Frenado regenerativo

Frenado regenerativo

No frenado regenerativo, a energía cinética da maquinaria accionada é aproveitada e devolta á rede de alimentación. Este mecanismo de frenado entra en xogo cando a carga accionada ou a maquinaria obriga ao motor a operar a unha velocidade que supera a súa velocidade sen carga mantendo a excitación constante.

Contidos

• Aplicacións do frenado regenerativo

• Frenado regenerativo en motores DC de derivación

• Frenado regenerativo en motores DC en serie

Ba as condicións de frenado regenerativo, ocorre unha transformación eléctrica significativa no motor. Especificamente, a forza electromotriz de contracorriente Eb do motor supera o voltaxe de alimentación V. Esta inversión na relación de voltaxes leva a un cambio na dirección da corrente do armadura do motor. Como consecuencia, o motor transición da súa modalidade de funcionamento normal para actuar como un xerador, convertindo a enerxía mecánica da carga accionada en enerxía eléctrica e fornecéndola de volta á fonte de alimentación.

Notablemente, o frenado regenerativo non está limitado a escenarios de alta velocidade. Tamén pode ser implementado eficazmente a velocidades moi baixas, sempre que o motor estea configurado como un xerador de excitación separada. A medida que a velocidade do motor diminúe, o seu nivel de excitación aumenta de forma controlada. Esta axuste asegura que as dúas ecuacións críticas que rixen o comportamento eléctrico do sistema se cumpran, permitindo unha recuperación eficiente da enerxía incluso baixas condicións de velocidade.

Frenado regenerativo continuado

No proceso de aumentar a excitación do motor, non se alcanza un estado de saturación magnética. Esta característica permite un control e operación máis eficaces durante os escenarios de frenado regenerativo.

O frenado regenerativo pode ser implementado con éxito en motores de derivación e de excitación separada. No entanto, no caso de motores composto, o frenado só pode lograrse ba condición de composto en serie débil. Esta limitación resalta a importancia do deseño e configuración do motor para determinar a viabilidade e eficacia do frenado regenerativo.

Aplicacións do frenado regenerativo

O frenado regenerativo é especialmente adecuado para aplicacións onde as unidades de accionamento necesitan frearse e reducir a súa velocidade con frecuencia. A súa capacidade de converter a enerxía cinética de volta en enerxía eléctrica o fai altamente eficiente en tales entornos de operación dinámica.

Unha das súas aplicacións máis valiosas está en manter unha velocidade constante para unha carga descendente con alta enerxía potencial. Ao aproveitar a enerxía xerada durante a descida, o frenado regenerativo axuda a controlar a velocidade da carga, asegurando unha operación segura e estable mentres tamén se recupera a enerxía que de outra maneira sería desperdiciada.

Este método de frenado é amplamente utilizado en varias industrias para controlar a velocidade dos motores que accionan diferentes tipos de cargas. Xoga un papel crucial en locomotoras eléctricas, onde axuda a xestionar a velocidade do tren durante a deceleración e a viaje por pendentes, mentres tamén alimenta a enerxía de volta á rede eléctrica. En ascensores, grúas e polipastos, o frenado regenerativo permite un control preciso da velocidade e unha poupanza de enerxía, mellorando a eficiencia e o rendemento xeral destes sistemas.

É importante destacar que o frenado regenerativo non está destinado a parar completamente o motor. En vez diso, a súa función principal é regular a velocidade do motor cando está operando por encima da súa velocidade sen carga, facilitando a conversión da enerxía mecánica en enerxía eléctrica para reutilización. O requisito fundamental para a regeneración é que a forza electromotriz de contracorriente (Eb) debe superar o voltaxe de alimentación. Esta condición causa a inversión da corrente do armadura, cambiando efectivamente o modo de operación do motor de motriz a xerador.

Frenado regenerativo en motores DC de derivación

Bajo condicións normais de funcionamento, a corrente do armadura dun motor DC de derivación está determinada pola seguinte ecuación:

Dinámica do frenado regenerativo

Cando unha grúa, polipasto ou elevador baixa unha carga, a velocidade de rotación do motor pode superar a súa velocidade sen carga. Neste escenario, a forza electromotriz de contracorriente (EMF) do motor supera o voltaxe de alimentación. Como resultado, a corrente do armadura Ia invértese, convirtendo efectivamente o motor nun xerador. Esta conversión permite aproveitar a enerxía cinética da carga descendente e devoltala á alimentación eléctrica, optimizando o uso da enerxía e proporcionando un efecto de frenado.

Frenado regenerativo en motores DC en serie

Os motores DC en serie exhiben características eléctricas únicas durante a súa operación. A medida que a velocidade do motor aumenta, tanto a corrente do armadura como o fluxo de campo diminúen. A diferenza de outros tipos de motores, a forza electromotriz de contracorriente Eb nun motor DC en serie xeralmente non pode superar o voltaxe de alimentación nas circunstancias normais. No entanto, a regeneración permanece factible porque a corrente de campo non pode superar a corrente do armadura.

Este mecanismo de frenado é particularmente crucial en aplicacións onde os motores DC en serie son predominantemente utilizados, como nos sistemas de tracción para trens e en polipastos de ascensores. Por exemplo, cando unha locomotora eléctrica desce unha pendente, manter unha velocidade constante é esencial para a seguridade e eficiencia. De xeito semellante, nos drives de polipastos, o frenado regenerativo intervé para limitar a velocidade cando alcanza niveis potencialmente perigosos, asegurando unha operación controlada.

Unha abordaxe amplamente adoptada para implementar o frenado regenerativo en motores DC en serie implica reconfigurarlos para que funcionen como motores de derivación. Dado que o bobinado de campo dun motor DC en serie ten unha resistencia baixa, incorporase unha resistencia en serie no circuito de campo. Esta resistencia adicional xoga un papel vital en manter a corrente dentro de parámetros seguros, permitindo que o motor funcione de forma eficaz na súa nova configuración e facilitando a conversión da enerxía mecánica en enerxía eléctrica durante o proceso de frenado.