LOS RETOS DEL PREVENTIVO SOBRE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA
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LIBRO BLANCO LOS RETOS DEL PREVENTIVO SOBRE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA
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LIBRO BLANCO
LOS RETOS DEL PREVENTIVO SOBRE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA
ÍNDICE
1/ Los retos del preventivo
2/ Acciones preventivas en variador de frecuencia
3/ Las 3 razones para el mantenimiento preventivo
4/ Las 3 claves para un mantenimiento exitoso
LOS RETOS
DEL PREVENTIVO
LOS RETOS DEL PREVENTIVOCualquier avería provoca un periodo de crisis. Este contratiempo puede ser de una gravedad variable y puede acarrear 3 consecuencias críticas:
EL IMPACTO ECONÓMICO
EL IMPACTO ECOLÓGICO
EL IMPACTO HUMANO
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Una parada de la línea de producción supone una importante pérdida económica para su empresa.
Una avería puede provocar riesgos medioambientales como la contaminación de los cursos de agua, la liberación de vapores tóxicos en el aire... Una simple avería puede provocar un de-sastre ecológico.
Cualquier situación de emergencia provoca confusión y, por tanto, representa un peligro para la seguridad de las personas.
Ya que el impacto humano o ecológico no son aceptables, cen-tramos la reflexión sobre el aspecto económico. El nivel crí-tico de la incidencia se modula en función de la capacidad de actualizar el sistema (sistema obsoleto), de los efectos de em-budo así como de los imperativos de producción. La reflexión es puramente financiera, y tiene en cuenta los imperativos de producción, el MTBF del producto, así como el MTTR, dando por sentado el interés técnico y la capacidad de logar un pro-ducto más fiable.
LA GESTIÓN DEL JUST IN TIME, UNA PROBLEMÁTICA UNIVERSAL…El JIT o «Just In Time» es una metodología organizacional y de gestión de la producción propia al sector de la industria.
Sus orígenes remontan a los problemas de stocks sufridos por las tiendas japonesas. Eran muy pequeñas y a menudo sólo tenían un ejemplar de cada referencia. El creador del toyotis-mo, Taiichi Ohnose inspiró en ella y la aplicó en sus propias fábricas.
Hoy en día, la gestión «just-in-time» es un problema común para muchas empresas en Francia y en todo el mundo...
Ya no se rige por la producción, sino por la logística. Esto implica grandes riesgos de pérdida de facturación en caso de interrup-ción en la unidad de producción. Sin embar-go, existen soluciones técnicas y tecnológi-cas para reducir la probabilidad de avería de los equipos críticos...
60% de las empresas francesas operan sobre la base del JIT
82 min Se declara una PARADA DE PRODUCCIÓN cada 82 minutos
75% de las MÁQUINAS CRÍTICAS están equipadas con un VARIADOR
5000 millones de euros es el COSTE de los PAROS de producción en FRANCIA
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EL OBJETIVO DEL PREVENTIVO
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El objetivo del preventivo consiste en tener una acción medida, que permita un ahorro económico, una reducción de la tensión de los equipos, asegurando un sistema de producción más fiable. Este interés económico puede ser directo (reducción de los costes de mantenimiento) o indirecto (vinculado a los costes de producción).
El análisis se centra, por lo tanto, en la optimización del presupuesto preventivo. Para ello, es necesario tener en cuenta los si-guientes elementos :
Tasa de fallos del sistema (tasa de mantenimiento y tasa de riesgo) MTBF del producto
MTTR del producto Impacto económico en la producción
El análisis de estos 4 elementos nos permitirá dar una respuesta proporcional a los riesgos económicos incurridos. La elección de la acción preventiva sobre la electrónica de potencia tiene en cuenta, por consiguiente, la tasa de riesgo de fallo de los componentes del Drive en relación con el posible presupuesto para esta acción.
Hay que tener en cuenta que esta acción debe realizarse en un entorno saludable, la temperatura del armario (filtros, aire acondi-cionado, obstrucción del conducto de ventilación...) y la contaminación existente DEBEN SER TRATADAS. El entorno es imperati-vamente el primer acto de mantenimiento preventivo para prever un retorno sostenible de la inversión.
ACCIONES
PREVENTIVAS
EN EL VARIADOR DE
FRECUENCIA
ACCIONES PREVENTIVAS EN EL VARIADOR DE FRECUENCIA
Rectificador, conver-tidor
Turbinas, ventiladores, conectores, relés
Condensadores, Snub ber, filtrado del bus
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El variador de frecuencia integra los componentes sensibles a la temperatura y a la calidad de la red. Podemos definir varias cate-gorías de componentes:
COMPONENTES DE POTENCIA
COMPONENTES ELEC-TROMECÁ-NICOS
COMPONENTES PASIVOS
Sensores de corriente Conectores Acoplador de octeto, fibra óptica
MEDIDAS DE CORRIENTE
CONEXIONES ELÉCTRICAS
COMPONENTES ÓPTICOS
Los componentes electrónicos tienen una vida útil nominal definida por el fabricante de los mismos, requiriendo una frencuencia de mantenimiento adaptada a las condiciones de uso y entorno.
LOS COMPONENTES DE POTENCIALa disipación térmica es una cuestión esencial dentro de la vida útil de los componentes de potencia. La reducción del tamaño de los variadores requiere un sistema de enfriamiento eficaz, puesto que cualquier desviación provoca daños (cables conec-tores, corriente de fuga...) en estos componentes y/o en el conjunto del sistema. El porcentaje de fallos es 10 veces mayor a 100°C que a 40°C.Por lo tanto, es necesario comprobar y/o corregir los siguientes elementos:
- La superficie de disipación (obstrucción del disipador, flujo de aire, flujo de agua...)- La calidad de la resistencia de superficie (frecuencia del cambio de grasa, congelación)- Temperatura ambiente (aire acondicionado)- Nivel de humedad (degradación de materiales)- Presión atmosférica- Calidad de la turbina, ventilación- Calidad del snubber (limitación DI/DT y del apagado)- Calidad de sujeción de los conectores y del bus (capacidad del conector: corriente de apagado y de circulación en modo común)- Firma del efecto avalancha
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LOS COMPONENTES ELECTROMECÁ-NICOS
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La disipación térmica es una cuestión esencial, basada en el efecto convectivo monofásico. Por lo tanto, el mantenimiento del flujo de aire es esencial.Por consiguiente, se debe comprobar y/o corregir los siguientes elementos:
- Obstrucción del conducto de aire- Cambio de ventilador- Cambio de rumbo en la turbina- Fallo mecánico del conector- Modificaciones auxiliares
LA DISIPACIÓN TÉRMICA ES UNA CUESTIÓN CLAVE
LOS COMPONENTES PASIVOSLa vida útil de los condensadores químicos depende de la temperatura de velocidad de reacción (ley de Arrhenius) y de la corriente de rizado (ripple current).
La vida útil de un condensador de 105 grados será de media 4 veces superior a la de un condensador de 85 grados. La misma ley se aplica a la temperatura ambiente del producto (10 grados de disminución = 2 veces la vida útil). Esta vida útil se reduce por el calentamiento debido a la corriente de rizado.
El condensador está sujeto a una pequeña variación en su vida útil debido a la tensión en sus terminales, la regla es uti-lizar un condensador al 80% de su valor nominal. Sin embargo, es muy sensible a la corriente de alta frecuencia.
Por lo tanto, los siguientes elementos deben ser revisados y/o corregidos:
- Valor capacitivo y ESR de las capacidades del bus- Tasa de restitución de energía del bus- Resistencia de balance del bus- Ausencia de oscilaciones en el bus (portadora)- Cambio de las capacidades electroquímicas fuera de potencia por 105 grados- Comprobación del snubber (valor ZC, fugas...)
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La vida útil de un condensador a 105 grados será de media 4 veces supe-rior que la de un condensador a 85 grados.
MEDIDAS DE CORRIENTE
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Encontramos principalmente sensores de efecto hall, siendo la tensión hall directamente proporcional a la intensidad, e inver-samente proporcional al espesor del material, la temperatura tiene una fuerte influencia en la degradación de este componente. Debemos comprobar los siguientes elementos:
- Tensión de salida a I=0- Linealidad del sensor
CONEXIONES ELÉCTRICASLa contaminación, la oxidación, las vibraciones son obviamente elementos importantes en el fallo del conector, el apriete es tam-bién un punto de control importante.
Los puntos de conexión de energía deben ser revisados y generan capacidades de «contacto» del orden de nf, que pueden favore-cer las corrientes de circulación en modo común.
LES COMPONENTES ÓPTICOS
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Los acopladores de octeto son elementos fiables, sin embargo, aquí también la tempe-ratura es altamente degradante para su vida útil, puede ser de tipo convectivo, o generada por una alta corriente en el colector.
Puesto que hay que tener en cuenta que el CTR se degrada con el tiempo, se tiene en cuenta un coeficiente de seguridad a la hora de diseñar las placas electrónicas.
Las fibras ópticas son sensibles a la torsión, a la tensión mecánica.
Es difícil encontrar una hoja de datos que indique la vida útil de los diodos emisores o receptores, sin embargo, gracias a la experiencia, no es raro que las tarjetas conductoras estén defectuosas.
Una prueba dinámica de transmisión de datos permite calificar el funcionamiento, pero no la deriva del componente.
LOS ACOPLADORES DE OCTETOS SON COMPONENTES FIABLES
LA CALIDAD DE LA REDEl variador de frecuencia, al ser una carga no lineal, es un contaminante de la red, las fuentes de alimentación conmutadas, así como el bus intermedio filtran esencialmente lo fundamental, la vida útil se ve así fuertemente afectada por la calidad de la red. Las caídas de tensión también tienen un impacto importante.
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Corriente de circulación en modo común
EL MANTENIMIENTO PREVENTIVO: 2 POSIBILIDADES…
El mantenimiento preventivo sistemático es el control a intervalo temporal preestablecido o según un número definido de uso sin control previo.
MANTENIMIENTO PREVENTIVO SISTEMÁTICO
MANTENIMIENTO PREVENTIVO CONDICIONAL
En cumplimiento de una acción de mantenimiento preventivo condicional (también llamado predictivo o anticipado), la repara-ción, el reemplazo de la pieza y/o de los fluidos se efectúa a raíz de un control de indicadores de degradación.
Este tipo de mantenimiento preventivo no implica automática-mente una reacción. Está determinada por la voluntad humana o por las restricciones presupuestarias de la empresa. El industrial debe confiar en el análisis del técnico…
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LAS 3 RAZONES
PARA UN
MANTENIMIENTO
PREVENTIVO
RAZÓN N°1: AHORRO
AHORRO
60% de averías menos en maquinaria crítica
25% de ahorro de
energía
3 VECES MENOS de PARADAS de
producción
El objetivo principal del mantenimiento preventivo es de dis-minuir al máximo el riesgo de deficiencia en los equipos industriales.
Es una respuesta a la obsolescencia programada y al aseguramiento de un rendimiento mejorado de los equi-pos.
Podemos considerar que es fundamental y obligatoriosobre máquinas críticas en las que:
El paro provoca un corte en la producción u obliga-ciones reglamentarias.
La deficiencia es una amenaza para la seguridad de los equipos y del material.
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RAZÓN 2: SERENIDAD
PLANIFICACIÓN
SECURIZACIÓN
ANTICIPACIÓN
COHESIÓN
La planificación va a permitir organizar y prever los cortes de producción. El responsable de mantenimiento puede de esta forma aprovechar de los momentos de inactividad en la empresa con el fin de intervenir en los equipos de mantenimiento.
En un contexto de producción industrial muy contaminado especialmente por el polvo, el variador, si no se entretiene correctamente, éste va a ensuciarse y la probabilidad de incendio va a aumen-tar considerablemente.
Tanto la planificación como la reducción del riesgo de incendio en la fábrica va a aliviar al respon-sable para dejarle más tiempo en su objetivo de optimización de la producción.
Si las averías disminuyen, los equipos también se sienten desprendidos de una tensión asociada a su actividad de mantenimiento. Los equipos se echan menos la culpa en lo que se refiere al motivo de la avería y están menos perturbados en su trabajo por una avería inesperada.
El MANTENIMIENTO PREVENTIVO =95% del ÍNDICE DE DISPONIBILIDAD
medio en maquinaria crítica
El MANTENIMIENTO CORRECTIVO =80% del ÍNDICE DE DISPONIBILIDAD
medio en maquinaria crítica
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RAZÓN 3: OPTIMIZACIÓN
3/ MEJORAR LOS INDICADORES DE RENDIMIENTO DEL RESPONSABLE DE MANTENIMIENTO
DISMINUCIÓN de 30% de los costes de MANTENIMIENTO sobre la vida útil de la máquina
Prolongación de 25% de la VIDA ÚTIL de maquinaria crítica
Aumento de 75% del TIEMPO entre 2 averías en maquinaria crític
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1/ MEJORAR LA GESTIÓN DE SU PRESUPUESTO TOTAL
2/ RETORNO DE LA INVERSIÓN SOBRE LA VIDA ÚTIL DE LA MÁQUINARIA
3 CONSEJOS PARA
UN MANTENIMIENTO
LAS CLAVESDEL ÉXITO
1/ Un plan de MANTENIMIENTO PREVENTIVO eficaz...
2/ Una capacidad de DIAGNÓSTICO óptima…
3/ LA EXPERIENCIA en el terreno…
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UN PLAN DE MANTENIMIENTO EFICAZ......
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LA METODOLOGÍA EN 4 ETAPAS
PRE-VISITA VISITA REPORTECONTRA- VISITA
AUDITORÍA
Examinación de la máquina (control y toma de informa-
ción)
Copia de seguridad de parámetros
Medida bajo tensión
Reporte de preconización de acciones preventivas o
correctivas
DESCONTAMINACIÓN
Control de elementos críticos de la máquina (componentes
de potencia, bus intermediario, ventilador…)
Reporte de intervención
VALIDACIÓN / MEDICIÓN
Control y validación de impul-so del par motor-variador
Toma de señales corrientes y tensión sobre línea y motor
Reporte de la validación de la intervención
RECOMENDACIONES
Resumen de las visitas
Estado visual
Lectura de mediciones y curvas
Estado del producto
Conclusiones y preconiza-ciones eventuales
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ASEGURE LOS MANTENIMIENTOS CRÍTICOS
UNA CAPACIDADDE DIAGNÓSTICO OPTIMAL
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EL DIAGNÓSTICO
UN MANTENIMIENTO PREVENTIVO NECESITA TÉCNICOS EXPERTOS…El mantenimiento preventivo sobre el variador corresponde al cuarto nivel de competencia del mantenimiento industrial. Se re-quieren años de experiencia para dominar correctamente la metodología y haber afrontado numerosos imprevistos para poder ofrecer un servicio óptimo.
LA PINZA AMPERIMÉTRICA
Permite medir la intensidad de corriente cargada en un circuito sin
tener que desconectar el circuito para introducir un amperímetro en serie.
LOS COMPRESORES DE AIRE
Utilizados para otorgar la potencia nominal a las herramientas y máquinas de construcción.
Los compresores de aire pueden ser accio-nados por motores de combustión interna y
su capacidad de presurizar el aire permite a la electricidad de ser transmitida por el interme-
diario de canalizaciones o de tuberías.
LA CAMÉRA THERMIQUE
Capta las distintas radiaciones infrarrojas (ondas de calor) emitidas por los cuerpos y que varían en función de la temperatura.
Reproduce el calor emanado por un cuerpo, o muestra el flujo térmico de una pared resul-
tante del hogar que se encuentra justo al otro lado.
EL RLCMETRO
Aparato de medida de la resistencia, de la inductancia y de la capacidad de un
componente electrónico.
MULTÍMETRO
Un multímetro es un aparato de medición de señales analógicas y
sirve para varias funciones (voltíme-tro, amperímetro, óhmetro, tests de
conexiones en los sentidos pasantes y bloqueantes).
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LA EXPERIENCIA DEL TERRENO
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DV GROUP : UNE EXPERIENCIA DE MÁS DE 50 AÑOSEN EL MANTENIMIENTO PREVENTIVODesde hace más de 50 años, DV GROUP acompaña a sus clientes en sus transformaciones industriales.Multiplicando nuestras competencias y nuestro saber-hacer, nos hemos convertido en el interlocutor único y privilegiado de numerosas industrias y empresas a la búsqueda de un socio capaz de garantizar su productividad.
75 Técnicos Expertos
3000 Clientes utilizan nuestros servicios de Mantenimiento Preventivo
250 Intervenciones de Mantenimiento Preventivo sobre Variador en 2019
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DV GROUP : UNA EXPERIENCIA MULTI-PROCESO
AGROALIMENTACIÓN
FARMACÉUTICA
AUTOMOTOR
Entre los compresores que sirven para generar frío algunos están equi-pados de variadores de velocidad electrónica, así como los ventiladores, difusores y extractores de aire. Con el fin de evitar una interrupción en la cadena de frío, lo que implica un deber legal de deshacerse de la produc-ción, el mantenimiento preventivo gana razón de ser.
Tal y como le ocurre al sector de la agroalimentación, el farmacéutico debe respetar unas normas extremadamente rigurosas en lo que respecta a la conservación de sus productos como la necesidad de mantenerlos en frío y evitar las variaciones de temperatura. La más mínima avería de una máquina generadora de frío impacta directamente el volumen de produc-ción.
El sector del automóvil es uno de los sectores más impactados por la gestión del Just In Time. Una avería en una máquina crítica puede tener consecuen-cias catastróficas, implicando un paro en la producción y unas pérdidas to-tales de varias decenas de millares de euros en pocas horas… Es aconsejable efectuar anualmente una visita de mantenimiento preventivo en la maquinaria crítica como la prensa o la planeadora con el fin de evitar el corte de la produc-ción. Pero también en los ventiladores extractores de disolventes con fuertes restricciones en términos de seguridad.
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METALÚRGIA
PAPELERA - PLÁSTICO
El sector metalúrgico utiliza igualmente variadores de alta potencia en varias máquinas como pueden ser:- La de fundición - La de laminación- La bobinadora- La grúa
Encontramos la misma problemática de mantenimiento en las bobinadoras capaces de enrollar y desenrollar largos hilos con el objetivo de ganar espacio.Y también la extrusora en el sector del plástico para dar una forma bien defi-nida al material a través de la presión.
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