Identificaςão de um Modelo Dinâmico Simplificado de uma Unidade Geradora Usando Análise de Séries Temporais

Abstract

Este trabalho propõe um procedimento de identificação de parâmetros modais em uma unidade geradora da usina de Itaipu Binacional. O procedimento aqui proposto é baseado na utilização de um modelo auto-regressivo com média móvel (ARMA) determinado a partir de sinais reais de vibração radial relativa dos mancais para extração dos parâmetros modais do sistema. Os pólos discretos do modelo ARMA são correlacionados com os pólos contínuos do sistema e estes, por sua vez, podem ser utilizados para se determinar os parâmetros modais de frequência natural e fator de amortecimento. Uma análise é realizada de maneira que algumas frequências provenientes de características operacionais da máquina são descartadas, como, a frequência de passagem das pás da turbina, a frequência de rotação e suas harmônicas, frequência de passagem das pás diretrizes, frequência de passagem dos pólos do gerador e as frequências eletromagnéticas. Neste contexto, um modelo matemático simplificado baseado nas equações de Newton-Euller que descreve a dinâmica deste sistema tem seus parâmetros elásticos e inerciais ajustados com base nos resíduos entre a frequência natural experimental (modelos ARMA) e a frequência natural analítica (modelo matemático). Estes resíduos são minimizados utilizando algoritmos genéticos visando identificar os parâmetros inerciais e elásticos deste modelo matemático. Os resultados mostram que um modelo simplificado pode representar de maneira satisfatória o comportamento dinâmico de uma unidade geradora e pode ser utilizado para uma primeira avaliação de predição do sistema.