Monitoramento de condição de vibração com conversores Danfoss

Análise de vibrações integrada

Os conversores Danfoss oferecem a exclusiva funcionalidade de monitoramento integrado baseado em condições (CBM). Para máquinas instaladas atualmente sem acesso aos dados de monitoramento de condição, os conversores fornecem uma maneira adequada de implementar o monitoramento e começar a coletar dados de desempenho.

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Além de monitoramento do enrolamento do estator e envelope de carga, a funcionalidade CBM integrada no conversor inclui monitoramento de vibração. O monitoramento de vibração é realizado com a ajuda de sensores de vibração, necessários para a coleta de sinais. O conversor suporta até quatro canais de vibração conectados às entradas analógicas, 4-20 mA.

O monitoramento de vibração compreende 2 funções:

O nível de vibração geral monitora a vibração mecânica e é útil para a detecção precoce dos defeitos principais, como desequilíbrio, desalinhamento e folga mecânica.
A segunda função usa um tipo diferente de valor calculado do sensor,útil para monitorar a degradação de rolamentos, lubrificação deficiente e muito mais.

As duas funções se complementam. Os sensores fornecem a saída calculada de uma vibração geral (v-rms) ou condição de rolamento em uma faixa de frequência mais ampla (g-rms).

Análise de vibrações no monitoramento de condição

Na implementação da Danfoss, a vibração é sempre correlacionada à velocidade do motor. Isso é valioso porque os conversores Danfoss oferecem limites adaptáveis ao estado da operação, ao contrário do monitoramento geral que usa valores absolutos para toda a faixa de velocidade. Esse recurso é exclusivo em máquinas operadas com velocidade variável.

A funcionalidade de monitoramento de vibração da Danfoss não é um sistema de diagnóstico, sendo capaz de monitorar a mudança entre dados da linha de base e valores reais por meio de limites. No entanto, os melhores resultados no monitoramento de vibração estão sempre ligados à observação da mudança, e um fator-chave é o monitoramento permanente da função de velocidade.

De acordo com a norma de vibração mecânica ISO 20816-8:2018, a saída do conversor da função de monitoramento deve conter dois avisos e um alarme, todos selecionáveis. O usuário recebe uma notificação para reconhecer a alteração de status do ativo monitorado e planejar a manutenção de forma adequada. Esse alerta antecipado é essencial para que os operadores possam agir rapidamente e evitar tempo de inatividade não planejado da aplicação.

Além do monitoramento de vibração, os sensores podem ser úteis para determinar pontos de ressonância a partir dos dados da linha de base, bem como a integridade da máquina, aumentando o valor para o cliente.

O monitoramento de vibração está correlacionado à velocidade do motor.

Sensores de vibração do portfólio da Hansford Sensors

A Danfoss firmou uma parceria com a líder global em vibração, Hansford Sensors (HS). O monitoramento de vibração do CBM foi desenvolvido, testado e validado usando sensores HS. A Hansford é especializada em teoria de vibração, seleção e posicionamento de sensores, o que torna a parceria mutuamente benéfica para ambas as empresas. A Hansford fabrica produtos de alta qualidade com garantia vitalícia.

Tipo de instalação, posicionamento e montagem de sensores

A Danfoss oferece dois tipos de sensores com base no formato do corpo:

Base plana: Esse tipo de corpo é otimizado para instalação em superfícies planas preparadas no motor ou na máquina, ou para uso com acessórios de montagem. Acessórios de montagem são úteis quando não há a opção de perfurar/rosquear dentro do motor ou da máquina. (Pino de colagem ou ímã). Ambos os acessórios possuem uma fêmea M8 correspondente.
Cônico: Fácil de instalar em superfícies redondas, onde não é possível obter um ponto plano na caixa do rolamento. Muito útil para motores menores < 11 kW. HS-D20C

Posicionamento de sensores

Há uma diferença entre o posicionamento ideal para sensores v-rms e g-rms.

Visualização 1: Monte os sensores RMS somente em metal rígido, alinhados com a direção de vibração máxima.

Posicionamento de v-rms

O HS-D20 usado para monitorar desequilíbrio, desalinhamento e folga fica sempre em um elemento rígido do alojamento do motor. O ideal é posicioná-lo no rolamento da extremidade de acionamento ou o mais próximo possível dele. Alguns motores vêm preparados com uma superfície plana. O sensor pode ser montado com perfuração/rosqueamento, pino de colagem ou até mesmo um ímã se a superfície for magnética. Há menos risco de perda de sinal nesse tipo de medição RMS.

Em relação ao eixo, os sensores podem ser montados na vertical ou na horizontal, o mais próximo possível do rolamento da extremidade de acionamento.

Um sensor por motor é suficiente para motores com potência nominal de até 15 kW. Para designações de quadros maiores, recomendamos vários sensores em uma combinação de tipos (v-rms e g-rms).

Se apenas um sensor for instalado, é sempre uma boa prática medir ambos os eixos e selecionar o que tiver maior nível de vibração para instalação permanente. A maior vibração é causada pela ressonância estrutural, rigidez ou liberdade de movimento, e é importante determinar a direção predominante.

Visualização 1: Monte o GPEAK ou sensor de rolamento próximo ao rolamento: posições radial horizontal e radial vertical, conforme mostrado.

O g-rms ou sensor de rolamento

HS-D22 mede frequências mais altas de até 5 kHz, que obviamente não são transferidas para o alojamento do motor. Ele mede a condição e a lubrificação do rolamento em que o alojamento está montado. Portanto, a montagem na caixa do rolamento é essencial. A qualidade da montagem é importante para a consistência do sinal. Obtenha a melhor conexão por meio de perfuração.

Conexão elétrica

Para os conversores Danfoss, conecte os sensores ao terminal T12 (branco) ou terminal T13 para alimentação de 24 V e AI53 (preto) ou AI54 para sinal.

Como adquirir sensores para uso com funcionalidade CBM integrada em conversores Danfoss

Código de compra Danfoss	Número dos sensores Hansford	Descrição
134B8492	HS-D22B10	Transdutor de 0-10 g, 4-20 mA
134B8493	HS-D20C0255019	Transdutor de 0-25 mm/s, 4-20 mA, RMS, com montagem M8, base cônica
134B8494	HS-D20CRT0255408	Transdutor de 0-25 mm/s, 4-20 mA, RMS, com temperatura PT100
134B8496	HS-AC334-10	Cabo de 10 m para 8492 e 8943
134B8497	HS-AC010-10	Cabo de 10 m para 8494

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