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Tipo documento: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Manutenção preditiva em motores elétricos trifásicos utilizando redes neurais artificiais e processamento de sinais
Autor(es): Ferreira, Steferson Ryan Venâncio Barbosa
Orientador(a): Vasconcelos, Fillipe Matos de
Membro da Banca: Vasconcelos, Fillipe Matos de
Membro da Banca: Zamodzki, Rafael
Membro da Banca: Poma, Carlos Enrique Portugal
Resumo : Este trabalho investiga a aplicação de Redes Neurais Artificiais (RNA) e técnicas de processamento de sinais na manutenção preditiva de Motores Elétricos Trifásicos (MITs). O objetivo é desenvolver um algoritmo que, por meio da análise da assinatura de corrente elétrica (Motor Current Signature Analysis - MCSA), seja capaz de identificar falhas em MITs, especificamente a presença de barras quebradas em motores operando próximos ao torque nominal. A metodologia adotada envolve a coleta de dados de medição de motores saudáveis, seguida pela aplicação de uma Janela Deslizante e da Janela de Hamming para processamento dos dados da corrente elétrica. Posteriormente, utiliza-se a Transformada Rápida de Fourier (FFT) para normalizar os vetores resultantes em termos de amplitude e frequência. Em seguida, a Análise de Componentes Principais (PCA) é aplicada para reduzir a dimensionalidade dos dados, os quais são então utilizados como entrada para uma RNA do tipo Perceptron Multicamadas (PMC). Um estudo de caso com um MIT de 1 cv foi conduzido utilizando dados obtidos do IEEE Data Port. A RNA, treinada e testada com 15 amostras saudáveis e 15 amostras contendo falhas (motor com 4 barras de rotor quebradas), atingiu uma assertividade superior a 65% na detecção de falhas. Esses resultados indicam que o método proposto é promissor para manutenção preditiva, apresentando desempenho superior a abordagens previamente descritas na literatura. O trabalho contribui para a otimização da eficiência dos MITs, essenciais para diversos setores industriais, reduzindo as perdas de energia e aumentando a confiabilidade dos processos industriais.
Resumo em lingua estrangeira: This study investigates the application of Artificial Neural Networks (ANN) and signal processing techniques in the predictive maintenance of Three-Phase Electric Motors (TPMs). The objective is to develop an algorithm that, through Motor Current Signature Analysis (MCSA), can identify faults in TPMs, specifically the presence of broken bars in motors operating near nominal torque. The adopted methodology involves collecting measurement data from healthy motors, followed by applying a Sliding Window and the Hamming Window to process the electrical current data. Subsequently, the Fast Fourier Transform (FFT) is used to normalize the resulting vectors in terms of amplitude and frequency. Then, Principal Component Analysis (PCA) is applied to reduce data dimensionality, which is then used as input to a Multilayer Perceptron (MLP) neural network. A case study with a 1 hp TPM was conducted using data obtained from the IEEE Data Port. The ANN, trained and tested with 15 healthy samples and 15 faulty samples (motor with 4 broken rotor bars), achieved an accuracy of over 65% in fault detection. These results indicate that the proposed method is promising for predictive maintenance, showing better performance than previously described approaches in the literature. This work contributes to optimizing the efficiency of TPMs, which are essential for various industrial sectors, reducing energy losses, and increasing the reliability of industrial processes.
Palavra-chave: Engenharia Mecânica
Equipamento mecânico
Engenharia elétrica
Palavra-chave em lingua estrangeira: Mechanical engineering
Mechanical equipment
Electrical engineering
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::MAQUINAS, MOTORES E EQUIPAMENTOS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição: UFMT CUVG - Várzea Grande
Departamento: Instituto de Engenharia – Várzea Grande
Programa: Engenharia de Controle e Automação - CUVG
Referência: FERREIRA, Steferson Ryan Venâncio Barbosa. Manutenção preditiva em motores elétricos trifásicos utilizando redes neurais artificiais e processamento de sinais. Orientador: Fillipe Matos de Vasconcelos. 2024. 61 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Controle e Automação) – Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Mato Grosso, Várzea Grande, 2024. Versão eletrônica
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://bdm.ufmt.br/handle/1/4208
Data defesa documento: 28-Mar-2024
Aparece na(s) coleção(ções):Engenharia de Controle e Automação - Várzea Grande

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