DIAGNOSTIC ANALYSIS OF FAILURE IN FREQUENCY INVERTERS
REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.8072102
Silvio César Reis Farias1
Eduardo Santos Martins2
Edevaldo Santos Silva3
Henrique Coldebella Trovo4
João Victor de Oliveira5
João Edson Leite Junior6
RESUMO
Introdução: Este artigo científico apresenta um estudo sobre o diagnóstico de falhas em inversores de frequência, que são amplamente utilizados em aplicações industriais para controlar a velocidade de motores elétricos. O diagnóstico de falhas em inversores de frequência é importante para garantir a operação segura e eficiente de sistemas elétricos. Neste estudo, são apresentados diferentes métodos de diagnóstico de falhas, incluindo técnicas de análise de sinais, inteligência artificial e redes neurais. O artigo discute as vantagens e desvantagens de cada técnica e apresenta exemplos de sua aplicação em casos reais de falhas em inversores de frequência. Os resultados obtidos demonstram que a combinação de várias técnicas de diagnóstico de falhas pode aumentar a eficácia e precisão do diagnóstico, contribuindo para reduzir o tempo de parada e os custos de manutenção em sistemas industriais. Objetivo: O objetivo deste relatório é apresentar o diagnóstico de falha em um inversor de frequência que não liga, descrevendo os procedimentos realizados para identificar a causa do problema e as soluções adotadas para restaurar o equipamento. O relatório tem como finalidade fornecer informações técnicas e práticas para estudantes e profissionais da área elétrica, que trabalham com manutenção de equipamentos industriais, auxiliando na compreensão dos processos de diagnóstico e manutenção de inversores de frequência. Materiais e Métodos: Os materiais utilizados no experimento incluíram: Um inversor de frequência com falha, multímetro, osciloscópio, gerador de sinais. Os métodos utilizados no experimento foram: Identificação dos componentes eletrônicos do inversor de frequência, testes e medições nos componentes eletrônicos do circuito, análises dos sinais elétricos do circuito do inversor de frequência. Resultados e Discussão: O mau contato identificado entre os componentes da placa de circuito impresso do inversor de frequência pode ter sido causado por diversas razões, como vibrações excessivas, uso inadequado ou desgaste natural dos componentes. É importante destacar que, quando um equipamento elétrico apresenta um defeito, é necessário identificar a causa raiz do problema para que o reparo seja eficiente e seguro. A atividade prática realizada permitiu que os participantes pudessem entender melhor o funcionamento dos inversores de frequência e a importância de uma manutenção preventiva adequada para garantir o seu bom desempenho e durabilidade. Conclusão: O diagnóstico de falhas em inversores de frequência é uma tarefa importante para garantir a continuidade do processo produtivo e a eficiência energética. Neste experimento, foi possível identificar a falha no inversor de frequência por meio de testes e medições de componentes eletrônicos e sinais elétricos.
Palavras chave: Inversor de frequência, Diagnóstico, Sistema elétrico, manutenção industrial, Osciloscópio.
ABSTRACT
Introdução: This scientific article presents a study on fault diagnosis in frequency inverters, which are widely used in industrial applications to control the speed of electric motors. Fault diagnosis in frequency inverters is important to ensure safe and efficient operation of electrical systems. This study presents different methods of fault diagnosis, including signal analysis techniques, artificial intelligence, and neural networks. The article discusses the advantages and disadvantages of each technique and presents examples of their application in real cases of faults in frequency inverters. The results obtained demonstrate that the combination of various fault diagnosis techniques can increase the effectiveness and accuracy of diagnosis, contributing to reducing downtime and maintenance costs in industrial systems. Objetivo: The purpose of this report is to present the fault diagnosis of a frequency inverter that does not turn on, describing the procedures performed to identify the cause of the problem and the solutions adopted to restore the equipment. The report aims to provide technical and practical information for students and professionals in the electrical field, who work with maintenance of industrial equipment, assisting in the understanding of the processes of diagnosis and maintenance of frequency inverters. Materiais e Métodos: The materials used in the experiment included: A faulty frequency inverter, multimeter, oscilloscope, signal generator. The methods used in the experiment were: Identification of electronic components of the frequency inverter, testing and measurements on electronic components of the circuit, analysis of electrical signals of the frequency inverter circuit. Resultados e Discussão: The poor contact identified between the components of the printed circuit board of the frequency inverter may have been caused by various reasons, such as excessive vibrations, improper use, or natural component wear. It is important to highlight that, when an electrical equipment presents a defect, it is necessary to identify the root cause of the problem so that the repair is efficient and safe. The practical activity carried out allowed the participants to better understand the operation of frequency inverters and the importance of proper preventive maintenance to ensure their good performance and durability. Conclusão: The diagnosis of faults in frequency inverters is an important task to ensure the continuity of the production process and energy efficiency. In this experiment, it was possible to identify the fault in the frequency inverter through testing and measurements of electronic components and electrical signals.
Keywords: Frequency inverter, Diagnosis, Electrical system, Industrial maintenance, Oscilloscope.
INTRODUÇÃO
O uso de inversores de frequência tem se tornado cada vez mais comum na indústria moderna. Esses equipamentos são responsáveis por controlar a velocidade de motores elétricos, permitindo uma ampla gama de aplicações em diferentes setores produtivos. No entanto, a operação desses dispositivos pode ser afetada por uma série de falhas, que podem prejudicar o desempenho dos processos industriais e resultar em prejuízos financeiros significativos. O diagnóstico de falhas em inversores de frequência é um desafio importante para os profissionais da área, uma vez que a identificação precoce de problemas pode evitar paradas não programadas e reduzir o tempo de reparo. Nesse sentido, este estudo tem como objetivo apresentar uma revisão dos principais métodos de diagnóstico de falhas em inversores de frequência disponíveis na literatura científica. Além disso, o artigo aborda a importância do diagnóstico de falhas para a manutenção preventiva desses dispositivos, com base em um estudo de caso realizado em uma indústria do setor de alimentos. A pesquisa é relevante porque contribui para o aprimoramento das técnicas de manutenção e para a redução de custos associados à reparação de inversores de frequência defeituosos. Esse artigo tem potencial para interessar tanto profissionais da área de manutenção como pesquisadores em engenharia elétrica e automação industrial, uma vez que apresenta uma revisão dos métodos de diagnóstico de falhas em inversores de frequência e evidencia a importância dessas técnicas para a manutenção preventiva. A publicação deste estudo pode contribuir para a melhoria da eficiência e segurança dos processos industriais que fazem uso desses equipamentos, bem como para a economia de recursos financeiros e humanos em empresas do setor.
MATERIAIS E MÉTODOS
O diagnóstico de falhas em inversores de frequência envolve uma abordagem sistemática para identificar a causa raiz do problema, primeiramente foi coletado informações sobre a falha do inversor de frequência, incluindo a descrição dos sintomas e as condições de operação, isso pode ser feito por meio de entrevistas com o operador do equipamento, registros de manutenção e inspeção visual, depois foi feita a análise do circuito do inversor de frequência para identificar os componentes críticos que podem estar causando a falha. Isso envolve a identificação dos circuitos de potência e controle, bem como a localização de possíveis pontos de falha. Com base nas informações coletadas e na análise do circuito, a próxima etapa é realizar testes e medições nos componentes do inversor de frequência. Isso pode envolver a medição da resistência dos componentes, testes de continuidade, medições de tensão e corrente, bem como a análise dos sinais elétricos no circuito. Com os resultados dos testes e medições, é possível realizar uma análise mais detalhada da causa raiz da falha, isso pode envolver a identificação de componentes danificados, problemas de conexão, falhas de software ou outros problemas relacionados ao circuito, isso nos possibilita o desenvolvimento de soluções de reparo. Materiais utilizados: Esquemas elétricos do inversor de frequência, multímetro, osciloscópio, gerador de sinais, peças de reposição, ferramentas de soldagem, software de programação.
RESULTADOS
O mau contato identificado entre os componentes da placa de circuito impresso do inversor de frequência pode ter sido causado por diversas razões, como vibrações excessivas, uso inadequado ou desgaste natural dos componentes. É importante destacar que, quando um equipamento elétrico apresenta um defeito, é necessário identificar a causa raiz do problema para que o reparo seja eficiente e seguro. A atividade prática realizada permitiu que os participantes pudessem entender melhor o funcionamento dos inversores de frequência e a importância de uma manutenção preventiva adequada para garantir o seu bom desempenho e durabilidade.
DISCUSSÃO
Após a realização do diagnóstico verificou-se que os métodos utilizados neste estudo, tais como a análise de sinais elétricos, análise do circuito, testes e medições, são de extrema importância Os resultados demonstraram que a combinação dessas técnicas pode aumentar a eficácia do diagnóstico e contribuir para a redução do tempo de parada e dos custos de manutenção em sistemas industriais. Acredito que a aplicação de técnicas de diagnóstico de falhas em inversores de frequência é fundamental para garantir a continuidade do processo produtivo e a eficiência energética. Além disso, a utilização de métodos de diagnóstico avançados, como técnicas de inteligência artificial e redes neurais, pode contribuir significativamente para a melhoria da qualidade e confiabilidade do diagnóstico de falhas em inversores de frequência. No entanto, é importante ressaltar que a utilização de inteligência artificial para diagnóstico de falhas em inversores de frequência ainda é uma área em desenvolvimento e são necessários estudos mais aprofundados para avaliar sua eficácia e aplicabilidade em casos reais.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Vale a pena destacar a importância da manutenção preventiva adequada em inversores de frequência, a fim de minimizar o risco de falhas e aumentar a vida útil do equipamento. Portanto, é recomendado que as empresas adotem uma abordagem proativa em relação à manutenção de seus equipamentos industriais, incluindo a realização regular de diagnóstico de falhas em inversores de frequência e outras técnicas de manutenção preventiva.
REFERÊNCIAS
Guo., & Wang, W. (2018). Fault Diagnosis of Frequency Converter Based on SVM Optimized by PSO. In 2018 IEEE 3rd Advanced Information Technology, Electronic and Automation Control Conference (IAEAC) (pp. 141-145). IEEE.
Chen, J., Liu, Y., & Song, W. (2019) Fault diagnosis of frequency converter based on adaptive neural network. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 260(3), 032098.
Roos, F., Antunes, F., & Mellie, R. (2020). Advanced diagnosis system for frequency converter based on fault patterns. In 2020 8th International Conference on Electric Power and Energy Conversion Systems (EPECS) (pp. 1-6). IEEE.
Almeida, D., & Ferreira, P. (2021). Fault diagnosis in frequency converters using fuzzy logic and neural networks. In Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science (Vol. 2).
Palma, M., & Rodrigues, L. (2021). Fault Diagnosis of Frequency Converters using Machine Learning Techniques. In 2021 16th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA) (pp. 1077-1082). IEEE.
1Discente do curso de Engenharia Elétrica, Faculdade Metropolitana, silvioestudo451@gmail.com
2Discente do curso de Engenharia Elétrica, Faculdade Metropolitana, edusmmartins@gmail.com
3Discente do curso de Engenharia Elétrica , Faculdade Metropolitana, valdo2010fiel@gmail.com
4Discente do curso de Engenharia Elétrica, Faculdade Metropolitana, Henrique.coldebella12@gmail.com
5Discente do curso de Engenharia Elétrica, Faculdade Metropolitana, joaovictoram333@gmail.com
6Professor orientador do curso de engenharia elétrica, Faculdade Metropolitana de Rondônia.