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Título: Sistema embarcado para monitoramento de variáveis físicas do rotor de máquinas elétricas
Autor(es): Fernandes, Jefferson Doolan
Palavras-chave: Comunicação sem fio;Supercapacitores;Captação de energia;Manutenção de máquinas elétricas;Microcontrolador;Temperatura do rotor
Data do documento: 23-Jun-2017
Citação: FERNANDES, Jefferson Doolan. Sistema embarcado para monitoramento de variáveis físicas do rotor de máquinas elétricas. 2017. 103f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Resumo: With the wide use of electric machines in the oil industry, particularly in oil lifting methods, there is a growing need to extract information from the machines to optimize their maintenance. The present work shows the development of an embedded system to perform the monitoring of an squirrel cage induction motor rotor physical variables, transforming the magnetic energy from the stator rotating field into electrical energy to energize the embedded system circuit, providing further data for the machine maintenance diagnosis. The system comprises: circuit to acquire desirable rotor variable(s) value(s) and send it to thecomputer; a rectifier and power storege circuit that besides converting an alternating current in continuous also store energy for a certain amount of time to wait the motor engine shutdown; and magnetic generator that harvestenergy from rotating field to power the circuits mentioned above. The embedded system is set on the rotor of an 5 HP squirrel cage induction motor, making it difficult to power the system because it is rotating, problem solved with the construction of the magnetic generator eliminating the need of using batteries or collector rings and by using a wireless NRF24L01 module to send data to the computer. For the proposed system validation a temperature sensor (DS18b20) was applied, variable known as the most important when identifying the need for maintenance. Tests were made getting satisfactory results proving the viability of using sensors on the rotor.
metadata.dc.description.resumo: Com a grande utilização de máquinas elétricas na indústria do petróleo, principalmente nos métodos de elevação, é crescente a necessidade de se extrair informações dessas máquinas para a otimização das suas manutenções. O presente trabalho mostra o desenvolvimento de um protótipo de um sistema embarcado para realizar o monitoramento das variáveis físicas do rotor de um motor de indução do tipo gaiola de esquilo, transformando a energia magnética proveniente do campo girante do estator em energia elétrica para energizar o circuito do sistema embarcado, fornecendo mais dados para o diagnóstico da necessidade de manutenção dessa máquina. Esse sistema é composto por: um circuito para adquirir o (s) valor (es) da (s) variável (is) desejada (s) do rotor e enviar para o computador; um circuito retificador e armazenador, que além de converter uma tensão alternada em contínua também armazenará energia por um determinado tempo após o desligamento do motor; e um dispositivo gerador que transforma a energia do campo girante em energia elétrica para alimentar os circuitos citados anteriormente. O sistema embarcado é fixado no rotor de um motor de indução gaiola de esquilo de 5 CV, o que dificultaria a sua alimentação por estar girando. Esse problema foi solucionado com a construção do dispositivo gerador, descartando a necessidade de baterias ou anéis coletores e por utilizar o módulo de comunicação sem fio NRF24L01, com frequência liberada pela ANATEL de 2.4GHz, na transmissão dos dados para o computador. Para a validação do sistema proposto, foi utilizado um sensor de temperatura (DS18b20), por ser uma das mais importantes variáveis na identificação da necessidade de manutenção. Testes foram realizados obtendo resultados satisfatórios comprovando a viabilidade de se utilizar sensores no rotor.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23758
Aparece nas coleções:PPGCEP - Doutorado em Ciência e Engenharia do Petróleo

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