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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41331| Título: | Aplicação da norma ieee 1459 - 2010 e parâmetros de hjorth para a identificação de falhas de estator em máquinas de indução trifásicas |
| Título(s) alternativo(s): | Application of ieee std 1459 - 2010 and hjorth parameters for the identification of stator faults in three-phase induction machine |
| Autor(es): | Santos, Arthur Carvalho |
| Orientador(es): | Castoldi, Marcelo Favoretto |
| Palavras-chave: | Engenharia elétrica Motores elétricos de indução Falhas de energia elétrica Electric engineering Electric motors, Induction Electric power failures |
| Data do documento: | 13-Jul-2026 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Cornelio Procopio |
| Citação: | SANTOS, Arthur Carvalho. Aplicação da norma ieee 1459 - 2010 e parâmetros de hjorth para a identificação de falhas de estator em máquinas de indução trifásicas. 2026. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2026. |
| Resumo: | Os motores de indução trifásicos (MITs) são amplamente empregados em aplicações industriais devido à sua robustez, simplicidade construtiva e confiabilidade. Entretanto, falhas de curto-circuito entre espiras do estator representam uma parcela significativa das ocorrências em máquinas elétricas trifásicas, correspondendo a até 36% dos casos relatados na literatura. Embora diversas metodologias de diagnóstico baseadas no sinal de corrente sejam utilizadas, estas podem ser suscetíveis a desequilíbrios de tensão e assimetrias inerentes ao processo de produção ou ao uso de inversores de frequência para o acionamento do motor. Essa limitação aponta para a necessidade de abordagens alternativas que permitam a extração robusta de atributos discriminativos de sinais coletados da máquina, mantendo a eficácia do diagnóstico mesmo em condições adversas. Nesse contexto, este trabalho explora os atributos da norma IEEE 1459 - 2010, obtidos a partir dos sinais de tensão e corrente de linha, e os parâmetros de Hjorth, extraídos do sinal de corrente do motor, para realizar a identificação de falhas de curto-circuito entre espiras de diferentes severidades. Tais parâmetros são utilizados de forma independente e em conjunto, tanto para um cenário de observação monofásico quanto trifásico, como entrada para modelos de classificação, com o objetivo de detectar curtos-circuitos no estator sob diferentes severidades de falha, condições de desequilíbrio de alimentação e métodos de acionamento. Os resultados demonstram que a combinação dos parâmetros da norma IEEE 1459 - 2010 com os parâmetros de Hjorth resulta em taxas de acurácia superiores a 97% no monitoramento monofásico, enquanto, no cenário de observação trifásica, os modelos apresentam acurácia superior a 98,5%, independentemente do método de acionamento do motor utilizado. Além disso, verificou-se que a potência reativa é um dos atributos que mais carregam informações sobre a condição de operação do motor. |
| Abstract: | Three-phase induction motors (TIMs) are widely employed in industrial applications due to their robustness, simple construction, and reliability. However, stator inter-turn short-circuit faults represent a significant portion of failures in three-phase electrical machines, accounting for up to 36% of the cases reported in the literature. Although several diagnostic methodologies based on current signals have been proposed, they may be susceptible to voltage unbalances and asymmetries arising from the manufacturing process or from the use of frequency inverters to drive the motor. This limitation highlights the need for alternative approaches capable of robustly extracting discriminative features from signals acquired from the machine while maintaining diagnostic effectiveness under adverse operating conditions. In this context, this work investigates the features defined by the IEEE 1459-2010 standard, obtained from line voltage and current signals, and Hjorth parameters extracted from the motor current signal to identify inter-turn short-circuit faults with different severity levels. These features are used independently and jointly, considering both single-phase and three-phase observation scenarios, as inputs to classification models aimed at detecting stator short-circuit faults under different fault severities, supply unbalance conditions, and motor drive methods. The results demonstrate that combining the features defined by IEEE 1459-2010 with Hjorth parameters achieves accuracy rates above 97% for the single-phase monitoring scenario, whereas, in the three-phase observation scenario, the models achieve accuracies above 98.5%, regardless of the motor drive method employed. Furthermore, reactive power was found to be one of the features carrying the most information regarding the motor operating condition |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41331 |
| Aparece nas coleções: | CP - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
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