Supervisió i diagnosi de fallades de motors tipus “brushless”

Abstract

Els sistemes de supervisió i diagnosi de fallades suposen una alternativa eficient i robusta a l’actual metodologia del tractament de fallades en sistemes automàtics a la indústria, la qual està basada majoritàriament en la redundància de sensors i en la detecció de valors límit en determinades variables. Aquests sistemes tenen com a principal objectiu detectar, o alertar de l’existència d’alguna anomalia en el funcionament del sistema; i aïllar, o localitzar el component que conté el defecte. En aquest treball s’ha desenvolupat un algorisme que permet la implementació de la diagnosi de fallades, en un computador, d’un motor de tipus Brushless que treballa dins d’un sistema de control de posició/velocitat. L’algorisme proposat està basat en un model matemàtic simplificat del motor Brushless i és capaç de detectar i aïllar de manera eficient i robusta un ampli ventall de fallades, tant elèctriques com mecàniques, sense la necessitat d’afegir costos en instrumentació addicional als sensors ja existents pel control. En la metodologia d’aquest treball es presenta com arribar a un model simplificat del motor Brushless que permet generar residus matemàtics sobre els que es basa la diagnosi de fallades. El sistema de diagnosi proposat està dividit en dues etapes: detecció i aïllament de fallada. La detecció de fallada consisteix en determinar si el valor d’algun dels residus és inconsistent amb l’error del model. L’aïllament consisteix en examinar els residus inconsistents de manera binària o, si és necessari, amb un anàlisi de sensibilitats per determinar la fallada de l’element que ha produït les inconsistències detectades. Per tal de comprovar l’eficiència de l’algorisme de diagnosi de fallades proposat en el treball, s’ha desenvolupat un simulador de la planta objecte d’estudi amb el software MATLAB® on també s’ha implementat l’algorisme. Aquest software ha permès simular escenaris realistes de fallades i avaluar el rendiment del sistema de diagnosi proposat.