Monitoramento de condição de vibração com conversores Danfoss

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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.

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.

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:

  1. 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.
  2. 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.

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.

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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O CBM surgiu de um histórico das primeiras inovações da Danfoss. Os conversores Danfoss se diferenciam dos demais no mercado pelas funções inteligentes incorporadas no conversor, para reduzir os componentes externos necessários.