Monitorización de las condiciones de vibración con los convertidores de frecuencia de Danfoss

Análisis de vibraciones integrado

Los convertidores de frecuencia de Danfoss ofrecen una funcionalidad única de monitorización basada en condiciones (CBM) integrada. Para las máquinas instaladas actualmente sin acceso a los datos de monitorización de la condiciones, estos convertidores ofrecen una forma cómoda de implementar la monitorización y comenzar a recopilar datos de rendimiento.

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Junto con la monitorización del bobinado del estátor y la envoltura de carga, la funcionalidad CBM integrada en el convertidor de frecuencia incluye la monitorización de las vibraciones. La monitorización de las vibraciones se realiza con la ayuda de sensores de vibraciones, necesarios para la recopilación de señales. El convertidor de frecuencia admite hasta cuatro canales de vibración, conectados a las entradas analógicas, 4-20 mA.

La monitorización de vibraciones incluye 2 funciones:

El nivel general de vibración supervisa la vibración mecánica y es útil para la detección temprana de averías principales, como desequilibrio, desalineación o aflojamiento mecánico.
La segunda función utiliza un tipo diferente de valor calculado por el sensor, útil para supervisar la degradación de los rodamientos, una lubricación deficiente y mucho más.

Ambas funciones se complementan entre sí. Los sensores proporcionan una salida calculada de una vibración general (v-rms) o una condición de rodamiento en un rango de frecuencia más amplio (g-rms).

Análisis de vibración de monitorización de las condiciones

En la implementación de Danfoss, la vibración siempre está correlacionada con la velocidad del motor. Esto es valioso porque los convertidores de frecuencia de Danfoss ofrecen umbrales adaptables al estado de funcionamiento, a diferencia de la monitorización general que utiliza valores absolutos para todo el rango de velocidades. Esta capacidad es específica para las máquinas accionadas mediante velocidad variable.

La funcionalidad de monitorización de vibraciones de Danfoss no es un sistema de diagnóstico, ya que permite monitorizar el cambio entre los datos de referencia y el valor actual mediante umbrales. Sin embargo, los mejores resultados en la monitorización de vibraciones siempre están relacionados con la observación del cambio, y un factor clave es la monitorización permanente de la función de velocidad.

De acuerdo con la norma sobre vibraciones mecánicas ISO 20816-8:2018, la salida del convertidor de frecuencia de la función de monitorización debe incluir dos avisos y una alarma, todos ellos seleccionables. El usuario recibe una notificación para confirmar el cambio de estado del activo supervisado y planificar el mantenimiento en consecuencia. Este aviso temprano es vital para que los operadores puedan actuar rápidamente para evitar tiempos de inactividad no planificados de la aplicación.

Además de la monitorización de vibraciones, los sensores pueden ser útiles para establecer los puntos de resonancia a partir de los datos de referencia, así como el estado general de la máquina, lo que aumenta el valor para el cliente.

La monitorización de la vibración está correlacionada con la velocidad del motor.

Sensores de vibración del catálogo de Hansford Sensors

Danfoss se ha asociado con el líder mundial en vibración, Hansford Sensors (HS). El control de las vibraciones con CBM se ha desarrollado, probado y validado utilizando sensores de HS. Hansford es especialista en teoría de la vibración, selección y colocación de sensores, y la colaboración es mutuamente beneficiosa para ambas empresas. Hansford fabrica productos de alta calidad con garantía de por vida.

Instalación, colocación y tipo de montaje del sensor

Danfoss ofrece dos tipos de sensores basados en la forma del cuerpo:

Con base plana: Este tipo de cuerpo está optimizado para su instalación en puntos planos preparados en el motor o la máquina, o para su uso con accesorios de montaje. Los accesorios de montaje son útiles cuando no es posible taladrar/enroscar en el motor o la máquina. (Perno adhesivo o imán). Ambos accesorios tienen un complemento hembra M8 a juego.
Cónico: Fácil de instalar en superficies redondas, donde no podemos obtener un punto plano en la carcasa del rodamiento. Muy útil para motores más pequeños <11 kW. HS-D20C

Colocación de los sensores

Existe una diferencia entre la colocación óptima de los sensores v-rms y g-rms.

Vista 1: Monte los sensores RMS solo sobre metal rígido, alineados con la dirección de la vibración máxima.

Colocación de los v-rms

El HS-D20 utilizado para supervisar el desequilibrio, la desalineación y el aflojamiento, siempre se encuentra en un elemento rígido de la carcasa del motor. Lo ideal es colocarlo en el rodamiento del extremo de accionamiento o lo más cerca posible de él. Algunos motores vienen preparados con una superficie plana. El sensor se puede montar taladrándolo/enroscándolo o con un perno adhesivo, o incluso utilizando un imán si la superficie es magnética. Existe un menor riesgo de pérdida de señal para este tipo de medición de RMS.

Con respecto al eje, los sensores pueden montarse vertical u horizontalmente, lo más cerca posible del rodamiento del extremo del convertidor de frecuencia.

Un sensor por motor es suficiente para motores con una potencia nominal de hasta 15 kW. Para tipos de bastidor más grandes, recomendamos el uso de varios sensores, en una combinación de tipos (v-rms y g-rms).

Si solo se instala un sensor, siempre es una buena práctica medir ambos ejes y seleccionar el que tenga el mayor nivel de vibración para la instalación permanente. La mayor vibración se debe a una resonancia estructural, rigidez o libertad de movimiento, y es importante determinar la dirección predominante.

Vista 1: Monte el GPEAK o el sensor del rodamiento cerca del rodamiento: posiciones radial horizontal y radial vertical, tal como se muestra.

El g-rms o sensor del rodamiento

El HS-D22 mide altas frecuencias de hasta 5 kHz que obviamente no se transfieren en la carcasa del motor. Mide el estado y la lubricación del rodamiento en el que está montado la carcasa. Por lo tanto, el montaje en la carcasa del rodamiento es imprescindible. La calidad del montaje es importante para la consistencia de la señal. Consiga la mejor conexión posible mediante perforación.

Conexión eléctrica

Para los convertidores de frecuencia de Danfoss, conecte los sensores al terminal T12 (blanco) o al terminal T13 para la alimentación de 24 V y a AI53 (negro) o AI54 para la señal.

Cómo adquirir sensores para su uso con la funcionalidad CBM integrada en los convertidores de frecuencia de Danfoss

Número de pedido de Danfoss	Número de sensores de Hansford	Descripción
134B8492	HS-D22B10	Transductor 0-10 g, 4-20 mA
134B8493	HS-D20C0255019	Transductor 0-25 mm/s, 4-20 mA, RMS, con montaje M8, base cónica
134B8494	HS-D20CRT0255408	Transductor 0-25 mm/s, 4-20 mA, RMS, con temperatura PT100
134B8496	HS-AC334-10	Cable de 10 m para 8492 y 8943
134B8497	HS-AC010-10	Cable de 10 m para 8494

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