Dufewfornisce ilChopper di frenaturacome soluzione di frenatura dinamica esterna per azionamenti a frequenza variabile (VFD), che aiuta a controllare la tensione del bus CC quando i motori funzionano come generatori durante una rapida decelerazione o carichi di revisione. Progettata per sistemi di azionamento da 220 V, 380 V e 690 V, la serie CBU può essere configurata in base alla potenza di frenatura, al ciclo di lavoro, alla tensione del bus CC, alle specifiche del resistore e ai requisiti di installazione.
Un chopper di frenatura è un componente di commutazione chiave in un sistema di frenatura dinamico. Quando un motore decelera, l'energia rigenerativa può rifluire nel bus CC del VFD e far aumentare la sua tensione. Se questa energia non viene controllata adeguatamente, l'unità potrebbe subire una protezione da sovratensione o un arresto incontrollato. Un chopper di frenatura monitora la tensione del bus CC e commuta rapidamente un circuito IGBT per trasferire l'energia in eccesso a un resistore di frenatura, dove viene convertita in calore. Questo articolo spiega come funzionano i chopper di frenatura, i loro principali parametri tecnici, i criteri di selezione, le applicazioni, le funzioni di protezione e le considerazioni sull'installazione.
Sommario
- Cos'è un chopper di frenatura?
- Come funziona un chopper di frenatura?
- Quali parametri tecnici contano?
- Come scegliere un chopper di frenatura?
- Dove vengono utilizzati i chopper di frenatura?
- Chopper di frenatura e resistenza di frenatura
- Quali funzioni di protezione sono importanti?
- Considerazioni sull'installazione e sulla messa in servizio
- Considerazioni sulla produzione e sulla qualità
- Domande frequenti
Cos'è un chopper di frenatura?
Un chopper di frenatura è un dispositivo di commutazione elettronico utilizzato nel circuito intermedio CC di un convertitore di frequenza. Il suo scopo principale è controllare l'aumento della tensione del bus CC causato dall'energia rigenerativa.
Durante il normale funzionamento del motore, l'energia elettrica viene convertita in energia meccanica. Tuttavia, quando un carico ad alta inerzia decelera, il motore può funzionare temporaneamente come generatore. L'energia meccanica viene quindi riconvertita in energia elettrica e trasferita al bus CC. Questa energia rigenerativa aumenta la tensione del collegamento CC.
Un chopper di frenatura fornisce un percorso controllato per questa energia in eccesso. Quando la tensione del bus CC raggiunge la soglia di frenatura preimpostata, il circuito di commutazione IGBT del chopper si accende e dirige l'energia verso un resistore di frenatura esterno. Il resistore converte l'energia elettrica in calore, contribuendo a mantenere il bus CC entro un intervallo operativo appropriato.
Pertanto, un chopper di frenatura non dissipa energia in modo indipendente. Controlla invece quando e come la resistenza di frenatura è collegata al bus CC.
Come funziona un chopper di frenatura?
Il principio di funzionamento si basa sul monitoraggio automatico della tensione del bus CC e sulla commutazione elettronica rapida. Il processo completo può essere riassunto come segue:
- Decelerazione del motore:Il VFD comanda al motore di ridurre la velocità.
- Operazione rigenerativa:Il motore funge temporaneamente da generatore.
- La tensione del bus CC aumenta:L'energia elettrica rigenerativa ritorna al collegamento CC del convertitore.
- Rilevamento soglia:Il chopper di frenatura rileva che la tensione del bus CC ha raggiunto il livello operativo configurato.
- Commutazione IGBT:Il circuito di commutazione conduce e fornisce un percorso al resistore di frenatura.
- Dissipazione energetica:La resistenza di frenatura converte l'energia elettrica in eccesso in calore.
- Spegnimento:Quando la tensione del bus CC scende al di sotto della soglia di rilascio, il chopper si spegne.
Questo ciclo di commutazione può ripetersi rapidamente durante la frenata. Il risultato è una dissipazione controllata dell'energia rigenerativa senza la necessità di un controller esterno separato per il monitoraggio della tensione di base.
Per applicazioni con frenate frequenti o elevata energia rigenerativa, un chopper di frenatura esterno può essere particolarmente utile quando la capacità di frenatura interna di un VFD è insufficiente.
Quali parametri tecnici contano?
La scelta di un chopper di frenatura basata solo sulla potenza del motore può portare a un sistema di frenatura inadeguato. È necessario valutare le condizioni rigenerative effettive, la tensione del bus CC, la frequenza di frenatura, le caratteristiche del resistore e il ciclo di lavoro.
| Parametro | Riferimento alla serie Dufew CBU | Significato ingegneristico |
|---|---|---|
| Tensione del sistema | 220 V CA / 380 V CA / 690 V CA | Determina la classe di tensione del convertitore e del bus CC applicabile |
| Tensione di frenatura 220 V | CC340/360/380/400/420 V ±10 V | Fornisce soglie di frenatura selezionabili per sistemi compatibili |
| Tensione di frenatura 380 V | CC630/660/690/730/760 V ±10 V | Corrisponde a diverse configurazioni di unità di classe 380 V |
| Tensione di frenatura 690 V | CC 1140 V ± 10 V | Progettato per sistemi di azionamento compatibili di classe 690V |
| Metodo di controllo | Monitoraggio automatico della tensione del bus CC | Consente al chopper di rispondere automaticamente alle condizioni rigenerative |
| Risposta parallela | ≤1 ms | Supporta la commutazione coordinata in configurazioni parallele |
| Temperatura di avvio della ventola | ca. 45°C | Aiuta a gestire il calore durante carichi di frenata più elevati |
| Protezione da sovratemperatura | ca. 85°C | Fornisce protezione termica per il circuito frenante |
| Grado di protezione | IP20 o superiore | Indica il livello di protezione del contenitore della configurazione applicabile |
| Norma applicabile | GB/T12668 | Supporta la conformità tecnica per le apparecchiature applicabili correlate all'azionamento |
La tensione finale, il modello, la configurazione elettrica e la capacità di frenatura devono essere sempre confermati rispetto ai requisiti specifici del VFD e dell'applicazione.
Come scegliere un chopper di frenatura?
La scelta professionale inizia dalle condizioni di frenatura e non semplicemente dall'adattamento del chopper alla potenza nominale del motore. Un sistema che arresta molto frequentemente un motore di piccole dimensioni può generare condizioni termiche più impegnative rispetto a un motore più grande che frena solo occasionalmente.
I fattori chiave di selezione includono:
- Tensione del sistema di azionamento:Confermare che la classe di tensione del chopper corrisponda al sistema VFD.
- Potenza motore:Utilizzare la potenza nominale del motore come riferimento per il dimensionamento complessivo del sistema.
- Inerzia del carico:I carichi ad alta inerzia generalmente generano più energia rigenerativa durante la decelerazione rapida.
- Tempo di decelerazione:Tempi di arresto più brevi possono aumentare la potenza frenante istantanea.
- Frequenza di frenatura:Cicli di frenatura ripetuti aumentano lo stress termico.
- Resistenza di frenatura:Il valore di resistenza, la potenza nominale e il ciclo di lavoro devono essere compatibili con il chopper.
- Temperatura ambiente:Temperature ambiente più elevate possono ridurre la capacità termica disponibile.
- Ventilazione dell'armadio:Un flusso d'aria e uno spazio di installazione adeguati sono essenziali per la dissipazione del calore.
- Funzionamento parallelo:È possibile prendere in considerazione più chopper quando i requisiti di frenatura superano la capacità di un'unità.
Per la valutazione ingegneristica, informazioni utili includono il modello VFD, la potenza nominale del motore, il tipo di carico, il tempo di decelerazione richiesto, la frequenza di frenatura, le specifiche del resistore esistente e il ciclo di lavoro previsto.
Dove vengono utilizzati i chopper di frenatura?
I chopper di frenatura sono ampiamente applicabili ai sistemi di azionamento industriali in cui decelerazione rapida, inerzia elevata o carichi di revisione possono restituire una quantità significativa di energia al bus CC.
| Applicazione | Requisiti tipici di frenatura |
|---|---|
| Ascensori | Controlla l'energia rigenerativa durante la corsa verso il basso e la decelerazione rapida |
| Attrezzatura di sollevamento | Gestisce l'energia rigenerativa prodotta durante l'abbassamento dei carichi |
| Gru | Supporta la frenatura dinamica di carichi di sollevamento e ad alta inerzia |
| Centrifughe | Gestisce l'energia generata durante l'arresto rapido |
| Trasportatori | Controlla la tensione del bus CC quando i carichi in movimento generano energia rigenerativa |
| Macchinari tessili | Supporta frequenti cicli di accelerazione e decelerazione |
| Macchine per la carta | Aiuta a gestire i requisiti di frenatura dinamica nella produzione continua |
| Macchine utensili | Supporta l'arresto rapido e la decelerazione controllata |
| Lavatrici industriali | Gestisce cicli di frenata ripetuti |
Chopper di frenatura e resistenza di frenatura
Un malinteso comune è che il chopper di frenatura e la resistenza di frenatura svolgano la stessa funzione. In realtà sono componenti complementari all'interno di un sistema frenante dinamico.
| Componente | Funzione principale |
|---|---|
| Autobus CC | Fornisce il collegamento elettrico tra il VFD e il circuito frenante |
| Chopper di frenatura | Controlla quando l'energia rigenerativa viene trasferita dal bus CC |
| Resistenza di frenatura | Converte l'energia elettrica trasferita in calore |
Il chopper funge quindi da controller di commutazione, mentre il resistore funge da elemento di dissipazione dell'energia. Entrambi i componenti devono essere adattati correttamente al sistema di azionamento e al ciclo di lavoro della frenatura.
Quali funzioni di protezione sono importanti?
Poiché i circuiti di frenatura possono gestire una notevole energia elettrica e termica, le funzioni di protezione sono importanti per un funzionamento industriale affidabile. A seconda della configurazione selezionata, la serie Dufew CBU può incorporare diverse funzioni di protezione.
- Protezione da sovratensione del bus CC
- Protezione da cortocircuito del circuito di frenatura
- Protezione da sovratemperatura
- Protezione dai guasti della ventola di raffreddamento
- Uscita relè guasto
Il relè di guasto può fornire un segnale a un sistema di controllo esterno quando si verifica una condizione di guasto definita. Ciò può aiutare a integrare il circuito di frenatura in una più ampia strategia di automazione e protezione industriale.
Considerazioni sull'installazione e sulla messa in servizio
Una corretta installazione è essenziale sia per la sicurezza elettrica che per le prestazioni di frenatura. Prima di mettere in servizio un chopper di frenatura, gli ingegneri dovrebbero verificare l'intero circuito di frenatura anziché controllare il chopper isolatamente.
- Verificare che la classe di tensione del chopper corrisponda al sistema di azionamento.
- Verificare la polarità del bus CC prima del collegamento.
- Controllare la resistenza e la potenza nominale della resistenza di frenatura.
- Assicurarsi che tutti i terminali siano collegati correttamente e serrati saldamente.
- Fornire ventilazione e spazio di installazione sufficienti.
- Separare il cablaggio di alimentazione dal cablaggio di controllo sensibile e di segnale, ove appropriato.
- Collegare il circuito del relè di guasto quando richiesto dall'architettura di controllo.
- Eseguire le ispezioni elettriche prima di alimentare il sistema.
Il raffreddamento ad aria forzata può essere importante per le applicazioni che comportano un'elevata frequenza di frenatura o una notevole potenza di frenatura. Le prestazioni termiche effettive dipendono dalla potenza frenante, dal ciclo di lavoro, dalla temperatura ambiente, dalla ventilazione dell'armadio, dallo spazio di installazione e dalla frequenza operativa.
L'installazione e la messa in servizio devono essere completate da personale elettrico qualificato in base alla documentazione del prodotto applicabile e ai requisiti elettrici.
Considerazioni sulla produzione e sulla qualità
Per i clienti industriali che acquistano un chopper di frenatura da un produttore o fornitore cinese, le prestazioni del prodotto devono essere valutate insieme alla capacità di produzione, alle procedure di test, alla documentazione e al supporto tecnico.
Dufew Electric produce componenti elettronici di potenza per applicazioni di azionamento industriale e controllo di potenza, inclusi chopper di frenatura, resistori di frenatura, unità di frenatura, reattori, filtri, trasformatori e resistori industriali.
A seconda della configurazione del prodotto, il controllo qualità può includere:
- Ispezione del materiale in entrata
- Ispezione dei collegamenti elettrici
- Test di resistenza all'isolamento
- Prove di rigidità dielettrica
- Verifica della funzione di commutazione
- Verifica della funzione di protezione
- Ispezione della ventola di raffreddamento
- Controllo terminale e dimensionale
- Ispezione e confezionamento del prodotto finale
La serie CBU è prodotta secondo i requisiti applicabili della norma GB/T 12668, mentre Dufew Electric mantiene le certificazioni ISO e CE pertinenti all'interno del proprio sistema di qualità e conformità del prodotto. Documenti di certificazione specifici e registrazioni tecniche devono essere confermati in base al modello selezionato e ai requisiti del progetto.
Domande frequenti sui chopper di frenatura
1. Qual è lo scopo principale di un chopper di frenatura?
Un chopper di frenatura controlla l'energia rigenerativa restituita al bus CC del VFD durante la decelerazione del motore o l'operazione di revisione. Commuta l'energia in eccesso su un resistore di frenatura per contribuire a prevenire un'eccessiva tensione del bus CC.
2. Un chopper di frenatura sostituisce una resistenza di frenatura?
No. I due componenti svolgono funzioni diverse. Il chopper di frenatura controlla il percorso di commutazione, mentre la resistenza di frenatura converte l'energia elettrica rigenerativa in calore. Normalmente sono progettati per funzionare insieme.
3. Un chopper di frenatura può supportare un'applicazione di frenatura ad alta potenza?
Dipende dalla potenza di frenatura richiesta, dal ciclo di lavoro, dalla tensione del bus CC, dalla configurazione del resistore e dal modello selezionato. Laddove una singola unità non sia sufficiente, è possibile collegare in parallelo più chopper compatibili in base alla progettazione del sistema.
4. Quali sistemi di tensione possono supportare la serie Dufew CBU?
La serie CBU è disponibile per sistemi di azionamento da 220 V, 380 V e 690 V. Il modello e la tensione di frenatura appropriati devono essere selezionati in base alle caratteristiche del bus CC del VFD e all'applicazione.
5. Quali informazioni devono essere fornite quando si richiede un chopper di frenatura?
Per una selezione tecnica accurata, fornire il modello di azionamento, la tensione del sistema, la potenza del motore, il tipo di carico, il tempo di decelerazione, la frequenza di frenatura, la potenza di frenatura richiesta, le specifiche della resistenza di frenatura, il ciclo di lavoro, le condizioni ambientali e i requisiti di installazione, ove disponibili.
Conclusione
Una scelta opportunamenteChopper di frenaturapuò svolgere un ruolo importante nel controllo dell'energia rigenerativa e nel mantenimento della tensione del bus CC stabile nelle applicazioni VFD più impegnative. Dagli ascensori e gru alle centrifughe, trasportatori, apparecchiature tessili e macchine utensili, la giusta combinazione di chopper, resistenza di frenatura, sistema di raffreddamento e funzioni di protezione può migliorare l'affidabilità della frenata dinamica. Se state valutando un chopper di frenatura per un nuovo sistema di azionamento o avete bisogno di aiuto per abbinare tensione, potenza di frenatura, specifiche del resistore e ciclo di lavoro,contattaciper discutere i requisiti della vostra applicazione con Dufew Electric e identificare una configurazione adatta.
