BR112014002484B1 - método e dispositivo para testar um isolamento em uma máquina elétrica durante a operação da máquina - Google Patents

Abstract

MÉTODO E DISPOSITIVO PARA DETECÇÃO DE UMA DETERIORAÇÃO NO ESTADO DE UM ISOLAMENTO NA OPERAÇÃO DE UMA MÁQUINA ELÉTRICA. A presente invenção refere-se a um método e a um dispositivo (1) para a detecção online de uma deterioração no estado de um isolamento em uma máquina elétrica (2). Uma tensão em passos é aplicada ao(s) enrolamento(s) (3) da máquina (2) com o auxílio de um conversor (41), e a corrente (i) induzida desta forma, e/ou o tempo derivado (di/dt) deste, é adquirido como um sinal de medição com o auxílio de pelo menos um sensor (6, 7, 8) e é então sobreamostrado com uma frequência mais alta do que as frequências características para o ajuste. O sinal obtido pela dita superamostragem é então avaliado com relação aos parâmetros do processo de ajuste como a superação (Ah) e/ou frequência natural (1/DeltaT) e/ou um amortecimento constante, para detectar qualquer deterioração no isolamento.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um método e a um dispositivo para a detecção online de uma deterioração no estado de isolamento dentro de ou em uma máquina elétrica.

[002] Máquinas elétricas de inversor de controlador estão sendo cada vez mais utilizadas em uma ampla gama de áreas. Em particular, tais sistemas de acionamento não estão somente sendo utilizados como padrão na indústria, mas também em sistemas de tração, e em particular em sistemas de segurança cruciais. Em relação a isso, está se tornado cada vez mais importante monitorar preventivamente esses sistemas em relação à condição e manutenção dos mesmos. A principal razão para a falha repetida dessas máquinas é a deterioração de isolamentos, em particular nos enrolamentos de estatores. Estudos mostraram que aproximadamente de 30 a 40% de todas as falhas estão relacionadas aos estatores, das quais em torno de 70%, por sua vez, são devido à deterioração ou falhas no isolamento de enrolamentos e no isolamento de solo.

[003] O isolamento dos enrolamentos de estator está sujeito a tensões particularmente altas quando operados com um inversor. De importante a esse respeito estão as tensões térmicas, elétricas, mecânicas e ambientais. Com o tempo essas tensões resultam em uma deterioração do isolamento e podem levar a falhas sérias da máquina em si ou de todo o sistema de acionamento com a máquina.

[004] Deterioração de estados de isolamento pode ocorrer não somente dentro dos enrolamentos, no entanto, mas também em condutores de fornecimento ou fiação elétrica. Aqui também, deteriorações ou falhas no isolamento são causas de uma falha da máquina, e, portanto, mudanças no estado de isolamento aqui deveriam também ser detectadas o mais rapidamente possível.

[005] Na arte anterior, muitos métodos online e offline para detecção de falhas de isolamento já foram propostas, uma pesquisa e avaliação das várias técnicas sendo divulgadas, por exemplo, no artigo Grubic S. et al. "Uma Pesquisa em Testes e Monitoramento de Métodos para Sistemas de Isolamento de Estator de Máquinas de Indução de Baixa Voltagem Focando na Reversão de Problemas de Isolamento”, Transações nos Eletrônicos Industriais de IEEE Volume 55, n° 12, páginas 4127-4136, 2008. A detecção de uma deterioração de um isolamento, que está em particular entre enrolamentos individuais de uma bobina, é principalmente descrita como “possível utilizar testes offline”; um exemplo de um teste offline para máquinas desse tipo é o assim chamado método PD (PD - Descarga Parcial), uma desvantagem da qual é necessário o equipamento caro adicional para seu uso. A conclusão principal obtida a partir dessa citação é, entretanto, o fato de que métodos offline, como, em particular, o assim chamado Teste de Sobre tensão, são particularmente efetivos. Uma desvantagem de tais testes offline é que essas verificações ou testes não podem ser realizados continuamente, mas somente em intervalos de tempo relativamente longos. Seria importante, entretanto, fornecer um monitoramento mais ou menos contínuo, por exemplo, um monitoramento online, para detectar qualquer deterioração no estado de isolamento.

[006] A partir do Grubic S. et al., "Um Novo Conceito para Teste de Sobre tensão Online para a detecção de Deterioração de Isolamento", Congresso e Exposição de Conversão de Energia (ECCE), páginas 2747-2754, 2010, um conceito para testes online em relação à detecção de uma deterioração em um isolamento de enrolamento é conhecido. Nessa técnica, diferentes formas de conexão e desconexão, em particular indutoras, no circuito de fornecimento de voltagem (circuito de alimentação) são propostas, também, por exemplo, o isolamento adicional do motor a partir do fornecimento de energia. Nesse caso é também necessário aplicar uma pluralidade de pulsos com o aumento no nível de voltagem para o motor. Essa técnica é relativamente complexa e demorada.

[007] JP 2010-268645 A descreve uma técnica para testes de isolamento em motores AC, em particular aqueles de motores de veículos. Especificamente, aqui está o estado do isolamento de enrolamentos de máquinas elétricas em relação ao alojamento de máquina, por exemplo, solo, que é detectado, em que a corrente em um ponto neutro (ponto zero) é sempre detectada; nesse caso os transitórios dessa corrente de ponto zero, como resultado de uma excitação, podem também ser avaliados, com um fator de amortecimento sendo calculado. O parâmetro solicitado pode ser detectado medindo a corrente total entre o inversor e a máquina, ou medindo a corrente entre o alojamento da máquina e solo, ou medindo a corrente entre o alojamento do inversor e o solo, com um sensor adicional separado sendo necessário em cada caso. A detecção de uma deterioração de isolamento é somente possível por uma comparação de medições a partir de pelo menos dois motores.

[008] A partir de US 6.483.319 B1, um método para desempenhar testes de resposta de impedância de banda larga para detector qualquer falha iminente de um enrolamento de estator é conhecido. A resposta de impedância pode ser obtida aplicando frequências discretas ao enrolamento do estator, embora resulte em uma resolução baixa.

[009] No WO 03/087855 A1, a medição de correntes em um controlador de motor é descrita, onde para reduzir a razão de sinal para barulho, a cláusula de sobreamostragem no sinal de medição é também divulgada. A investigação de estados de isolamento não está endereçada nesse documento.

[0010] RU 2208236 C2 descreve, no contexto de um diagnóstico de isolamento de enrolamentos de motores elétricos, a avaliação dos sinais de voltagem de uma onda de voltagem íngreme, que requer, além disso, um medidor de voltagem para ser instalado nos terminais do motor.

[0011] Para também ser mencionado aqui está o velho, não pré- publicado, aplicativo de EP 10450114.3, ou seu aplicativo PCT correspondente WO/EP2010/061502 (cf. também P. Nussbaumer et al. "Rastreamento de Saliências Baseadas em Controle sem Sensores de Máquinas de AC Explorando Inversores de Comutação Transitórios", Procedimentos de Simpósio de IEEE em Controle sem Sensores para Acionamentos Elétricos, SLED, 2010, páginas 238-242), onde - diferente do caso do presente problema de monitoramento de isolamento - a descoberta de assimetrias em uma máquina de corrente AC utilizando tempo transitório derivado da corrente é divulgada, que são causados no enrolamento da máquina pela aplicação de etapas de voltagem a ele. Nesse caso, a característica transitória do derivado da corrente no tempo é amostrada com uma frequência de amostra relativamente alta, para obter valores digitais maximamente significativos para a variação da corrente temporal relativa a uma janela de observação curta. Entretanto, o desenvolvimento de falhas de isolamento não pode ser encontrado com esse método.

[0012] Assim, é um objeto da invenção propor um método, e um dispositivo, respectivamente, como definido inicialmente, com o qual uma detecção online confiável de deterioração do estado de isolamento dentro de uma máquina elétrica pode ser realizada, em que, mais que isso, o desenho e a complexidade construcional deveriam estar aptos a ser mantido o mais baixo possível.

[0013] A invenção é baseada no fato de que a configuração de um sistema de acionamento com um inversor e uma máquina de indução é representada por uma rede complexa de resistores, indutores e capacidades. Assim como, a topologia e o desenho do inversor, por exemplo, exerce uma influência sobre seu acoplamento capacitivo parasita ao solo. O isolamento da máquina afeta as capacitâncias parasitas da fase ao solo, fase a fase e de enrolamento a enrolamento (isolamento de enrolamento geral ou isolamento de enrolamentos individuais uns dos outros, o assim chamado “isolamento interturnos"). Os tempos de aumento muito curtos dos pulsos de voltagem que são aplicados quando conectar o inversor aos rolamentos de máquina leva a reflexos e, portanto, a oscilações de alta frequência, e não somente na voltagem aplicada, mas também similarmente na corrente induzida nos respectivos enrolamentos. Se um elemento na rede complexa mencionada acima mudar depois disso, em particular por uma deterioração de isolamento interturnos o sistema inteiro torna-se "desafinado", em cujo caso uma alteração é produzida nas oscilações transitórias de alta frequência da corrente mencionada acima.

[0014] Por outro lado, é válido notar que a maior parte dos sistemas de acionamento modernos já compreendem sensores de corrente no circuito de fornecimento, ou sensores que detectam o derivativo temporal da corrente, em que esses sensores também têm a intenção de estarem aptos a ser utilizados na presente tecnologia de detecção online de deteriorações no estado de isolamento.

[0015] Para alcançar o objetivo dado, a invenção fornece um método e um dispositivo. Modalidades vantajosas são os assuntos das concretizações.

[0016] Em um nível mais detalhado, a invenção fornece primeira e principalmente um método para a detecção online de uma deterioração no estado de um isolamento em uma máquina elétrica, em que por meio de um inversor, uma voltagem em etapas é aplicada ao(s) enrolamento(s) da máquina e a corrente resultante e/ou o tempo derivativo do mesmo é detectado como um sinal de medição por meio de pelo menos um sendo e é então sobreamostrado em uma frequência relativamente alta se comparada às frequências características para uma oscilação transitória, depois disso, o que o sinal obteve pela sobreamostragem é analisado em relação aos parâmetros característicos do processo transitório, como ultrapassado e/ou frequência natural e/ou constante amortecimento, para detectar uma possível deterioração de um isolamento.

[0017] De uma maneira correspondente, a invenção fornece um dispositivo para a detecção online de uma deterioração em um estado de um isolamento em uma máquina elétrica, em que um circuito de fornecimento possuindo um inversor e pelo menos um sensor está atribuído a máquina elétrica em um condutor de corrente à máquina, cujo sensor, na aplicação de etapas de voltagem, detecta uma corrente induzida em pelo menos um enrolamento da máquina ou no derivativo temporal do mesmo como um sinal de medição, em que o sensor está conectado a um dispositivo para sobreamostragem do sinal de medição uma frequência comparativamente alta relativa aos processos transitórios e as amostrar obtidas são encaminhadas para uma unidade de computador para determinar parâmetros característicos do processo transitório na aplicação de etapas de voltagem, como ultrapassado e/ou frequência natural e/ou constante amortecimento, para detectar uma possível deterioração de um isolamento.

[0018] A técnica proposta para detecção de falha de isolamento, ou detecção de deterioração de isolamento, portanto, utiliza mudanças na “resposta de corrente de etapas” para aplicar etapas de voltagem, como frequência natural ou taxa de amortecimento, ultrapassado, mas também - para a detecção de falha real - faz uso de valores no estado estacionário (estado imóvel) seguindo uma mudança em um elemento do sistema complexo acima causado por uma falha (incipiente), para o propósito de monitoramento de isolamento. A resposta de etapas para o inversor de operação de comutação é detectada com sensores de corrente, ou alternativamente com sensores de corrente derivativos, preferivelmente com sensores que já existam no circuito de fornecimento da máquina. Nesse contexto, é vantajoso que na presente técnica, correntes de fase sejam avaliadas, para que sensores separados possam ser evitados. Além disso, também é possível aplicar diferentes inversores de operações de comutação e detector as respostas do sistema a essas alterações de voltagem em etapas, e com taxas de amostragem relativamente altas, na gama de vários MHz (ou MS/s - superamostras por segundo), em que alterações nos parâmetros característicos do transitório de corrente de alta frequência podem ser detectadas. Tipos de sensores particularmente preferíveis utilizados são assim chamados sensores de tipo Rogowski, com os quais o derivativo tempo das correntes pode ser detectado. Esses sensores Rogowski estão também designados como sensores CDI (CDI - Inspetor Derivativo Atual). Nos testes realizados previamente, taxas de amostragem de 40 MHz provaram favoravelmente, enquanto as frequências de oscilação das oscilações de corrente induzidas foram, por exemplo, sobre a ordem de 100 ou 200 kHz.

[0019] Uma vantagem da técnica presente também está no fato de que tirando o isolamento entre o enrolamento e o solo, o isolamento entre as fases assim como o isolamento entre os giros de fases individuais podem ser detectados. Diferenças na impedância entre o inversor (conversor) e o motor, que levam reflexos da onda de voltagem íngreme em giros individuais do enrolamento, são detectadas nos sinais de corrente de fase correspondentes. Nesse contexto, além disso, também é uma vantagem que o teste para uma deterioração de um isolamento também é possível no caso de somente uma máquina elétrica, em que por comparação dos parâmetros característicos das correntes de fase individual do motor, uma deterioração do isolamento de enrolamento de uma fase pode ser detectada na forma de uma assimetria da característica de isolamento.

[0020] A sobreamostragem de alta frequência descrita pode ser implementada utilizando, por exemplo, conversores A/D de amostragem de alta frequência (adiante também abreviado como "ADC"), que devem ser utilizados juntamente com sensores de corrente de baixo custo ou sensores derivativos de corrente.

[0021] Para o processamento de dados (real), circuitos lógicos de baixo custo convencionais ou recursos de computação podem ser utilizados, de forma que as despesas solicitadas para implementar a invenção sejam extremamente baixas e de custo efetivo.

[0022] Contudo, pela primeira vez uma detecção segura e continua de falhas em um isolamento de enrolamento é, portanto, facilitada assim que elas surgem, se um enfraquecimento do isolamento, uma alteração na capacidade de isolamento, a resistência ou a indutância e etc. estão presentes. Como mencionado, o isolamento interturnos está particularmente critica aqui, e um circuito curto entre giros é considerado uma falha particularmente crítica, que especialmente em máquinas grandes requer uma resposta imediata para prevenir uma destruição completa dos enrolamentos e núcleos de laminação. Esse cenário de problema pode ser resolvido com a invenção e sem os esforços adicionais considerados previamente, como fiação especial da máquina e inversor, sem os sensores de corrente de alta precisão previamente solicitados, e, particularmente, sem as interrupções típicas da operação.

[0023] Parâmetros característicos do processo transitório aplicado na tecnologia atual são, em particular, uma ultrapassagem ou a frequência natural da oscilação e, como alternativa à frequência natural ou suplementar a ela, a constante de amortecimento da oscilação transitória também pode ser usada. Com estes parâmetros característicos, uma falha incipiente no isolamento pode ser imediata e confiavelmente detectada.

[0024] Com relação a isso, para uma detecção confiável, provou-se ser uma vantagem considerável se os parâmetros característicos obtidos pela análise são comparados com parâmetros correspondentes que tenham sido obtidos em um processo de medição prévio com uma máquina de funcionamento adequado. Tal comparação pode ser executada facilmente e, portanto, produz uma indicação direta das respostas de sistema alteradas, se os parâmetros comparados forem diferentes.

[0025] Para uma simples detecção online, além de, ou ao invés de, também é favorável se os parâmetros obtidos forem comparados com valores limite predefinidos que, se excedidos, resultariam em uma condição de falha sendo decidida. Os valores limites predefinidos para cada máquina individual podem ser determinados antecipadamente com base em cálculos simples ou testes, com uma condição de falha ou uma falha incipiente sendo decidida apenas quando estes limites são excedidos; isso significa que desvios nos parâmetros característicos que ficam dentro dos limites de tolerância serão eliminados como indicadores falsos por desenvolverem falhas. Por exemplo, alterações nos parâmetros característicos causadas por aquecimento induzido operacionalmente também podem ser levadas em consideração.

[0026] A frequência natural (característica) pode ser obtida bastante facilmente por determinar o intervalo de tempo entre valores sucessivos extremos do sinal a ser medido. De maneira similar, a ultrapassagem pode ser facilmente determinada como a diferença entre o valor no estado estável e o (primeiro) valor extremo no sinal (superamostragem).

[0027] Com a técnica atual, falhas já existentes, isto é, não surgidas recentemente, falhas de isolamento também podem ser detectadas, onde é vantajoso se para a detecção de falhas reais de isolamento, o estado estacionário (estável) do sinal é usado como um parâmetro característico. Também é vantajoso para uma simples detecção de erro se, no caso de detecção do derivado de tempo da corrente induzida, o valor do sinal na condição de estado estável é determinado como o último valor medido quando uma tensão constante é aplicada. Por outro lado, também é vantajoso para este propósito se no caso de detecção direta da corrente induzida, o valor do sinal na condição de estado estável for determinado através de duas amostras distintas e a inclinação definida por estas no sinal.

[0028] Uma modalidade vantajosa do método presente é então caracterizada pelo fato de que uma pluralidade de processos de medição é realizada com a aplicação de uma tensão de passos e uma avaliação estatística dos resultados obtidos é executada. Isso permite mais informações características em relação à detecção de falhas (incipientes) a serem obtidas, enquanto ao mesmo tempo também melhorando a confiabilidade da detecção.

[0029] Em relação ao dispositivo atual, isto é caracterizado similarmente pela identificação simples de uma maneira particular por ao menos uma unidade comparadora, que é usada para comparar os parâmetros característicos obtidos com os parâmetros armazenados correspondentes da máquina ao funcionar adequadamente, e/ou com um limite predefinido. Uma unidade de avaliação está vantajosamente conectada à unidade comparadora, para detectar ou identificar deteriorações de um isolamento e, se adequado, falhas de isolamento.

[0030] Para fornecer delimitação temporal faça testes online executados nos processos essenciais envolvidos ao ativar os fenômenos transitórios, um circuito janela é vantajosamente fornecido entre o dispositivo de superamostragem e a unidade computacional (real), onde o circuito de janela tem uma entrada de controle conectada a uma unidade de controle controlando o inversor e especifica uma janela de observação predefinida começando com um sinal de controle a partir da unidade de controle, no qual as amostras são fornecidas para uma etapa de processamento posterior.

[0031] Como já foi indicado, no caso atual, a unidade computacional pode ser implementada com componentes simples, de baixo custo, em que uma modalidade com um componente FPGA (arranjo de portas programáveis em campo ) é particularmente vantajosa. Onde necessário, um processador de sinal digital (DSP) pode alternativamente ou adicionalmente ser fornecido para executar ao menos uma parte dos cálculos.

[0032] A invenção é ainda mais detalhada posteriormente, baseada em modalidades exemplares particularmente preferidas, pelas quais não se pretende limitá-la, e com referência aos desenhos. Estas mostram:

[0033] Fig. 1 um esquema de uma modalidade do dispositivo de acordo com a invenção na forma do diagrama de bloco;

[0034] Fig. 1A uma parte de um circuito detector ou unidade computacional de tal dispositivo em uma modalidade mais concreta, modificada de alguma forma;

[0035] Fig. 2 uma visão esquemática de um sinal de medição, tal como é obtida com um sensor Rogowski (sensor CDI), e que mostra o derivado de tempo da corrente induzida, di/dt, em unidades arbitrárias ("a.u.");

[0036] Fig. 2A um trecho do sinal di/dt da Fig. 2 em uma escala de tempo expandido, para ilustrar os pontos de amostragem de alta frequência para este sinal em uma proporção prática da alta frequência de superamostragem relativa à frequência do processo transitório;

[0037] Fig. 3 um sinal similar à Fig. 2, isto é, um derivado de tempo da corrente induzida, com parâmetros característicos desenhados em, nomeadamente ΔT como o recíproco da frequência natural de oscilação, uma ultrapassagem Δh e um valor de estado estável Y∞;

[0038] Fig. 4 esquematicamente um sinal de medição comparável com o tempo, conforme é obtido com um simples sensor de corrente, onde Δh e ΔT também são ilustrados;

[0039] Fig. 5 esquematicamente a disposição dos 3 enrolamentos de uma máquina de indução elétrica, com duas capacitâncias de distúrbio (capacitâncias de falha) CF, CF' entre o primeiro ponto de toque de um enrolamento fase e terra, e um ponto neutro dos enrolamentos trifásicos U, V, W e terra;

[0040] Fig. 6 Uma resposta derivada de correte obtida em tal disposição de teste com uma capacitância de falha CF entre o primeiro ponto de toque e terra, onde em ambos uma curva de referência e a curva do sinal de medição resultando da presença da capacitância de falha são mostradas, esta ilustração correspondendo da alternância da máquina do estado inativo para o estado ativo;

[0041] Fig. 7 um sinal di/dt similar correspondente à Fig. 6, primeiro como uma referência e segundo como um sinal de medição de "falha", na presença de uma capacitância de falha CF, mas este tempo durante uma alternância por meio do inversor de um estado ativo com um valor positivo para outro estado ativo, com valor negativo;

[0042] Fig. 8 um diagrama similar à Fig. 6, onde agora, além de um sinal de referência, sinais de medição são ambos mostrados na presença da capacitância de falha CF, e na presença da capacitância de falha CF'; e

[0043] Fig. 9A e 9B diagramas esquemáticos ilustrando sinal estatístico de parâmetros característicos de processos transitórios de circuito medido, nomeadamente ultrapassagem (Fig. 9A) e frequência natural (Fig. 9B), onde em cada caso três curvas são ilustradas: uma referência, a curva para uma capacitância de falha CF' - linha tracejada - e adicionalmente que para uma capacitância de falha CF, - linha pontilhada, e onde uma análise estatística de 240 medições é fornecida.

[0044] A Fig. 1 mostra um esquema de uma modalidade preferida, particularmente adequada para executar o método presente, de um dispositivo de acordo com a invenção para a detecção online de deterioração em estados de isolamentos em uma máquina elétrica.

[0045] O dispositivo 1 mostrado na Fig. 1 é usado para o monitoramento online de uma máquina elétrica 2 (máquina de indução), que pode ser monofásico ou multifásico, onde na Fig. 1, por exemplo, três fases são assumidas, mesmo se esquematicamente na Fig. 1 apenas um único enrolamento 3 é mostrado para a máquina 2. Esta máquina 2 tem um circuito de abastecimento ou circuito de alimentação 4 atribuído a ele, com três linhas de abastecimento de corrente 4A, 4B e 4C, correspondendo às três fases; este circuito de abastecimento 4 também contém um inverso 4' que fornece os sinais de tensão correspondente para a máquina 2; além disso, uma capacitância de terminal DC 5 associada com o inversor 4' é ilustrada.

[0046] Nos condutores de fase individuais 4A, 4B, 4C, sensores correspondentes 6, 7, 8 são dispostos, que no caso presente, para a técnica atual, serve para detectar a corrente i ou o derivado de tempo da corrente, di/dt, nas fases individuais 4A, 4B, 4C. Os sensores derivativos de corrente podem ser, por exemplo, sensores Rogowski, assim conhecidos, também conhecidos como sensores CDI. Sensores de corrente por outro lado também são conhecidos e não precisam de maiores explicações aqui também.

[0047] Os sinais de saída dos sensores 6, 7, 8 são alimentados como sinais de medição para um dispositivo de superamostragem 12, que é implementado com conversores A/D (ADCs) 9, 10, 11, um para cada fase 4A, 4B, 4C. A taxa de amostragem é alta o suficiente para assegurar uma determinação precisa dos sinais de medição durante a resposta transitória, durante as transições de alternância. Como mencionado acima, a frequência de amostragem usada por ser vários 1O’s de MHz, 40MHz, por exemplo, mas para algumas aplicações, apenas uns poucos MHz, de até 10MHz, por exemplo, podem ser adequados.

[0048] Os sinais de saída dos ADCs 9, 10, 11 são então alimentados para circuitos de janela 13, 14, 15, que são parte de uma unidade de processamento 16 e especificam janelas de observação, isto é, intervalos de tempo para os sinais de medição a ser analisados após terem sido amostrados. Para este propósito, os circuitos de janela 13, 14, 15 são conectados a uma unidade de controle 17 para o inversor 4', onde este unidade de controle 17 é, por exemplo, uma modulação de comprimento de pulso (PWM) unidade de controle e saídas correspondentes a comandos de alternância para o inversor 4', de uma maneira conhecida per se. Baseado nestas alternâncias ou sinais de controle, a janela de observação respectiva, isto é, o período de observação relevante, é então fixado nos circuitos de janela 13, 14, 15, e ao atingir o fim da respectiva janela de avaliação, isto é, a alimentação, das amostras dos ADCs 9,10 e 11 para os componentes de computador reais 18, 19, 20, são encerradas.

[0049] São componentes de computador 18,19, 20, isto é, em geral, na unidade computacional real 16, onde parâmetros característicos relacionando-se aos processos transitórios dos sinais, isto é, especificamente aqui os sinais de corrente ou sinais indicando o derivado de tempo di/dt da corrente, são calculados, como, em particular, ultrapassagem e frequência natural ou constante de amortecimento. Além do mais, o valor do sinal em estacionários, isto é, na condição de estado estável, também pode ser determinada aqui.

[0050] Os valores característicos obtidos são então alimentados para uma unidade comparadora 21, onde uma comparação com parâmetros característicos correspondentes é executada, os últimos parâmetros tendo sido obtidos previamente em uma operação de medição em uma máquina funcionando corretamente 2.

[0051] A seguir, em outra unidade comparadora 22 os parâmetros característicos identificados são comparados com limites predefinidos, que podem ser fornecidos, por exemplo, através de um controlador de máquina 23 ou armazenado antecipadamente em uma memória (não mostrada). O controlador da máquina 23 também pode ser conectado a primeira unidade comparadora mencionada 21.

[0052] Após as comparações terem sido executadas, em uma unidade de avaliação 24 a análise final dos sinais é feita, isto é, a detecção de uma falha (incipiente) e sua identificação, em particular usando os resultados de comparação precedentes.

[0053] Na primeira unidade comparadora 21, durante a comparação com os parâmetros da máquina 2 obtida no estado normal, alterações dependentes de ponto de operação ou assimetrias nas fases são eliminadas. Qualquer outro desvio do sinal fase do estado normal é armazenado, entretanto, e sujeito à comparação do limite na unidade comparadora 22. Se o parâmetro de sinal ali, isto é, o parâmetro característico, é acima do valor limite, uma mensagem correspondente é recebida em relação à detecção de falha e identificação na unidade de controle 24 e o resultado é alimentado, por exemplo, para o controlador da máquina 23 para iniciar medidas apropriadas, tais como operação de emergência ou abortar o sistema.

[0054] O controlador da máquina 23, além disso, é fornecido em 25 com um valor de referência para os processos a serem controlados.

[0055] A Fig. 1A mostra, em uma disposição simplificada, nomeadamente para uma fase única, uma corrente de unidades para a superamostragem e processamento de sinal, incluindo as comparações mencionadas acima e análise de sinal. Em particular, um conversor A/D é mostrado ali, tal como o ADC 9 (também 10, 11 conforme adequado), que é conectado através de uma memória de armazenamento 26 para um módulo lógico na forma de um arranjo de portas programáveis em campo (FPGA) 27. O propósito desta memória de armazenamento 26 é armazenar os dados de saída liberados pelo ADC 9 em uma alta taxa de dados, já que o módulo FPGA 27 geralmente não consegue trabalhar com uma grande quantidade de dados diretamente.

[0056] Como também ilustrado na Fig. 1A com linhas tracejadas, um processador de sinal digital (DSP) 28 também pode ser conectado para vários cálculos e avaliações, já que estes não podem ser executados pelo próprio módulo lógico FPGA 27.

[0057] Como mencionado, aplicando operações de alternância do inversor diferentes e medindo a resposta do sistema a estes passos, alterações de tensão em etapas, ao amostrar em uma alta taxa de amostragem com uma frequência de vários MHz, alterações são detectadas nos parâmetros característicos da corrente de alta frequência transitória.

[0058] A Fig. 2 mostra um exemplo de um sinal de medição obtido por meio de um sensor Rogowski 30 para di/dt, com unidades de amplitude arbitrárias (a.u.). Como pode ser visto aqui o sistema é acionado do estado inativo (valor inicial 0) por um pulso de tensão positivo desde o inversor 4' (veja a Fig. 1), e uma corrente i induzida no respectivo enrolamento, por exemplo, o enrolamento 3 de acordo com a Fig. 1, ou o derivado de tempo deste di/dt, então mostra um efeito transitório de curto prazo, após o qual um estado estável, condição estacionária, é atingida, por exemplo, em um valor logo abaixo de 1 de acordo com a Fig. 2.

[0059] O sinal de medição 30 de acordo com a Fig. 2 foi obtido, como mencionado acima, por meio de um sensor Rogowski como o sensor 6 (ou 7 ou 8), usando superamostragem neste caso, por exemplo, uma taxa de amostragem de 40 MHz.

[0060] Esta superamostragem é ilustrada esquematicamente na Fig. 2A, onde especificamente na Fig. 2A a primeira, ultrapassagem positiva 31 é ilustrada em uma escala de tempo expandida (comparado com a Fig. 2) e onde os pontos de amostragem individuais são ilustrados por pontos 31'. Como pode ser visto, a taxa de amostragem ou frequência é substancialmente maior do que a frequência do processo transitório, tal como é definida essencialmente pela ultrapassagem positiva 31 e a ultrapassagem negativa 32 ilustrada na Fig. 2. A frequência natural definida por estas ultrapassagens 31, 32 pode aparecer, por exemplo, na ordem de magnitude 200kHz, onde conforme mencionado, a frequência de amostragem - nos testes executados - era de 40 MHz.

[0061] A medição pode ser executada quando a máquina 2 é parada, assim como durante a inicialização da máquina, mas ela também podem ser executada durante a operação da máquina, se no curso do controle PWM da máquina 2, quando cada pulso de tensão individual aplicado, curtos individuais transitórios 31,32 para a corrente i do enrolamento ou seu derivado temporal di/dt são produzidos.

[0062] Na Fig. 3 um sinal de medição correspondente 30 para di/dt sobre o tempo t é mostrado, onde a partir de qualquer valor inicial, por exemplo, um valor de 0, a máquina é alternada aplicando uma tensão de passos positiva, e onde uma ultrapassagem é produzida que vai além da condição de estado estável y∞ que deve ser atingida. A primeira ultrapassagem (ultrapassagem 31) é designada como Δh.

[0063] Após uma ultrapassagem para uma faixa negativa (ultrapassagem 32) uma pequena ultrapassagem ocorre novamente na faixa positiva, em 33, resultando em um período ΔT como o valor inverso da frequência natural. No exemplo mostrado, ΔT é aproximadamente 3.5 ps, o que indica a frequência natural de 286 kHz.

[0064] Esta frequência natural pode, portanto, ser detectada de uma maneira simples a partir do sinal em forma de onda di/dt mostrado na Fig. 3 sobre o tempo t, obtido usando um sensor Rogowski e após amostragem (veja a Fig. 2A), isto é, determinado em componentes computacionais 18, 19, 20.

[0065] O mesmo é verdade para a ultrapassagem Δh como um valor entre a primeira amplitude durante a oscilação transitória sobre a condição (final) de estado estável y∞.

[0066] Finalmente, a condição de estado estável y∞, isto é, o valor de estado estável y∞ que é finalmente obtido, também pode ser medido, além do fato de que este valor, para uma máquina intacta 2, é conhecido a partir do início para a tensão de passos aplicada respectiva, ou ainda, se apenas um tempo de medição curto for assumido, pode ser obtida pela média do sinal de medição.

[0067] Antes de entrar em detalhes dos processos de análise individual, será feita referência à Fig. 4 como um exemplo alternativo do sinal de medição 30', no qual a corrente i - real, que foi detectada pelo sensor 6, 7, 8, é mostrado sobre o período de tempo t. O período ΔT, como o inverso da frequência natural para o processo transitório, e a ultrapassagem Δh são também ilustrados. Aqui, também, a amplitude é novamente fornecida em unidades arbitrárias ("a. u."). Na Fig. 4 ao longo do sinal de medição 30', uma linha reta média é mostrada com linha tracejada 34, e um gradiente positivo, o derivado de tempo o qual ilustra a condição de estado estável.

[0068] A seguir, antes que uma referência seja feita para resultados de teste específicos com referência às Figuras 5 ff., o cálculo de parâmetros característicos, tais como frequência natural, ultrapassagem e condição de estado estável, serão brevemente discutidos.

[0069] A frequência natural (1/ΔT) da resposta do sistema transitório, tal como é fornecida no sinal de corrente i(t) ou no sinal da corrente derivada no tempo, di/dt, pode ser calculada pela aplicação de algoritmos conhecidos diferentes. Uma maneira simples e muito efetiva, em particular com relação ao cálculo em tempo real, é a determinação de valores extremos do processo transitório, que podem ser identificados no sinal de medição 30 ou 30'. Este pode, como mencionado acima, ser executado de uma maneira conhecida per se, por exemplo, com algoritmos robustos e rápidos, e levar a um cálculo direto da frequência natural.

[0070] Outro método de cálculo um pouco mais preciso e mais elegante é possível para cálculo de frequências inerentes pela aplicação da Transformada Rápida de Fourier (FFT - Fast Fourier Transformation).

[0071] Uma seleção precisa dos parâmetros para a função da janela respectiva é também importante aqui; a janela de observação é vantajosamente especificada até o valor de condição de estado estável, mas ela também pode ser mais curta, tal que haja menos dados para processar. Por exemplo, a janela pode ser selecionada para ser um pouco maior do que ΔT.

[0072] Na Fig. 3 e a Fig. 4, como mencionado acima, o inverso da frequência natural (f0) é indicado como ΔT para ambos os sensores (sensor CDI na Fig. 3 e sensor de corrente de valor absoluto na Fig. 4).

[0073] Os mesmos métodos como são aplicados para o cálculo da frequência natural f0 = 1/ΔT por determinar os valores extremos da forma da onda transitória da corrente, ou o derivado de tempo di/dt da corrente, usando algoritmos rápidos, simples podem ser usados para calcular a ultrapassagem de valores do sinal. Se a sinal em forma de onda da Fig. 3 (derivado de tempo da corrente, di/dt) for considerado, então a diferença entre o primeiro valor extremo e uma condição de estado estável representa a primeira ultrapassagem 31. Na Fig. 3, o valor para a primeira ultrapassagem positiva é rotulada com Δh (no caso onde sensores CDI são usados). Se sensores padrão forem usados, que meçam o valor de corrente absoluto sobre o tempo, veja a Fig. 4, então fica claro que a decadência das formas de onda do sinal transitório segue uma trajetória reta virtualmente. Portanto, nenhuma condição de sinal de estado estável é atingida durante a aplicação de passos de tensão no período de tempo relevante de poucos microssegundos aqui considerado. Durante uma alternância ativa, uma corrente aumenta continuamente neste período, nesta janela de tempo, veja sinal 34, e apenas o derivado de tempo da corrente atinge um valor de estado estável. O valor máximo durante o processo alternado transitório no sinal de corrente relativo ao último valor de corrente antes da alteração de estado de alternância pode ser considerado como a primeira ultrapassagem positiva Δh (a Fig. 4).

[0074] Se o passo de tensão for aplicado por tempo suficiente, longo suficiente nomeadamente para a condição de estado estável do derivado de tempo da corrente a ser atingida, o valor y∞ da condição de estado estável do sinal pode, claro, ser facilmente determinada. No caso de sensores para o derivado temporal da corrente (sensor Rogowskis), o valor de condição de estado estável é o valor final medido quando o nível de tensão constante é aplicado. Este também pode ser implementado diretamente, sem conversores A/D de alta frequência, e a precisão do sinal pode ser aumentada se o valor de condição de estado estável for detectado pela média sobre tais leituras finais múltiplas.

[0075] Se sensores que meçam diretamente a corrente forem usados, o valor de interesse é a condição de estado estável da inclinação da curva da corrente, veja seção da curva 34 na Fig. 4. Aqui, o cálculo pode proceder tal que ao menos dois valores de corrente são tomados, com a diferença de tempo entre os dois valores sendo grande o suficiente para permitir uma determinação precisa do derivado de tempo da corrente, isto é, a inclinação da linha reta 34 na Fig. 4.

[0076] Outra vantagem de superamostragem de conversores A/D 9, 10, 11 é a possibilidade de aplicar técnicas de média, permitindo, portanto, a precisão da detecção a ser aumentada.

[0077] No caso de deterioração do isolamento, o valor na condição de estado estável não irá se alterar em comparação ao da máquina intacta. Entretanto, assim que um curto-circuito ocorrer, isto é, um curto- circuito de turno a turno, as medições mostram que o valor de condição de estado estável se altera substancialmente, mesmo se apenas um turno em uma única fase ocorrer curto.

[0078] Portanto, o cálculo do valor y°° de condição de estado estável é particularmente adequado para calcular uma falha já existente no isolamento.

[0079] Testes práticos foram executados em uma máquina de indução de rotor em forma de gaiola 5.5 KW, onde pontos de toque de turnos diferentes dos três turnos da máquina estavam acessíveis. Conectando tais pontos de toque a um terminal correspondente da máquina, é possível dar curto-circuito um número de turnos variáveis, para simular uma falha de isolamento interturnos no estator que não é suficiente para destruí-lo. Agora, se ao invés da conexão direta, uma capacitância adicional, uma capacitância de falha CF, for inserida entre terminais correspondentes, um isolamento degradado de turno a turno é simulado. Tal abordagem é mostrada esquematicamente na Fig. 5, onde três enrolamentos 35, 36, 37 são mostrados, correspondendo às fases U, V, W. Em linhas tracejadas, ambas as capacitâncias entre as fases individuais, Cph-ph, e as capacitâncias entre as fases individual e terra, Cph-gnd são mostradas. Além disso, uma capacitância Ct-t é mostrada esquematicamente com a linha pontilhada, como uma capacitância normal entre dois turnos sucessivos.

[0080] Além disso, as capacitâncias de falhas CF, CF' são agora mostradas, primeiramente, a capacitância de falha CF entre o primeiro toque 38 do enrolamento 35 e a conexão de fase U, e, segundo, a capacitância de falha CF' entre o ponto neutro 39 e a conexão de fase U. A capacitância adicional CF, ou CF' paralela à capacitância de turno, por exemplo, ct-t, aumenta a (falha) de capacitância devido ao isolamento de turno. Um aumento correspondente na capacitância pode ser detectado no caso de deterioração das propriedades dielétricas do isolamento. Durante o teste para obter uma identificação mais detalhada das propriedades do sistema de isolamento da máquina de indução, as capacitâncias fase a fase Cph-ph foram definidas como 500 pF e a capacitância fase-terra Cph-gnd como 1 nF.

[0081] Nos testes, a superamostragem foi executada com a frequência de 40 MHz, por meio de conversores A/D de 16 bits. A comunicação com um componente FPGA 27 ocorreu através de um buffer de dados 26 (a Fig. 1 A).

[0082] Nos testes iniciais, de acordo com a Fig. 5, a capacitância de falha CF foi inserida entre o primeiro toque 38 do enrolamento U 35 e a conexão de fase.

[0083] A Fig. 6 mostra, portanto, o sinal em forma de onda obtida, medida com um sensor Rogowski para o derivado de tempo da corrente di/dt, na curva 41, onde a curva de referência 40 para a sinal em forma de onda da máquina intacta é também ilustrada. Como pode ser visto, formas de onda diferentes do sinal são obtidas para as duas curvas 40 (referência) e 41 (com capacitância de falha CF). A capacitância de falha foi, por exemplo, CF = 66 nF.

[0084] A partir do sinal em forma de onda da Fig. 6 também pode se discernir que, como esperado, a alteração na capacitância de turno não pode ser detectada com base nos valores do sinal de medição na condição de estado estável, porque as duas formas de onda do sinal produzem valores idênticos na condição de estado estável. Entretanto, uma diferença clara em termos de ultrapassagem e frequência natural pode ser discernida a partir da Fig. 6. Esta diferença é apenas discernível quando a fase de tensão do estado de alternância ativo está apontando ao longo do eixo de fase da fase U “degradada” (neste exemplo). Um ponto final para mencionar é que os processos alternados transitórios - como foi demonstrado - exibem apenas uma variação estatística muito pequena. Cada sinal em forma de onda mostrado nas Figuras presentes corresponde a um valor médio obtido na base de 240 medições.

[0085] Para propósitos de comparação, a Fig. 7 mostra um sinal em forma de onda - sinal de referência 40' e forma de onda medida 41' - para o caso no qual um processo de alternância ocorre por meio do inversor 4' a partir de um estado ativo na faixa positiva para um estado ativo na faixa negativa (por exemplo, a partir de aproximadamente +1 para aproximadamente -2). Por contraste, a Fig. 6 ilustra a forma de onda dos sinais 40, 41 durante um processo de alternância do inversor 4' a partir de um estado inativo 0 para um estado ativo (valor de estado estável aproximadamente +1).

[0086] Também, no caso da Fig. 7, a capacitância de falha CF = 66 nF foi conectada entre o primeiro toque 38 da bobina 35 e a conexão de fase U. Também, claramente discerníveis aqui são, primeiramente, a (primeiramente negativo e então positivo) ultrapassagem da forma de onda 4T em comparação ao sinal de referência 40', e segundo, a alteração na frequência natural em termos de alternância no intervalo de tempo ΔT.

[0087] Em outro teste, medições comparáveis foram feitas com, por outro lado, uma capacitância de falha inserida CF entre um toque no meio do enrolamento de fase U (50% curto-circuito), ou entre o ponto neutro 39 e a conexão de fase (capacitância de falha CF', correspondente a 100% de curto-circuito), onde a capacitância de falhas era de 1 nF em cada caso. A partir do sinal correspondente em forma de ondas na Fig. 8, novamente medido com sensor Rogowskis (sensores di/dt) e obtida após superamostragem em 40 MHz, as diferenças entre o sinal de referência 50 e o sinal 51 no caso de 50% curto-circuito (capacitância de falha CF), por um lado, e o sinal 52 no caso de 100% de curto-circuito, capacitância de falha CF', pode ser claramente identificada. Como também pode ser ali discernido, a detecção das alterações da frequência natural pode ser identificada em formas de onda mostradas aproximadamente seguindo o primeiro período da deterioração transitória.

[0088] Para examinar a confiabilidade dos processos alternados transitórios, as propriedades estatísticas dos sinais do sensor foram investigadas. Em cada configuração, como mencionado acima, 240 medições foram feitas em uma máquina ou bobina respectivamente, e os resultados e/ou parâmetros de sinal foram comparados.

[0089] Correspondendo ao sinal em forma de ondas na Fig. 8, as Figuras 9a (em relação à distância de ultrapassagem) e 9B (em relação à frequência ou frequência natural) esquematicamente ilustra uma densidade de probabilidade normalizada de características do sinal, como foram obtidas a partir de processos alternados transitórios como explicado anteriormente. A distância de ultrapassagem (Δh na Fig. 3) é mostrada em aproximadamente 4.3 para a referência (ultrapassagem 50 A), a primeira ultrapassagem 51A para o sinal 51 é mostrado na Fig. 9A em uma distância de ultrapassagem de pouco acima de 5, e a primeira ultrapassagem 52A no sinal 52 é mostrada na Fig. 9A com uma distância de ultrapassagem de aproximadamente 5.8.

[0090] Em relação à frequência natural, os valores de frequência correspondentes 50B, 51B, 52B são ilustrados na Fig. 9B, que são aproximadamente 0.27 MHz para a frequência natural no caso da curva de referência 50, aproximadamente 0.38 MHz para a curva de sinal 51 em 50% do curto-circuito, e para 100% do curto-circuito, sinal 52 na Fig. 8, um valor aproximado de 0.33 MHz (52B).

[0091] Nenhum algoritmo complicado foi usado nos testes, mas ao invés disso, métodos puramente matemáticos para determinar os parâmetros característicos usados, nomeadamente ultrapassagem e frequência natural. Como é claramente discernível a partir das Fig. 9A e 9B, os parâmetros característicos determinados tem uma baixa variação, que permitem uma detecção confiável e rápida mesmo das menores alterações na capacitância de turno.

[0092] Como mencionado previamente, para monitorar continuamente o estado dos enrolamentos em operação online, é vantajoso determinar os parâmetros característicos do sinal em uma máquina intacta 2, uma máquina funcionando adequadamente, por exemplo, em uma fase de preparação. Então, é consequentemente importante assegurar que nenhuma alteração nos valores de resistência, indutância ou capacitância tais como aqueles causados por alterações na disposição da conexão, seja introduzida.

[0093] Também é possível determinar as partes de medições da constante de amortecimento da oscilação natural transitória - além disso, para ou ao invés da frequência natural 1/ΔT - como um parâmetro característico. Um método de fazê-lo, por exemplo, é aproximar o comportamento de deterioração da oscilação transitória a partir do tamanho e tempo de cada ultrapassagem e redução de passagem, usando funções exponenciais simples.

Claims (15)

1. Método para testar um isolamento em uma máquina elétrica (2) durante a operação da máquina (2), sendo que uma tensão é aplicada ao(s) enrolamento(s) (3) da máquina (2) e um processo transiente iniciado como resultado é sobreamostrado com uma alta frequência em comparação com as frequências características para uma oscilação transiente, caracterizado pelo fato de que, para a detecção de uma deterioração no estado do isolamento com auxílio de um inversor (4'), uma tensão em passos é aplicada ao(s) enrolamento(s) (3) da máquina (2) e a corrente resultante (i) e/ou sua derivação temporal (di/dt) é detectado como um sinal de medição com auxílio de pelo menos um sensor (6, 7, 8), sinal de medição este que é sobreamostrado, após o qual o sinal obtido pela superamostragem é analisado com relação a parâmetros característicos do processo transiente, como superação (Δh) e/ou frequência natural (1/ΔT) e/ou constante de amortecimento, para detectar uma possível deterioração do isolamento.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os parâmetros característicos obtidos pela análise são comparados com parâmetros característicos correspondentes que foram obtidos em um procedimento de medição prévio em uma máquina de funcionamento correto.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os parâmetros característicos obtidos são comparados com valores limite predefinidos, que, se excedido, resulta em uma condição de erro sendo decidida.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a frequência natural (1/ΔT) é determinada pela determinação do intervalo de tempo entre valores extremos superamostrados consecutivos do sinal de medição.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a superação (Δh) é determinada como uma diferença entre um valor na condição estável e um, possivelmente primeiro, valor extremo no sinal.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que para detectar falhas do isolamento reais, a condição estável (y∞) do sinal é utilizada como um parâmetro característico.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que no caso da detecção da derivação temporal da corrente induzida, o valor (y∞) do sinal na condição estável é determinado como o último valor medido quando uma tensão constante é aplicada.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que no caso da detecção direta da corrente induzida na condição estável, o valor (y∞) do sinal é determinado através de duas amostras separadas e a inclinação definida por elas no sinal.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de processos de medição é feita com aplicação de uma tensão em passos, e uma avaliação estatística dos resultados obtidos é realizada.

10. Dispositivo para testar um isolamento em uma máquina elétrica (2) durante a operação da máquina (2), sendo que à máquina elétrica (2) são associados um circuito de fornecimento (4) bem como pelo menos um sensor (6, 7, 8) em um condutor de fornecimento de corrente (4A, 4B, 4C) à máquina (2), e sendo são previstos que meios (4’) para a aplicação de uma tensão ao(s) enrolamento(s) (3) da máquina (2), bem como um dispositivo de superamostragem (12) para superamostragem de um sinal de medição obtido com auxílio do sensor (6, 7, 8) com uma frequência comparativamente alta com relação a processos transientes, que são iniciados quando da aplicação da tensão, caracterizado pelo fato de que o circuito de fornecimento (4) contém um inversor (4’), que ao mesmo tempo contém os meios (4’) para aplicação de uma tensão, sendo que, para a detecção de uma possível deterioração do isolamento, o inversor (4’) aplica uma tensão em passos ao(s) enrolamento(s) (3) da máquina (2), sendo que o sensor (6, 7, 8), quando da aplicação da tensão em passos, detecta a corrente (i) induzida em um enrolamento (3) da máquina (2) ou sua derivação temporal (di/dt) como um sinal de medição, o qual é sobreamostrado, e sendo que as amostras obtidas são fornecidas a uma unidade computacional (16) para a determinação de parâmetros característicos do processo transiente quando da aplicação da tensão em passos, como superação (Δh) e/ou frequência natural (1/ΔT) e/ou constante de amortecimento, para detectar uma possível deterioração isolamento.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por pelo menos uma unidade comparadora (21, 22) para comparar os parâmetros característicos obtidos com parâmetros característicos armazenados correspondentes da máquina (2) ao funcionar corretamente e/ou com um valor limite predefinido.

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que à unidade comparadora (21, 22) é conectada uma unidade de avaliação (24) para a detecção e identificação de deteriorações de isolamento e possivelmente falhas nos isolamentos.

13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado por um circuito de janela (13, 14, 15) entre o dispositivo de superamostragem (12) e a unidade computacional real (16), sendo que o circuito de janela (13, 14, 15) com uma entrada de controle é conectada a uma unidade de controle (17) que controla o inversor e especifica uma janela de observação predefinida que começa com um sinal de controle da unidade de controle (17), na qual as amostras são fornecidas ao outro estágio de processamento.

14. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que a unidade computacional (16) é incorporada com um arranjo de portas programáveis em campo (FPGA) (27).

15. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que a unidade computacional (16) apresenta um processador de sinal digital (DSP) (28).

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