Influencia de las oscilaciones de tensión en la detección de barras rotas en motores de inducción C.M. Pezzani P.D. Donolo G.R. Bossio C.H. De Angelo Grupo de Electrónica Aplicada, Fac. de Ingeniería, Universidad Nacional de Río Cuarto, Ruta Nac. #36 Km 601, (X5804BYA), Río Cuarto, Córdoba, Argentina. cpezzani@ing.unrc.edu.ar Resumen- - - Las estrategias basadas en el análisis de la firma de la corriente han sido ampliamente difundidas para la detección de barras rotas en mo- tores de inducción (MI). La identificación de bandas laterales alrededor de la corriente fundamental es una de las técnicas más reconocidas. El análisis del vector de Park y las potencias activas y reactivas han sido igualmente empleadas para la detección de este tipo falla. La presencia de perturbaciones ya sea en el par o en las tensiones de alimentación afecta el desempeño de estas estrategias basadas en régimen permanente. Modulaciones en la amplitud de la ten- sión de alimentación de un MI produce corrientes igualmente moduladas que pueden conducir a un diagnóstico ambiguo de barras rotas. En este trabajo se analiza cualitativamente el efecto de oscilaciones en la tensión sobre desempeño de estrategias basadas en la firma de la corriente y las potencias activas y reactivas para la detección de barras rotas. Palabras Clave- - -- - - Flicker, barras rotas, motor de inducción, diagnóstico de fallas. 1. INTRODUCCIÓN En las últimas décadas el diagnóstico de fallas aplicado a motores de inducción (MI) se ha convertido en un área de constante desarrollo [1][2]. La detección de las anomalías en un estado incipiente permite disminuir tanto los costos de reparación como aquellos asociados a las paradas no programadas. La rotura de barras o anillos rotóricos, pese a no ser estadísticamente la falla de mayor ocurrencia [3], repre- senta uno de los problemas más abordados en la literatura y que aún posee aspectos que no tienen una solución cerrada [2]. Las estrategias que emplean el análisis de la firma de la corriente (MCSA, Motor Current Signature Analysis), han sido ampliamente difundidas para la detección de este tipo de asimetría [4][5]. Es bien conocido que la presencia de barras rotas provoca la aparición de bandas laterales alrededor de la componente fundamental de la corriente [6]. El análisis del vector de Park y de su módulo representa otra estrategia empleada comúnmente para el diagnóstico de fallas en MI [7][8]. Particularmente las asimetrías en el rotor se manifiestan como componentes a dos veces la frecuencia de deslizamiento ( 29 2 e sf en el espectro del modulo. En los últimos años se han presentado numerosos trabajos que emplean la teoría p-q [9] de la potencia activa y reactiva instantánea para el desarrollo de estrategias de diagnóstico de fallas. En [10] se propuso el análisis espectral de las corrientes activas y reactivas para la detección de barras rotas. En [11]-[14] se planteó analizar las componentes de baja frecuencia presentes en la potencia reactiva instantánea, el factor de potencia instantáneo y el vector de Park activo y reactivo para el diagnóstico de barras rotas. Perturbaciones tanto en el par como en las corrientes de la máquina, ajenas a una condición de falla, pueden afectar el desempeño de estas estrategias basadas en el análisis en régimen permanente. La presencia de oscila- ciones en el par de carga o la modulación de la amplitud de las tensiones son algunos ejemplos. Una oscilación en el par de la máquina se manifiesta en el espectro de la corriente como bandas laterales a la frecuencia de la perturbación. Si esta frecuencia es cer- cana a la de deslizamiento, el problema puede confun- dirse con un caso de barras rotas [15]. Numerosas pro- puestas han abordado esta problemática [10][11][15]. Por el contrario, en la literatura consultada no se regis- tran trabajos que contemplen el efecto de oscilaciones en la tensión sobre la detección de barras rotas. La modulación en la amplitud de la tensión puede ser provocada por problemas de flicker o por la presencia de interharmónicos [17][18]. En sistemas débiles, la existencia de corrientes de carga altamente variables puede resultar igualmente en oscilaciones pe- riódicas de la tensión. Si un MI es alimentado bajo estas condiciones, las corrientes exhibirán bandas laterales alrededor de la fundamental [16]. Esto puede inducir un diagnóstico ambiguo con algunas estrategias de detección para barras rotas, siempre que la frecuencia de modulación de la tensión sea cercana a 2 e sf . En este trabajo se analiza cualitativamente del efecto de las oscilaciones de tensión sobre el diagnóstico de barras rotas en MI. A partir de resultados de simulación y experimentales se comparan los síntomas generados por las estrategias basadas en la firma de la corriente y las potencias activas y reactivas en presencia de asimetr- ías rotóricas y oscilaciones de tensión. 2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 2.1. Fenómeno de barras rotas La rotura de una o más barras introduce una asimetría en el circuito del rotor que provoca una distorsión en la distribución del campo magnético. Bajo esta condición XIV Reunión de Trabajo Procesamiento de la Información y Control -- RPIC 2011, pp. 126-131, 2011.