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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4869| Título: | Avaliação das condições de operação de um contator eletromagnético utilizando sensores a fibra óptica |
| Título(s) alternativo(s): | Evaluation of the operating conditions of an electromagnetic contactor using fiber optic sensors |
| Autor(es): | Tapia, Cesar Caytuiro |
| Orientador(es): | Sousa, Kleiton de Morais |
| Palavras-chave: | Tensões residuais Redes de Bragg Fibras ópticas Interferência eletromagnética Residual stresses Bragg gratings Optical fibers Electromagnetic interference |
| Data do documento: | 21-Fev-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | TAPIA, Cesar Caytuiro. Avaliação das condições de operação de um contator eletromagnético utilizando sensores a fibra óptica. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2020. |
| Resumo: | Este trabalho apresenta a análise e os resultados obtidos a partir de sensores baseados em redes de Bragg em fibra óptica (FBG - do inglês Fiber Bragg Gratting) instalados no núcleo fixo de um contator eletromagnético, para medições de temperatura e deformação. Esses resultados podem ser utilizados para analisar o comportamento e antever a necessidade de manutenção preventiva futura do contator. As FBGs podem ser usados para as medições de temperatura e de deformação no núcleo do contator devido ao seu pequeno tamanho e imunidade eletromagnética. Na medição de temperatura do núcleo do contator eletromagnético, observa-se que a estabilidade térmica se atinge em 190 minutos, com uma variação de temperatura de 68 °C. Para a medição da deformação, foram analisadas quatro situações: contator sem falha, contator com queda de tensão, contator com obstáculo no entreferro e contator sem os anéis de curto-circuito. A força eletromagnética, obtida através da medição de deformação, tem uma frequência fundamental de 120 Hz, que é o dobro da frequência da fonte de alimentação para o contator sem falha e com queda de tensão. Essa frequência fundamental é obtida pela aplicação da transformada rápida de Fourier (FFT) do sinal de deformação no regime permanente. Para o contator com obstáculo no entreferro e o contator sem os anéis de curto-circuito, a forma de onda da deformação não é senoidal, devido às colisões dos núcleos fixo e móvel. Na simulação da dinâmica do contator, no software Matlab®, a forma de onda da força eletromagnética é similar à forma de onda da deformação do núcleo do contator em condições normais de operação. |
| Abstract: | This work presents the analysis and results obtained from the fiber Bragg gratting (FBG) sensors instaled in the fixed core of an electromagnetic contactor, for temperature and strain measurements. These results can be used to analyze behavior and predict future preventive maintenance of the contactor. FBGs can be used for contactor core temperature and strain measurements due to their small size and electromagnetic immunity. At the electromagnetic core contactor temperature measurement, it is observed that the thermal stability is reached in 190 minutes, with a temperature variation of 68 °C. To the strain measurement, four situations were analyzed: contactor without failure, contactor with voltage sag, contactor with obstacle in the air gap and contactor without shading rings. The electromagnetic force, obtained from the strain measurement, has a fundamental frequency of 120 Hz, which is twice the frequency of the power supply for both the contactor without failure and contactor with voltage sag. This fundamental frequency is obtained by applying the fast Fourier transform (FFT) to the steady state strain signal. For both contactor with obstacle in the air gap and contactor without shading rings, the strain waveform is non-sinusoidal, due to collisions of the fixed and movable cores. In the contactor dynamic simulation, in the Matlab® software, the electromagnetic force waveform is similar to the contactor core strain waveform under normal operating conditions. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4869 |
| Aparece nas coleções: | PB - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
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