciones. Por lo tanto, la siguiente descripcion detallada no ha de interpretarse en un sentido limitativo.
La presencia de una barra o anilla final de rotor rota hace que se desequilibre el flujo magnetico del rotor, ya que la corriente no puede fluir a traves de la barra/anilla final rota o agrietada. El flujo de rotor desequilibrado puede considerarse como la combinacion de un flujo de rotor de secuencia positiva y negativa, que rota a la frecuencia de deslizamiento en las direcciones opuestas. Esto produce una modulacion de corriente que puede ser visible en espectro como bandas laterales de deslizamiento doble alrededor de la frecuencia de lmea. No obstante, en la practica, las bandas laterales de corriente alrededor de la fundamental pueden existir incluso cuando la maquina electrica esta en buen estado. Esto podna deberse a una resistencia de barra de rotor desigual debida al procedimiento de fundicion a presion, a la asfmetna de rotor, a las oscilaciones de carga externa, etc. Por lo tanto, la verificacion del estado que usa analisis de caractensticas de corriente suele ser poco fiable.
La presente invencion desvela un procedimiento y un sistema para detectar una avena de rotor que esta basada en el analisis de caractensticas de corriente, y que utiliza, en su lugar, los campos magneticos alrededor del motor para detectar una avena de rotor. La presente invencion desvela un procedimiento que implica instalar un magnetometro
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de bajo coste triaxial junto con un procesador de baja potencia y una radio inalambrica en la superficie del motor en una ubicacion predefinida tal como en el cuerpo cerca del cojinete de lado de accionamiento. El procesador adquirina periodicamente datos del magnetometro usando el magnetometro triaxial desde los tres ejes simultaneamente, realizana una transformada de Fourier en los tres ejes y comprobana el desequilibro en la amplitud de la frecuencia de deslizamiento en los tres ejes. Si el desequilibrio esta por encima de un umbral predefinido, entonces se detecta una avena. Posteriormente, la avena se clasifica como barra de rotor rota o alineacion erronea comprobando si el componente dominante esta presente en el campo magnetico axial o radial. La gravedad de la avena es directamente proporcional a la cantidad de desequilibrio presente en el campo magnetico en la frecuencia de deslizamiento. La gravedad del indicador de avena se almacena en la memoria del procesador y se envfa a un dispositivo de mantenimiento a distancia bajo peticion. De este modo, se consigue una continua verificacion del estado economica del rotor.
La Figura 1 ilustra un sistema 100 para una verificacion del estado, de acuerdo con varias realizaciones de la presente invencion. Tal y como se muestra en la figura 1, el sistema 100 incluye una maquina electrica 110 (mostrada en la figura 1 como un motor 110 y a la que se denominara motor 110 en adelante en el presente documento). Una unidad 120 de analisis de datos se instala en el bastidor del motor 110 junto al cojinete de lado de accionamiento. La unidad 120 de analisis de datos incluye uno o mas procesadores, un modulo de memoria acoplado de manera operativa al uno o mas procesadores, una interfaz de red y un sensor de campo magnetico triaxial.
El sensor de campo magnetico triaxial mide la intensidad de campo magnetico a lo largo de un primer eje, un segundo eje y un tercer eje en un punto de referencia. En una realizacion, el primer eje es sustancialmente paralelo al eje del rotor de la maquina electrica 110. Los ejes segundo y tercero son perpendiculares al primer eje y entre sf De aqu en adelante en el presente documento, el campo magnetico a lo largo del primer eje tambien se denomina el campo magnetico axial, y el campo magnetico a lo largo del segundo eje tambien se denomina el campo magnetico radial. En una realizacion, el sensor de campo magnetico triaxial es un sensor de campo magnetico digital capaz de tomar muestras equidistantes a intervalos periodicos. En otra realizacion, el sensor de campo magnetico triaxial es un sensor de campo magnetico analogico con un convertidor de analogico a digital integrado. El sensor de campo magnetico triaxial analogico mide la intensidad de campo magnetico cuando recibe una peticion de medicion del uno o mas procesadores.
El sensor de campo magnetico triaxial transmite datos de intensidad de campo magnetico medidos al uno o mas procesadores. El uno o mas procesadores realizan un analisis de los datos recibidos para detectar si existe una avena en el rotor y para determinar el tipo y la gravedad de la avena. Esto se explica adicionalmente en la descripcion de la figura 3. Posteriormente al analisis, el uno o mas procesadores se comunican, a traves de la interfaz de red, con un dispositivo 130 de mantenimiento a distancia y un concentrador 135 de datos para indicar el estado del rotor. La interfaz de red es capaz de comunicarse por un medio por cable tal como Modbus, bus de campo, etc., y por un medio inalambrico tal como Bluetooth, Wireless HART, etc.
El concentrador 135 de datos actua como una puerta de enlace entre la unidad 120 de analisis de datos y el registro 140 de historial. El concentrador de datos transmite datos relativos al estado del motor, recibidos desde la unidad 120 de analisis de datos hasta el registro 140 de historial para un almacenamiento a distancia.
Un experto en la tecnica debera percatarse de que, aunque la presente invencion desvela un sensor de campo magnetico triaxial, un experto en la tecnica puede utilizar dos o mas sensores de campo magnetico para conseguir una funcion similar.
La Figura 2 muestra una vista en seccion de un campo magnetico axial y una vista en seccion de un campo magnetico radial alrededor del motor 110, de acuerdo con varias realizaciones de la presente invencion. Tal y como se muestra en la figura 2, los campos magneticos alrededor del motor 110 pueden clasificarse como campo magnetico axial y campo magnetico radial. El campo magnetico axial esta en un plano que incluye el eje del motor 110; es generado por corrientes en los devanados finales del estator o la anilla final de la jaula de rotor. El campo radial se encuentra en un plano perpendicular al eje del motor 110, es una imagen de la densidad de flujo de espacio de aire que atenua el circuito magnetico de estator (paquete de laminaciones) y el bastidor del motor 110.
Se ha determinado mediante experimentacion que el dano a las barras de rotor de la maquina electrica produce un flujo magnetico axial aumentado y, de manera similar, la alineacion erronea del rotor produce un flujo magnetico radial aumentado.
La Figura 3 ilustra un procedimiento 300 para una verificacion del estado, de acuerdo con varias realizaciones de la presente invencion. En la etapa 310, la intensidad de campo magnetico a lo largo de un primer eje y un segundo eje se mide usando el sensor de campo magnetico triaxial. El sensor de campo magnetico triaxial transmite los datos de intensidad de campo magnetico medidos (denominados en adelante en el presente documento datos de campo magnetico) del primer eje y el segundo eje al uno o mas procesadores. En una realizacion, para distinguir los campos magneticos del motor 110 del campo magnetico de fondo, los valores de medicion por encima de un umbral predeterminado son registrados y transmitidos por el sensor de campo magnetico triaxial al uno o mas procesadores. En una realizacion, el umbral base predeterminado se decide mediante experimentacion. En otra realizacion, el umbral base predeterminado se determina durante la instalacion del motor. En otra realizacion, el sensor de campo
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magnetico triaxial registra y transmite datos de campo magnetico cuando recibe una senal desde un acelerometro o un accionador de motor que indica que el motor 110 se ha puesto en marcha.
En la etapa 320, el uno o mas procesadores preprocesan los datos de campo magnetico. En una realizacion, en la que la velocidad de muestreo del sensor de campo magnetico triaxial no es constante o en la que las muestras de los ejes primero y segundo se toman en diferentes periodos de muestreo, el uno o mas procesadores realizan interpolacion (lineal, cubica o mediante splines) para obtener datos de campo magnetico aproximadamente equidistantes y simultaneos de la intensidad de campo magnetico desde los ejes primero y segundo. Tras obtener los datos de campo magnetico continuos interpolados de los ejes primero y segundo, se omiten las tendencias de los datos de campo magnetico para eliminar el flujo magnetico de fondo estatico y la deriva experimentada por los sensores de campo magnetico. La omision de tendencias se realiza usando tecnicas conocidas en el campo.
En la etapa 330, el uno o mas procesadores determinan la frecuencia de deslizamiento operativa a partir de los datos de campo magnetico exentos de tendencias correspondientes a la intensidad de campo magnetico en los ejes primero y segundo. Los datos de campo magnetico exentos de tendencias de cada eje en el dominio de tiempo se convierten en espectro de frecuencias en el dominio de frecuencia usando una transformada de Fourier rapida. Entonces, el uno o mas procesadores realizan una deteccion de pico dentro de un intervalo predeterminado en el primer espectro de frecuencias correspondiente al primer eje y el segundo espectro de frecuencias del segundo eje para detectar la frecuencia que tenga la maxima amplitud. La deteccion de pico se realiza mediante una o mas tecnicas muy conocidas en la tecnica tales como ajuste de curvas por mmimos cuadrados, etc. El intervalo predeterminado para la deteccion de pico se determina de la siguiente manera
Frecuencia de lmea real <= frecuencia de lmea nominal + tolerancia al movimiento definida de la maquina........(1)
Frecuencia de deslizamiento operativa <= deslizamiento nominal* Frecuencia de lmea real...........................(2)
Frecuencia de deslizamiento operativa <= deslizamiento nominal* (frecuencia de lmea nominal + tolerancia al movimiento definida).... (3)
En consecuencia, de acuerdo con la ecuacion tres, la frecuencia de deslizamiento operativa se encontrana entre el deslizamiento nominal*(frecuencia de lmea+1 %) y 0 hercios (en situacion sin carga). El pico mas grande dentro del intervalo predeterminado es indicativo del valor de la frecuencia de deslizamiento operativa.
En la etapa 340, el uno o mas procesadores detectan la avena de rotor basandose en los datos de campo magnetico exentos de tendencias y la frecuencia de deslizamiento operativa determinada. Posteriormente a la deteccion de la frecuencia de deslizamiento operativa, el uno o mas procesadores calculan la media de la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el primer eje y la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo eje.
La media calculada se compara con un valor predeterminado para detectar si existe una avena en el rotor. En una realizacion, el valor predeterminado es el producto de las medias acumulativas de las senales en cada eje y una constante predeterminada. Cuando la media calculada es menor que el valor predeterminado, el uno o mas procesadores determinan que el rotor esta en buen estado. En esencia, esto significa que el desequilibrio entre el campo magnetico a lo largo del primer eje y el campo magnetico a lo largo del segundo eje es bajo. Cuando la media calculada es mayor que el valor predeterminado, el uno o mas procesadores determinan que el rotor esta defectuoso. En esencia, esto significa que el desequilibrio entre el campo magnetico a lo largo del primer eje y el campo magnetico a lo largo del segundo eje es alto. Esto se explica adicionalmente en la descripcion de la figura 4.
En la etapa 350, el uno o mas procesadores determinan el tipo de la avena detectada y la gravedad de la avena. En una realizacion, en la que la magnitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el primer eje, es decir, el campo magnetico axial, es mayor que la magnitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo eje, es decir, el campo magnetico radial, se indica una avena de barra de rotor rota. En una realizacion, en la que la magnitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el primer eje, es decir, el campo magnetico axial, es menor que la magnitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo eje, es decir, el campo magnetico radial, se indica una avena de alineacion erronea del rotor. La gravedad de la avena se calcula como el porcentaje de desequilibrio entre la magnitud o amplitud pico de la frecuencia de deslizamiento operativa en el campo radial y axial.
En una realizacion, la unidad 120 de analisis de datos mide la intensidad de campo magnetico a lo largo de un tercer eje y genera un tercer espectro de frecuencias a partir de la intensidad de campo magnetico medida a lo largo del tercer eje. Entonces, la unidad 120 de analisis de datos identifica un pico dentro del intervalo predeterminado en el tercer espectro de frecuencias y determina una frecuencia correspondiente al pico identificado. Finalmente, la unidad 120 de analisis de datos compara la frecuencia determinada con la frecuencia de deslizamiento operativa determinada para detectar una avena en un sensor de campo magnetico a partir del uno o mas sensores de campo magnetico. En caso de que la frecuencia determinada no sea sustancialmente similar a la frecuencia de deslizamiento operativa determinada, la unidad 120 de analisis de datos transmite una advertencia al dispositivo 130 de mantenimiento a distancia para indicar que un sensor de campo magnetico esta defectuoso o no esta calibrado
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La Figura 4 ilustra un espectro de campo magnetico en el primer eje (mostrado con una lmea continua) y segundo eje (mostrado con una lmea discontinua corta) de una maquina electrica en buen estado y un espectro de campo magnetico en el primer eje y segundo eje de una maquina electrica con una avena de barra de rotor, de acuerdo con varias realizaciones de la presente invencion. Tal y como se ha explicado anteriormente, las lmeas 410 y 420 indican el lfmite superior del intervalo predeterminado dentro del cual se encuentra la frecuencia de deslizamiento operativa. El pico indicativo de la frecuencia de deslizamiento operativa dentro del intervalo predeterminado se indica mediante el cfrculo 415 en el motor en buen estado y el cfrculo 425 en el segundo eje y el cfrculo 427 en el primer eje en el motor defectuoso. Tal y como se observa a partir de la figura 4(A), cuando un motor esta en buen estado la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en los ejes primero y segundo esta relativamente cerca del mmimo (es decir, la media) del espectro. Tal y como se observa a partir de la figura 4(B), cuando existe una avena de rotor, la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en los ejes primero y segundo esta relativamente lejos del mmimo (es decir, de la media) del espectro.
En otra realizacion, la presente divulgacion desvela una unidad portatil, que puede moverse libremente con respecto al motor 110, por ejemplo, en movimiento lineal, en movimiento circular, en movimiento hacia delante y hacia atras, etc. La unidad portatil puede ser cualquier dispositivo, tal como un telefono movil y otros dispositivos electronicos; que tengan una unidad de procesamiento y un sensor de campo magnetico incorporados en la unidad portatil para distinguir una maquina en buen estado de la que tiene una barra de rotor rota o una alineacion erronea de rotor, por lo que no se requiere ningun hardware adicional salvo el telefono movil. Cuando la unidad portatil se mueve alrededor de la maquina electrica, el sensor de campo magnetico integrado en la misma puede medir la intensidad de campo magnetico de al menos uno de una pluralidad de puntos de una trayectoria del movimiento libre de una unidad portatil, y el experto en la tecnica debe entender que cualquier trayectoria consiste en multiples puntos unidos entre sf. La unidad de procesamiento puede recibir al menos una senal de intensidad de campo magnetico correspondiente desde el sensor magnetico, comparar al menos un valor de intensidad de campo magnetico con al menos un valor esperado correspondiente y determinar, basandose en la comparacion, si hay una avena presente en la maquina electrica.
La Figura 5 ilustra una trayectoria en la que la unidad portatil de acuerdo con una realizacion de la presente invencion se mueve con respecto a la maquina electrica. Tal y como se muestra en la figura 5, la trayectoria 30 consiste en una multitud de puntos unidos entre sf. Por ejemplo, un primer punto 31 de los multiples puntos de la trayectoria se encuentra en el area en la que un campo magnetico axial esta presente alrededor de la maquina electrica; un segundo punto 32 de los multiples puntos de la trayectoria se encuentra en el area en la que un campo magnetico radial esta presente alrededor de la maquina electrica. La unidad portatil 10 puede moverse hasta el primer punto 31 o el segundo punto 32 desde otro punto a lo largo de la trayectoria 30 o puede moverse entre el primer punto 31 y el segundo punto 32 a lo largo de la trayectoria 30. El experto en la tecnica debe entender que el primer punto 31 y 50 el segundo punto 32 son unicamente, por ejemplo, ubicaciones indicativas en las areas de un campo magnetico axial y un campo magnetico radial, y la trayectoria 30 es, por ejemplo, de la posible ruta de la unidad portatil. El experto en la tecnica debe entender que existe alguna area de la maquina electrica en la que resulta diffcil instalar sensores, por ejemplo, en el espacio entre el extremo del rotor y el estator, o en la que resulta diffcil instalar el sensor de campo magnetico en el extremo de salida del rotor en el que el extremo de salida del rotor esta unido mecanicamente a un arbol. Resulta mas facil mover la unidad portatil hasta ese lugar y medir la fuga de campo magnetico del rotor en el mismo. El sensor 11 de campo magnetico integrado en la unidad portatil 10 puede medir la intensidad de campo magnetico axial para el campo magnetico axial en el primer punto 31 o medir la intensidad de campo magnetico radial para el campo magnetico radial en el segundo punto 32. La unidad 12 de procesamiento integrada en la unidad portatil 10 puede recibir la senal de intensidad de campo magnetico que representa la fuga de campo magnetico axial en el primer punto 31 desde el sensor 11 de campo magnetico integrado en la unidad portatil 10 y/o recibir la senal de intensidad de campo magnetico que representa la fuga de campo magnetico radial en el primer punto 32 desde el sensor 11 de campo magnetico integrado en la unidad portatil 10 y puede comparar el valor de intensidad de campo magnetico recibido con el valor esperado y determinar, basandose en la comparacion, si hay una avena presente en la maquina electrica.
De acuerdo con la presente invencion, para realizar la verificacion del estado de una maquina electrica, el operador simplemente tiene que instalar la unidad 120 de analisis de datos en el bastidor del motor, semejante a la placa de identificacion. Ademas, esto hace que el resultado sea mas preciso al verificar el estado del campo magnetico de la maquina electrica directamente y al determinar el estado de la maquina electrica en consecuencia. Con la medicion del campo magnetico en lugar de la corriente o la vibracion no solo puede realizarse un analisis completo solo con el sistema de verificacion del estado sino que, con la medicion del campo magnetico se mide directamente la rafz del problema.
Esta descripcion escrita usa ejemplos para describir la materia objeto en el presente documento, incluyendo el mejor modo, y tambien para permitir a cualquier experto en la tecnica hacer y usar la materia objeto. El ambito patentable de la materia objeto esta definido por las reivindicaciones, y puede incluir otros ejemplos que se le ocurran a los expertos en la tecnica. Tales ejemplos adicionales pretenden estar dentro del ambito de las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieran del lenguaje literal de las reivindicaciones, o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias insustanciales del lenguaje literal de las reivindicaciones.

Claims (10)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento para detectar una avena de rotor en una maquina electrica (110) usando una unidad (120) de analisis de datos, comprendiendo el procedimiento:
    a. medir una intensidad de campo magnetico a lo largo de un primer eje y un segundo eje, en el que el primer eje esta en un primer angulo al eje del rotor de la maquina electrica y el segundo eje esta en un segundo angulo al eje del rotor de la maquina electrica;
    b. determinar una frecuencia de deslizamiento operativa de la maquina electrica (110) usando la intensidad de campo magnetico medida a lo largo del primer eje y el segundo eje, en el que determinar la frecuencia de deslizamiento operativa comprende
    i. generar un primer espectro de frecuencias a partir de la intensidad de campo magnetico medida a lo largo del primer eje y un segundo espectro de frecuencias a partir de la intensidad de campo magnetico a lo largo del segundo eje;
    ii. identificar un pico dentro de un intervalo predeterminado en al menos uno del primer espectro de frecuencias y el segundo espectro de frecuencias; y
    iii. determinar una frecuencia correspondiente al pico identificado dentro del intervalo predeterminado, en al menos uno del primer espectro de frecuencias y el segundo espectro de frecuencias;
    c. determinar una amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa determinada en el primer espectro de frecuencias y una amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo espectro de frecuencias; y
    d. detectar la avena de rotor comparando la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa determinada en el primer espectro de frecuencias y la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo espectro de frecuencias con un umbral predeterminado.
  2. 2. El procedimiento segun la reivindicacion 1, que tambien comprende determinar el tipo de la avena de rotor detectada comparando la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa determinada en el primer espectro de frecuencias con la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo espectro de frecuencias, y determinar la gravedad de la avena de rotor detectada basandose en la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa determinada en el primer espectro de frecuencias y la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo espectro de frecuencias.
  3. 3. El procedimiento segun la reivindicacion 1, que tambien comprende calcular el intervalo predeterminado basandose en una frecuencia de deslizamiento nominal asociada a la maquina electrica (110) y una frecuencia de lmea nominal asociada a la maquina electrica (110).
  4. 4. El procedimiento segun la reivindicacion 1, que tambien comprende
    a. medir una intensidad de campo magnetico a lo largo de un tercer eje, en el que el tercer eje esta en un tercer angulo con respecto al primer eje;
    b. generar un tercer espectro de frecuencias a partir de la intensidad de campo magnetico medida a lo largo del tercer eje;
    c. identificar un pico dentro de un intervalo predeterminado en el tercer espectro de frecuencias;
    d. determinar una frecuencia correspondiente al pico identificado dentro del intervalo predeterminado, en el tercer espectro de frecuencias; y
    e. comparar la frecuencia determinada con la frecuencia de deslizamiento operativa determinada para detectar una avena en un sensor de campo magnetico a partir del uno o mas sensores de campo magnetico.
  5. 5. Un sistema para detectar una avena de rotor en una maquina electrica (110), comprendiendo el sistema:
    a. una unidad (120) de analisis de datos, que comprende:
    i. uno o mas sensores de campo magnetico para medir una intensidad de campo magnetico a lo largo de un primer eje y un segundo eje, en el que el primer eje es sustancialmente paralelo al eje del rotor de la maquina electrica y en el que el segundo eje esta en un angulo con respecto al primer eje;
    ii. una interfaz de red configurada para comunicarse con un dispositivo (130) de mantenimiento a distancia;
    iii. uno o mas procesadores configurados para
    1. generar un primer espectro de frecuencias y un segundo espectro de frecuencias a partir de la intensidad de campo magnetico medida a lo largo del primer eje y el segundo eje;
  6. 2. identificar un pico dentro de un intervalo predeterminado en al menos uno del primer espectro de frecuencias y el segundo espectro de frecuencias;
  7. 3. determinar la frecuencia de deslizamiento operativa correspondiente al pico identificado;
  8. 4. detectar la avena de rotor basandose en una amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa determinada en el primer espectro de frecuencias y una amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo espectro de frecuencias; y
    iv. un modulo de memoria acoplado de manera operativa al uno o mas procesadores.
  9. 6. El sistema segun la reivindicacion 5, en el que la unidad (120) de analisis de datos esta fijada al bastidor de la maquina electrica (110), sustancialmente cerca del cojinete de lado de accionamiento de la maquina electrica (110).
  10. 7. El sistema segun la reivindicacion 5, en el que el uno o mas procesadores estan configurados ademas para 5 determinar el tipo y la gravedad de la avena de rotor detectada basandose en la amplitud de la frecuencia de
    deslizamiento operativa determinada en el primer espectro de frecuencias y la amplitud de la frecuencia de deslizamiento operativa en el segundo espectro de frecuencias.
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