Dufewproporciona elPicador de frenadocomo una solución de frenado dinámico externo para variadores de frecuencia (VFD), que ayuda a controlar el voltaje del bus de CC cuando los motores funcionan como generadores durante una desaceleración rápida o revisión de cargas. Diseñada para sistemas de accionamiento de 220 V, 380 V y 690 V, la serie CBU se puede configurar según la potencia de frenado, el ciclo de trabajo, el voltaje del bus de CC, las especificaciones de resistencia y los requisitos de instalación.
Un chopper de frenado es un componente de conmutación clave en un sistema de frenado dinámico. Cuando un motor desacelera, la energía regenerativa puede regresar al bus de CC del VFD y hacer que su voltaje aumente. Si esta energía no se controla adecuadamente, el variador puede experimentar protección contra sobretensión o un apagado incontrolado. Un chopper de frenado monitorea el voltaje del bus de CC y conmuta rápidamente un circuito IGBT para transferir el exceso de energía a una resistencia de frenado, donde se convierte en calor. Este artículo explica cómo funcionan los choppers de frenado, sus principales parámetros técnicos, criterios de selección, aplicaciones, funciones de protección y consideraciones de instalación.
Tabla de contenido
- ¿Qué es un helicóptero de frenado?
- ¿Cómo funciona un chopper de frenado?
- ¿Qué parámetros técnicos importan?
- ¿Cómo se debe seleccionar un chopper de frenado?
- ¿Dónde se utilizan los helicópteros de frenado?
- Chopper de frenado frente a resistencia de frenado
- ¿Qué funciones de protección son importantes?
- Consideraciones de instalación y puesta en servicio
- Consideraciones de fabricación y calidad
- Preguntas frecuentes
¿Qué es un helicóptero de frenado?
Un chopper de frenado es un dispositivo de conmutación electrónico utilizado en el circuito intermedio de CC de un variador de frecuencia. Su objetivo principal es controlar el aumento de tensión del bus de CC provocado por la energía regenerativa.
Durante el funcionamiento normal del motor, la energía eléctrica se convierte en energía mecánica. Sin embargo, cuando una carga de alta inercia se desacelera, el motor puede funcionar temporalmente como generador. Luego, la energía mecánica se convierte nuevamente en energía eléctrica y se transfiere al bus de CC. Esta energía regenerativa aumenta la tensión del enlace CC.
Un chopper de frenado proporciona un camino controlado para este exceso de energía. Cuando el voltaje del bus de CC alcanza su umbral de frenado preestablecido, el circuito de conmutación IGBT del helicóptero se enciende y dirige la energía hacia una resistencia de frenado externa. La resistencia convierte la energía eléctrica en calor, lo que ayuda a mantener el bus de CC dentro de un rango operativo adecuado.
Por lo tanto, un chopper de frenado no disipa energía de forma independiente. En cambio, controla cuándo y cómo se conecta la resistencia de frenado al bus de CC.
¿Cómo funciona un chopper de frenado?
El principio de funcionamiento se basa en la monitorización automática de la tensión del bus de CC y una rápida conmutación electrónica. El proceso completo se puede resumir de la siguiente manera:
- Desaceleración del motor:El VFD ordena al motor que reduzca la velocidad.
- Operación regenerativa:El motor actúa temporalmente como generador.
- La tensión del bus CC aumenta:La energía eléctrica regenerativa regresa al enlace de CC del variador.
- Detección de umbral:El chopper de frenado detecta que la tensión del bus de CC ha alcanzado su nivel operativo configurado.
- Conmutación IGBT:El circuito de conmutación conduce y proporciona un camino hacia la resistencia de frenado.
- Disipación de energía:La resistencia de frenado convierte el exceso de energía eléctrica en calor.
- Apagado:Cuando el voltaje del bus de CC cae por debajo del umbral de liberación, el helicóptero se apaga.
Este ciclo de conmutación puede repetirse rápidamente durante el frenado. El resultado es una disipación controlada de energía regenerativa sin necesidad de un controlador externo separado para el monitoreo básico de voltaje.
Para aplicaciones con frenado frecuente o alta energía regenerativa, un chopper de frenado externo puede resultar particularmente útil cuando la capacidad de frenado interno de un VFD es insuficiente.
¿Qué parámetros técnicos importan?
La elección de un chopper de frenado basándose únicamente en la potencia del motor puede provocar un sistema de frenado inadecuado. Se deben evaluar las condiciones regenerativas reales, el voltaje del bus de CC, la frecuencia de frenado, las características de la resistencia y el ciclo de trabajo.
| Parámetro | Referencia de la serie Dufew CBU | Importancia de la ingeniería |
|---|---|---|
| Voltaje del sistema | 220 VCA / 380 VCA / 690 VCA | Determina la clase de voltaje aplicable del variador y del bus de CC. |
| Voltaje de frenado de 220 V. | CC340 / 360 / 380 / 400 / 420V ±10V | Proporciona umbrales de frenado seleccionables para sistemas compatibles |
| Voltaje de frenado de 380 V. | CC630 / 660 / 690 / 730 / 760 V ±10 V | Combina con diferentes configuraciones de variadores de clase 380V |
| Voltaje de frenado de 690 V. | CC1140V ±10V | Diseñado para sistemas de transmisión compatibles de clase 690 V |
| Método de control | Monitoreo automático de voltaje del bus DC | Permite que el helicóptero responda automáticamente a las condiciones regenerativas. |
| Respuesta paralela | ≤1ms | Admite conmutación coordinada en configuraciones paralelas |
| Temperatura de inicio del ventilador | Aprox. 45ºC | Ayuda a controlar el calor durante cargas de frenado más altas. |
| Protección contra sobrecalentamiento | Aprox. 85ºC | Proporciona protección térmica para el circuito de frenado. |
| Clasificación de protección | IP20 o superior | Indica el nivel de protección del gabinete de la configuración aplicable. |
| Norma aplicable | GB/T 12668 | Respalda el cumplimiento técnico de los equipos aplicables relacionados con la unidad |
El voltaje final, el modelo, la configuración eléctrica y la capacidad de frenado siempre deben confirmarse con el VFD específico y los requisitos de la aplicación.
¿Cómo se debe seleccionar un chopper de frenado?
La selección profesional comienza con las condiciones de frenado en lugar de simplemente adaptar el helicóptero a la potencia nominal del motor. Un sistema que detiene un motor pequeño con mucha frecuencia puede generar condiciones térmicas más exigentes que un motor más grande que frena sólo ocasionalmente.
Los factores clave de selección incluyen:
- Tensión del sistema de accionamiento:Confirme que la clase de voltaje del helicóptero corresponde al sistema VFD.
- Potencia del motor:Utilice la clasificación del motor como referencia para el dimensionamiento general del sistema.
- Inercia de carga:Las cargas de alta inercia generalmente generan más energía regenerativa durante una desaceleración rápida.
- Tiempo de desaceleración:Tiempos de parada más cortos pueden aumentar la potencia de frenado instantáneo.
- Frecuencia de frenado:Los ciclos de frenado repetidos aumentan el estrés térmico.
- Resistencia de frenado:El valor de resistencia, la potencia nominal y el ciclo de trabajo deben ser compatibles con el helicóptero.
- Temperatura ambiente:Las temperaturas ambiente más altas pueden reducir la capacidad térmica disponible.
- Ventilación del gabinete:Un flujo de aire y un espacio libre de instalación adecuados son esenciales para la disipación del calor.
- Operación paralela:Se podrán considerar varios helicópteros cuando el requisito de frenado exceda la capacidad de una unidad.
Para la evaluación de ingeniería, la información útil incluye el modelo de VFD, la clasificación del motor, el tipo de carga, el tiempo de desaceleración requerido, la frecuencia de frenado, las especificaciones de resistencia existentes y el ciclo de trabajo esperado.
¿Dónde se utilizan los helicópteros de frenado?
Los choppers de frenado son ampliamente aplicables a sistemas de accionamiento industriales donde una desaceleración rápida, una alta inercia o cargas excesivas pueden devolver una cantidad significativa de energía al bus de CC.
| Solicitud | Requisito de frenado típico |
|---|---|
| Ascensores | Controla la energía regenerativa durante el viaje descendente y la desaceleración rápida. |
| Equipo de elevación | Maneja la energía regenerativa producida mientras se reducen las cargas. |
| Grúas | Soporta el frenado dinámico de cargas de elevación y de alta inercia. |
| Centrífugas | Gestiona la energía generada durante las paradas rápidas. |
| Transportadores | Controla el voltaje del bus de CC cuando las cargas en movimiento generan energía regenerativa |
| Maquinaria Textil | Soporta ciclos frecuentes de aceleración y desaceleración. |
| Maquinaria de papel | Ayuda a gestionar los requisitos de frenado dinámico en producción continua. |
| Máquinas herramienta | Admite una parada rápida y una desaceleración controlada |
| Lavadoras industriales | Maneja ciclos de frenado repetidos |
Chopper de frenado frente a resistencia de frenado
Un error común es pensar que el chopper de frenado y la resistencia de frenado realizan la misma función. En realidad, son componentes complementarios dentro de un sistema de frenado dinámico.
| Componente | Función principal |
|---|---|
| Autobús CC | Proporciona la conexión eléctrica entre el VFD y el circuito de frenado. |
| Picador de frenado | Controla cuándo se transfiere energía regenerativa desde el bus de CC. |
| Resistencia de frenado | Convierte la energía eléctrica transferida en calor. |
Por lo tanto, el helicóptero actúa como controlador de conmutación, mientras que la resistencia actúa como elemento de disipación de energía. Ambos componentes deben coincidir correctamente con el sistema de transmisión y el ciclo de trabajo de frenado.
¿Qué funciones de protección son importantes?
Debido a que los circuitos de frenado pueden manejar una cantidad sustancial de energía eléctrica y térmica, las funciones de protección son importantes para una operación industrial confiable. Dependiendo de la configuración seleccionada, la Serie Dufew CBU puede incorporar varias funciones de protección.
- Protección contra sobretensión del bus CC
- Protección contra cortocircuitos del circuito de frenado
- Protección contra sobrecalentamiento
- Protección contra fallos del ventilador de refrigeración
- Salida de relé de fallo
El relé de falla puede proporcionar una señal a un sistema de control externo cuando ocurre una condición de falla definida. Esto puede ayudar a integrar el circuito de frenado en una estrategia más amplia de protección y automatización industrial.
Consideraciones de instalación y puesta en servicio
La instalación correcta es esencial tanto para la seguridad eléctrica como para el rendimiento de frenado. Antes de poner en servicio un chopper de frenado, los ingenieros deben verificar todo el circuito de frenado en lugar de verificar el chopper de forma aislada.
- Confirme que la clase de voltaje del interruptor coincida con el sistema de transmisión.
- Verifique la polaridad del bus de CC antes de la conexión.
- Compruebe la resistencia y la potencia nominal de la resistencia de frenado.
- Asegúrese de que todos los terminales estén correctamente conectados y bien apretados.
- Proporcione suficiente ventilación y espacio libre para la instalación.
- Separe el cableado de alimentación del cableado de señal y control sensible cuando corresponda.
- Conecte el circuito del relé de falla cuando lo requiera la arquitectura de control.
- Realice inspecciones eléctricas antes de energizar el sistema.
La refrigeración por aire forzado puede ser importante para aplicaciones que implican una alta frecuencia de frenado o una potencia de frenado sustancial. El rendimiento térmico real depende de la potencia de frenado, el ciclo de trabajo, la temperatura ambiente, la ventilación del gabinete, el espacio libre para la instalación y la frecuencia de operación.
La instalación y la puesta en servicio deben ser realizadas por personal eléctrico calificado de acuerdo con la documentación del producto y los requisitos eléctricos aplicables.
Consideraciones de fabricación y calidad
Para los clientes industriales que compran un chopper de frenado de un fabricante o proveedor chino, el rendimiento del producto debe evaluarse junto con la capacidad de fabricación, los procedimientos de prueba, la documentación y el soporte técnico.
Dufew Electric fabrica componentes electrónicos de potencia para aplicaciones de control de potencia y accionamiento industrial, incluidos choppers de frenado, resistencias de frenado, unidades de frenado, reactores, filtros, transformadores y resistencias industriales.
Dependiendo de la configuración del producto, el control de calidad puede incluir:
- Inspección de material entrante
- Inspección de conexión eléctrica.
- Prueba de resistencia de aislamiento
- Prueba de rigidez dieléctrica
- Verificación de la función de conmutación
- Verificación de la función de protección
- Inspección del ventilador de refrigeración
- Inspección terminal y dimensional.
- Inspección y embalaje del producto final.
La serie CBU se fabrica de acuerdo con los requisitos aplicables de GB/T 12668, mientras que Dufew Electric mantiene las certificaciones ISO y CE relevantes dentro de su sistema de cumplimiento de calidad y producto. Los documentos de certificación específicos y los registros técnicos deben confirmarse de acuerdo con el modelo seleccionado y los requisitos del proyecto.
Preguntas frecuentes sobre los helicópteros de frenado
1. ¿Cuál es el propósito principal de un helicóptero de frenado?
Un chopper de frenado controla la energía regenerativa que regresa al bus de CC del VFD durante la desaceleración del motor o la operación de revisión. Conmuta el exceso de energía a una resistencia de frenado para ayudar a prevenir un voltaje excesivo del bus de CC.
2. ¿Un chopper de frenado reemplaza una resistencia de frenado?
No. Los dos componentes realizan funciones diferentes. El chopper de frenado controla la ruta de conmutación, mientras que la resistencia de frenado convierte la energía eléctrica regenerativa en calor. Normalmente están diseñados para funcionar juntos.
3. ¿Puede un chopper de frenado soportar una aplicación de frenado de alta potencia?
Depende de la potencia de frenado requerida, el ciclo de trabajo, el voltaje del bus de CC, la configuración de resistencia y el modelo seleccionado. Cuando una sola unidad sea insuficiente, se pueden conectar varios helicópteros compatibles en paralelo según el diseño del sistema.
4. ¿Qué sistemas de voltaje admite la serie Dufew CBU?
La serie CBU está disponible para sistemas de accionamiento de 220 V, 380 V y 690 V. Se debe seleccionar el modelo y el voltaje de frenado apropiados de acuerdo con las características del bus de CC del VFD y la aplicación.
5. ¿Qué información se debe proporcionar al solicitar un chopper de frenado?
Para una selección técnica precisa, proporcione el modelo de variador, el voltaje del sistema, la potencia del motor, el tipo de carga, el tiempo de desaceleración, la frecuencia de frenado, la potencia de frenado requerida, las especificaciones de la resistencia de frenado, el ciclo de trabajo, las condiciones ambientales y los requisitos de instalación, siempre que estén disponibles.
Conclusión
Un bien seleccionadoPicador de frenadopuede desempeñar un papel importante en el control de la energía regenerativa y el mantenimiento de un voltaje de bus de CC estable en aplicaciones VFD exigentes. Desde ascensores y grúas hasta centrífugas, transportadores, equipos textiles y máquinas herramienta, la combinación correcta de picador, resistencia de frenado, sistema de enfriamiento y funciones de protección puede mejorar la confiabilidad del frenado dinámico. Si está evaluando un chopper de frenado para un nuevo sistema de transmisión o necesita ayuda para igualar el voltaje, la potencia de frenado, las especificaciones de resistencia y el ciclo de trabajo,contáctanospara analizar los requisitos de su aplicación con Dufew Electric e identificar una configuración adecuada.
