Dufewfornece oChopper de Frenagemcomo uma solução de frenagem dinâmica externa para inversores de frequência (VFDs), ajudando a controlar a tensão do barramento CC quando os motores operam como geradores durante desacelerações rápidas ou cargas de revisão. Projetada para sistemas de acionamento de 220 V, 380 V e 690 V, a Série CBU pode ser configurada de acordo com a potência de frenagem, ciclo de trabalho, tensão do barramento CC, especificações de resistor e requisitos de instalação.
Um chopper de frenagem é um componente chave de comutação em um sistema de frenagem dinâmica. Quando um motor desacelera, a energia regenerativa pode fluir de volta para o barramento CC do VFD e fazer com que sua tensão aumente. Se esta energia não for controlada adequadamente, o inversor poderá sofrer proteção contra sobretensão ou desligamento descontrolado. Um chopper de frenagem monitora a tensão do barramento CC e comuta rapidamente um circuito IGBT para transferir o excesso de energia para um resistor de frenagem, onde é convertido em calor. Este artigo explica como funcionam os choppers de frenagem, seus principais parâmetros técnicos, critérios de seleção, aplicações, funções de proteção e considerações de instalação.
Índice
- O que é um helicóptero de frenagem?
- Como funciona um helicóptero de frenagem?
- Quais parâmetros técnicos são importantes?
- Como você deve selecionar um helicóptero de frenagem?
- Onde os helicópteros de frenagem são usados?
- Chopper de frenagem vs. resistor de frenagem
- Quais funções de proteção são importantes?
- Considerações sobre instalação e comissionamento
- Considerações de fabricação e qualidade
- Perguntas frequentes
O que é um helicóptero de frenagem?
Um chopper de frenagem é um dispositivo de comutação eletrônico usado no circuito intermediário CC de um inversor de frequência. Seu objetivo principal é controlar o aumento da tensão do barramento CC causado pela energia regenerativa.
Durante a operação normal do motor, a energia elétrica é convertida em energia mecânica. Entretanto, quando uma carga de alta inércia desacelera, o motor pode operar temporariamente como um gerador. A energia mecânica é então convertida novamente em energia elétrica e transferida para o barramento CC. Esta energia regenerativa aumenta a tensão do barramento CC.
Um chopper de frenagem fornece um caminho controlado para esse excesso de energia. Quando a tensão do barramento CC atinge seu limite de frenagem predefinido, o circuito de comutação IGBT do chopper é ligado e direciona a energia para um resistor de frenagem externo. O resistor converte a energia elétrica em calor, ajudando a manter o barramento CC dentro de uma faixa operacional apropriada.
Portanto, um chopper de frenagem não dissipa energia de forma independente. Em vez disso, controla quando e como o resistor de frenagem é conectado ao barramento CC.
Como funciona um helicóptero de frenagem?
O princípio de operação é baseado no monitoramento automático da tensão do barramento CC e na comutação eletrônica rápida. O processo completo pode ser resumido da seguinte forma:
- Desaceleração do motor:O VFD comanda o motor para reduzir a velocidade.
- Operação regenerativa:O motor atua temporariamente como um gerador.
- A tensão do barramento CC aumenta:A energia elétrica regenerativa retorna ao link CC do inversor.
- Detecção de limite:O chopper de frenagem detecta que a tensão do barramento CC atingiu seu nível operacional configurado.
- Comutação IGBT:O circuito de comutação conduz e fornece um caminho para o resistor de frenagem.
- Dissipação de energia:O resistor de frenagem converte o excesso de energia elétrica em calor.
- Desligar:Quando a tensão do barramento CC cai abaixo do limite de liberação, o chopper é desligado.
Este ciclo de comutação pode repetir-se rapidamente durante a travagem. O resultado é uma dissipação controlada de energia regenerativa sem a necessidade de um controlador externo separado para monitoramento de tensão básica.
Para aplicações com frenagens frequentes ou alta energia regenerativa, um chopper de frenagem externo pode ser particularmente útil quando a capacidade de frenagem interna de um VFD é insuficiente.
Quais parâmetros técnicos são importantes?
A escolha de um chopper de frenagem baseado apenas na potência do motor pode levar a um sistema de frenagem inadequado. As condições regenerativas reais, a tensão do barramento CC, a frequência de frenagem, as características do resistor e o ciclo de trabalho devem ser avaliados.
| Parâmetro | Referência da série Dufew CBU | Importância da Engenharia |
|---|---|---|
| Tensão do sistema | 220 VCA / 380 VCA / 690 VCA | Determina o inversor aplicável e a classe de tensão do barramento CC |
| Tensão de frenagem 220V | DC340/360/380/400/420V ±10V | Fornece limites de frenagem selecionáveis para sistemas compatíveis |
| Tensão de frenagem 380V | DC630/660/690/730/760V ±10V | Compatível com diferentes configurações de inversores de classe 380V |
| Tensão de frenagem 690V | DC1140V ±10V | Projetado para sistemas de acionamento compatíveis da classe 690V |
| Método de controle | Monitoramento automático de tensão do barramento CC | Permite que o helicóptero responda automaticamente às condições regenerativas |
| Resposta Paralela | ≤1ms | Suporta comutação coordenada em configurações paralelas |
| Temperatura inicial do ventilador | Aprox. 45°C | Ajuda a gerenciar o calor durante cargas de frenagem mais altas |
| Proteção contra superaquecimento | Aprox. 85°C | Fornece proteção térmica para o circuito de frenagem |
| Classificação de proteção | IP20 ou superior | Indica o nível de proteção do gabinete da configuração aplicável |
| Padrão Aplicável | GB/T 12668 | Oferece suporte à conformidade técnica para equipamentos relacionados ao inversor aplicáveis |
A tensão final, o modelo, a configuração elétrica e a capacidade de frenagem devem sempre ser confirmados em relação ao VFD específico e aos requisitos da aplicação.
Como você deve selecionar um helicóptero de frenagem?
A seleção profissional começa com as condições de frenagem, em vez de simplesmente combinar o chopper com a potência nominal do motor. Um sistema que pára um motor pequeno com muita frequência pode gerar condições térmicas mais exigentes do que um motor maior que freia apenas ocasionalmente.
Os principais fatores de seleção incluem:
- Tensão do sistema de acionamento:Confirme se a classe de tensão do chopper corresponde ao sistema VFD.
- Potência do motor:Use a classificação do motor como referência para o dimensionamento geral do sistema.
- Inércia de carga:Cargas de alta inércia geralmente geram mais energia regenerativa durante desacelerações rápidas.
- Tempo de desaceleração:Tempos de parada mais curtos podem aumentar a potência de frenagem instantânea.
- Frequência de frenagem:Ciclos de frenagem repetidos aumentam o estresse térmico.
- Resistor de frenagem:O valor da resistência, a potência nominal e o ciclo de trabalho devem ser compatíveis com o chopper.
- Temperatura ambiente:Temperaturas ambientes mais altas podem reduzir a capacidade térmica disponível.
- Ventilação do gabinete:Fluxo de ar adequado e espaço livre de instalação são essenciais para a dissipação de calor.
- Operação paralela:Vários choppers podem ser considerados quando o requisito de frenagem excede a capacidade de uma unidade.
Para avaliação de engenharia, informações úteis incluem o modelo do VFD, a classificação do motor, o tipo de carga, o tempo de desaceleração necessário, a frequência de frenagem, as especificações do resistor existente e o ciclo de trabalho esperado.
Onde os helicópteros de frenagem são usados?
Os choppers de frenagem são amplamente aplicáveis a sistemas de acionamento industriais onde desaceleração rápida, alta inércia ou cargas de revisão podem retornar energia significativa ao barramento CC.
| Aplicativo | Requisito típico de frenagem |
|---|---|
| Elevadores | Controla a energia regenerativa durante deslocamento descendente e desaceleração rápida |
| Equipamento de elevação | Lida com a energia regenerativa produzida enquanto reduz as cargas |
| Guindastes | Suporta frenagem dinâmica de cargas de elevação e de alta inércia |
| Centrífugas | Gerencia a energia gerada durante a parada rápida |
| Transportadores | Controla a tensão do barramento CC quando cargas móveis geram energia regenerativa |
| Máquinas Têxteis | Suporta ciclos frequentes de aceleração e desaceleração |
| Máquinas de papel | Ajuda a gerenciar os requisitos de frenagem dinâmica na produção contínua |
| Máquinas-ferramentas | Suporta parada rápida e desaceleração controlada |
| Máquinas de lavar industriais | Lida com ciclos de frenagem repetidos |
Chopper de frenagem vs. resistor de frenagem
Um equívoco comum é que o chopper de frenagem e o resistor de frenagem desempenham a mesma função. Na realidade, são componentes complementares dentro de um sistema de travagem dinâmica.
| Componente | Função principal |
|---|---|
| Barramento CC | Fornece a conexão elétrica entre o VFD e o circuito de frenagem |
| Chopper de Frenagem | Controla quando a energia regenerativa é transferida do barramento CC |
| Resistor de Frenagem | Converte energia elétrica transferida em calor |
O chopper atua, portanto, como controlador de comutação, enquanto o resistor atua como elemento de dissipação de energia. Ambos os componentes devem estar corretamente adaptados ao sistema de acionamento e ao ciclo de trabalho de frenagem.
Quais funções de proteção são importantes?
Como os circuitos de frenagem podem lidar com energia elétrica e térmica substanciais, as funções de proteção são importantes para uma operação industrial confiável. Dependendo da configuração selecionada, a Série Dufew CBU pode incorporar diversas funções de proteção.
- Proteção contra sobretensão do barramento CC
- Proteção contra curto-circuito do circuito de frenagem
- Proteção contra superaquecimento
- Proteção contra falhas do ventilador de resfriamento
- Saída de relé de falha
O relé de falha pode fornecer um sinal para um sistema de controle externo quando ocorre uma condição de falha definida. Isto pode ajudar a integrar o circuito de frenagem em uma estratégia mais ampla de automação e proteção industrial.
Considerações sobre instalação e comissionamento
A instalação correta é essencial tanto para a segurança elétrica quanto para o desempenho da frenagem. Antes de comissionar um chopper de frenagem, os engenheiros devem verificar o circuito de frenagem completo em vez de verificar o chopper isoladamente.
- Confirme se a classe de tensão do chopper corresponde ao sistema de acionamento.
- Verifique a polaridade do barramento CC antes da conexão.
- Verifique a resistência e a potência do resistor de frenagem.
- Certifique-se de que todos os terminais estejam corretamente conectados e apertados com segurança.
- Forneça ventilação e espaço de instalação suficientes.
- Separe a fiação de alimentação da fiação de controle sensível e de sinal, quando apropriado.
- Conecte o circuito do relé de falha quando exigido pela arquitetura de controle.
- Execute inspeções elétricas antes de energizar o sistema.
O resfriamento por ar forçado pode ser importante para aplicações que envolvem alta frequência de frenagem ou potência de frenagem substancial. O desempenho térmico real depende da potência de frenagem, do ciclo de trabalho, da temperatura ambiente, da ventilação do gabinete, da folga da instalação e da frequência operacional.
A instalação e o comissionamento devem ser realizados por eletricistas qualificados de acordo com a documentação do produto aplicável e os requisitos elétricos.
Considerações de fabricação e qualidade
Para clientes industriais que compram um helicóptero de frenagem de um fabricante ou fornecedor chinês, o desempenho do produto deve ser avaliado juntamente com a capacidade de fabricação, procedimentos de teste, documentação e suporte técnico.
A Dufew Electric fabrica componentes eletrônicos de potência para aplicações industriais de acionamento e controle de potência, incluindo choppers de frenagem, resistores de frenagem, unidades de frenagem, reatores, filtros, transformadores e resistores industriais.
Dependendo da configuração do produto, o controle de qualidade pode incluir:
- Inspeção de material recebido
- Inspeção de conexão elétrica
- Teste de resistência de isolamento
- Teste de rigidez dielétrica
- Verificação da função de comutação
- Verificação da função de proteção
- Inspeção do ventilador de resfriamento
- Inspeção terminal e dimensional
- Inspeção final do produto e embalagem
A série CBU é fabricada de acordo com os requisitos aplicáveis da GB/T 12668, enquanto a Dufew Electric mantém certificações ISO e CE relevantes dentro do seu sistema de qualidade e conformidade do produto. Documentos de certificação específicos e registros técnicos deverão ser confirmados de acordo com o modelo selecionado e os requisitos do projeto.
Perguntas frequentes sobre helicópteros de frenagem
1. Qual é o objetivo principal de um helicóptero de frenagem?
Um chopper de frenagem controla a energia regenerativa retornada ao barramento CC do VFD durante a desaceleração do motor ou operação de revisão. Ele comuta o excesso de energia para um resistor de frenagem para ajudar a evitar tensão excessiva no barramento CC.
2. Um chopper de frenagem substitui um resistor de frenagem?
Não. Os dois componentes desempenham funções diferentes. O chopper de frenagem controla o caminho de comutação, enquanto o resistor de frenagem converte energia elétrica regenerativa em calor. Eles normalmente são projetados para operar juntos.
3. Um helicóptero de frenagem pode suportar uma aplicação de frenagem de alta potência?
Depende da potência de frenagem necessária, do ciclo de trabalho, da tensão do barramento CC, da configuração do resistor e do modelo selecionado. Quando uma única unidade for insuficiente, vários choppers compatíveis poderão ser conectados em paralelo de acordo com o projeto do sistema.
4. Quais sistemas de tensão a série Dufew CBU pode suportar?
A série CBU está disponível para sistemas de acionamento de 220 V, 380 V e 690 V. O modelo apropriado e a tensão de frenagem devem ser selecionados de acordo com as características do barramento CC do VFD e a aplicação.
5. Que informações devem ser fornecidas ao solicitar um chopper de frenagem?
Para uma seleção técnica precisa, forneça o modelo do inversor, a tensão do sistema, a potência do motor, o tipo de carga, o tempo de desaceleração, a frequência de frenagem, a potência de frenagem necessária, as especificações do resistor de frenagem, o ciclo de trabalho, as condições ambientais e os requisitos de instalação, sempre que disponíveis.
Conclusão
Um selecionado corretamenteChopper de Frenagempode desempenhar um papel importante no controle da energia regenerativa e na manutenção da tensão estável do barramento CC em aplicações VFD exigentes. De elevadores e guindastes a centrífugas, transportadores, equipamentos têxteis e máquinas-ferramentas, a combinação certa de picador, resistor de frenagem, sistema de resfriamento e funções de proteção pode melhorar a confiabilidade da frenagem dinâmica. Se você estiver avaliando um chopper de frenagem para um novo sistema de acionamento ou precisar de ajuda para combinar tensão, potência de frenagem, especificações de resistor e ciclo de trabalho,Contate-nospara discutir os requisitos de sua aplicação com a Dufew Electric e identificar uma configuração adequada.
