Avaliação das condições de operação de um contator eletromagnético utilizando sensores a fibra óptica

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Tapia, Cesar Caytuiro
• Orientador(a): Sousa, Kleiton de Morais
• Banca de defesa: Bertotti, Fabio Luiz , Dutra, Guilherme , Sousa, Kleiton de Morais , Dreyer, Uilian José
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Pato Branco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Tensões residuais; Redes de Bragg; Fibras ópticas; Interferência eletromagnética; Residual stresses; Bragg gratings; Optical fibers; Electromagnetic interference
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4869

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.