Frekvensomformere vs. vibrationer

15. februar 2017

Når det kommer til frekvensomformere, er det ikke kun seismisk aktivitet, de kan risikere at blive udsat for. Din frekvensomformer kan rent faktisk blive udsat for store vibrationsniveauer under transport, lagring eller drift. Det kan eksempelvis være, når de bliver monteret direkte i en kompressor eller i kommandobroensområde på et skib.

Vil din frekvensomformer så være i stand til at klare vibrationerne eller de seismiske forhold? Svaret er ja - så længe de er designet til at overleve. Her kigger vi nærmere på, hvad du skal kigge efter, såvel som hvad vi gør for at sikre, at du altid har de bedste frekvensomformere til din applikation, hvis vibrationer er din største bekymring.

Vibrationer findes bogstavelig talt i alle former og størrelser. Korte, skarpe vibrationer bliver typisk klassificeret som et chok. Det vi betragter som en typisk vibration er én, som varer længere og ikke er så stor, men som stadig kan gøre en stor skade, hvis de ikke tages højde for. Selv de typer af længere vibrationer varierer i forhold til, hvordan de fremstår. I forbindelse med seismiske tilfælde, som eksempelvis jordskælv, kan overfladevibrationer have amplitude i et omfang af centimeter. Det er adskillige gange større end de vibrationer som ses i maskiner, som typisk er i et omfang af millimeter. Derudover skaber seismisk aktivitet jordbevægelser, som bevæger sig i alle vilkårlige retninger på samme tid. Dette skaber nogle ekstra udfordringer for dit udstyr.

Forberedelser mod seismiske tilfælde
Hos Danfoss Drives garanterer vi, at der køres meget grundige testprocesser for at opfylde bestemte specifikationer, for at sikre, at frekvensomformeren virker og bliver ved med at virke i miljøer med store vibrationer. For eksempel er bestemte foranstaltninger og paneler af VLT® HVAC Drives, VLT® AQUA Drives og VLT® AutomationDrives testet efter ICC-ES AC-156 seismiske forhold. Ved at teste for tre vigtige faktorer kan vi fastlægge anvendeligheden af produkterne til at blive monteret i en hvilken som helst bygning eller etage, som kan blive påvirket af seismiske tilfælde.

De tre seismiske karakteristika af det testede udstyr i disse procedurer er:

• SDS (Farvefølsomhedsacceleration i korte perioder)
• Ip (Vigtige faktorer)
• z/h (Højdefaktorforhold)

SDS’ værdier af 2,6 g eller højere, Ip= 1,5 (for kritiske plejefaciliteter) og z/h=1, forsikrer at komponenterne kan monteres i en hvilken som helst bygning eller etage. For flere detaljer kontakt Danfoss Drives på tlf. 8948 9188.

Når det kommer til vibrationer, beskæftiger vi os med to forskellige typer af vibrationstests, som tilsammen tillader forskellige Danfoss Drives produkter at være egnet til applikationer med store vibrationsniveauer. Vi bruger Sinusvibrationstests (som følger IEC 60068-2-6 standarder), som er kortsigtede tests, der bruges til at bestemme resonansfrekvens og forstærkning. Vibrationseffekterne er genereret af periodisk kraft som roterende, pulserende eller svingende kræfter tilsvarende de vibrationskræfter, som stammer fra skibets motorer, kompressorer, stempelmotorer eller andre tilsvarende applikationer. Efter resonansfrekvensen er bestemt, bliver udholdenhedsprøven gennemført i hver retning (X-Y-Z). Dette sker både ved resonansfrekvenserne og ved kipfrekvensområdet, der bruger forskellige accelerationskurve, som er baseret på applikationen og montagestedet. Skibsklassifikationsvirksomheder kan eksempelvis kræve accelerationsniveauer på 4 g (fire gange acceleration af tyngdekraften) for produkter monteret direkte ind i hovedmotoren og/eller ledningsnettet, men kun 0,7 g for resten af produktet.

Funktionel og pålidelig afprøvning
Vilkårlig vibrationsafprøvning (i henhold til IEC 60068-2-64 standarderne) bliver også lavet enten som en kortsigtet funktionelafprøvning eller som langsigtet til at bestemme materialesvækkelsen af mekaniske svage komponenter (pålidelighedsprøvning). Vibrationsniveauerne er anvendt i hver retning (X-Y-Z) ifølge en frekvensafhængig Power Spectrum Density level (PSD) kurve (op til 100 eller 1000 Hz), empirisk opbygget gennem viden fra de bestemte applikationer. Denne PSD kurve er normalt opkaldt efter sin totale gRMS værdi (kvadratroden af det område under kurven), som ikke må blive forvekslet eller sammenlignet med accelerationsniveauer ved sinusvibration. Denne gRMS kan variere fra 0,7 gRMS i en normal væg- eller etagemontering til mere end 7 gRMS ved direkte installation på motorer eller kompressorer.

Fra producentens side er det hele ret godt defineret, men hvordan hjælper det dig med at vælge den rigtige frekvensomformer til din applikation?

Noget af løsningen relaterer sig til en anden IEC standard, IEC 60721-3-3, som definerer forskellige mekaniske forholdsklasser (M klasser) afhængig af stående (sinus) og ikke-stående svingninger (inklusiv chok), fra 3M1 (0,1 g vibration/ 4 g chok) til 3M8 (5 g vibration/ 25 g chok) niveauer. Identificeringen af det rigtige produkt er gjort en smule nemmere, når du kan henvise til de specifikke IEC standarder, så du ved hvad du kan forvente.

Danfoss Drives har nogle af de produkter, som er vurderet som topprofessionelle, så de virker optimalt i din applikation med store vibrationer. Både produkter fra VACON® 100 X og VLT® Integrated Servo Drive er vurderet som 3M8 produkter, som betyder at de kan udstå 3 g vibrationer/25 g chok. Derudover er VACON® 20 X, VLT® Drivemotor FCP 106 og VLT® DriveMotor FCM 106 vurderet som 3M6 klasse produkter, som betyder at de kan udstå 2 g vibrationer/25 g chok.

Specielle betingelser for marineapplikationer
Til dine marine applikationer findes der VLT® HVAC Drive, VLT® AQUA Drive, VLT ® AutomationDrive, VACON ® NXP Liquid Cooled og VACON® 100 INDUSTRIAL, som alle har ekstra marinetilladelser og vibrationsprøvningskrav. Marinetilladelserne kræver ofte at frekvensomformeren har ekstra monteret hardware, som hjælper med at afdæmpe vibrationerne i frekvensomformerne. Det er derfor vigtigt, at undersøge, om det er et krav for din frekvensomformer. Se alle vores marinegodkendelser her. 

Der er en hel del forskel mellem chok, vibrationer og seismiske miljøer. Det er vigtigt at tænke over disse udfordringer, når du skal vælge og installere din frekvensomformer og for at sikre dig, at du får den længste levetid som muligt på din frekvensomformer.

Læs mere om Danfoss Drives' frekvensomformere her.