¿Qué es un variador de frecuencia regenerativo?

 In Convertidores de Frecuencia

Para saber qué es un variador de frecuencia regenerativo, deberemos tener en cuenta el frenado regenerativo en variadores de frecuencia variable (VFD). La premisa es que cuando un motor gira rápido, este se convierte en un generador.

A menudo, el exceso de voltaje puede ser absorbido por la adición de una resistencia de frenado. Incluso puede volver a colocarse en la red eléctrica. En algunas máquinas rotativas grandes, pueden ocurrir fallas. Estas suelen ser de sobretensión, a menos que el tiempo de deceleración se extienda.

Ahora, cuando la frecuencia del rotor de un motor de inducción es mayor que la frecuencia del estator, el motor se convierte automáticamente en un generador de inducción. Cuando esto suceda, la corriente fluirá del motor (ahora un generador) hacia la red eléctrica. Esto lo hará en lugar de pasar de la red eléctrica al motor variador de frecuencia regenerativo.

El variador de frecuencia regenerativo

Si tienes un controlador para el motor, normalmente irá acompañado de un rectificador de diodo de onda completa trifásico. O bien por un puente SCR como medio para convertir el voltaje de CA trifásico a voltaje de CC.

Estos dispositivos bloquean cualquier flujo de corriente que pueda provenir del motor cuando este se está actuando como un variador de frecuencia regenerativo. Esto se hace para que la corriente fluya hacia los condensadores del bus de CC. Cuando esto sucede, el voltaje a través del condensador se eleva. Podría exceder el rango de voltaje del condensador si se deja incontrolado.

Esto dejaría salir el humo de los condensadores, causando una falla en el variador de frecuencia regenerativo. Para evitar que esto suceda, la mayoría de los variadores cuentan con un circuito de detección de voltaje en su esquema de control. Este interrumpiría el flujo de corriente del motor y lo hará parar. El variador de frecuencia regenerativo mostraría un aviso de “sobretensión”.

El variador de frecuencia regenerativo en grúas

En una grúa, la desaceleración brusca no suele ser una opción. Se debe  aumentar el tiempo de deceleración y sobredimensionar la resistencia de frenado. Y aún así puede haber circunstancias atenuantes.

Cuando una carga se convierte en reacondicionamiento. Es decir, que tira de un motor más rápido que su velocidad síncrona, el motor actúa como alternador, convirtiendo la potencia mecánica en energía eléctrica.

Si introducimos un controlador de frecuencia ajustable en la ecuación, la velocidad síncrona puede ser a cualquier velocidad de funcionamiento. La velocidad síncrona de un motor de CA es proporcional a la frecuencia aplicada.

Un ejemplo típico de aplicación de un variador de frecuencia regenerativo es un ascensor. El motor se carga a medida que levanta la cabina del elevador y su contenido. Sin embargo, cuando viaja hacia abajo, el motor “se detiene” en su descenso y debe tener algún lugar para depositar esta energía regeneradora. En realidad, la mayoría de los elevadores están lo suficientemente contrapesados para minimizar tanto la carga motriz como la regenerativa, pero ambos todavía existen.

Muchas aplicaciones aparentemente inocuas pueden convertirse en regenerativas durante ciertas partes de su operación. Cuando un variador de frecuencia regenerativo reduce repentinamente a un ventilador centrífugo grande, se convierte en un volante de inercia alto que busca un lugar para depositar su energía. De manera similar, una prensa puede tener un contrapeso excéntrico para el equilibrio. Este causa un golpe regenerativo durante su ciclo descendente.

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