Como fornecedor de inversores de frequência variável (VFDs) de 45 kW, recebo frequentemente perguntas de clientes sobre como definir os parâmetros de frenagem desses inversores. A configuração adequada dos parâmetros de frenagem é crucial para a operação segura e eficiente do motor controlado pelo VFD. Nesta postagem do blog, irei guiá-lo através do processo de configuração dos parâmetros de frenagem de um VFD de 45KW, explicando os principais conceitos e fornecendo dicas práticas.
Compreendendo os princípios básicos da frenagem em VFDs
Antes de mergulhar no processo de configuração de parâmetros, é importante compreender os princípios básicos da frenagem em VFDs. Quando um motor está funcionando, ele armazena energia cinética. Quando o VFD reduz a frequência para desacelerar o motor, o motor atua como um gerador, convertendo a energia cinética novamente em energia elétrica. Esta energia elétrica precisa ser dissipada adequadamente para evitar sobretensão no barramento CC do VFD.
Existem dois tipos principais de métodos de frenagem em VFDs: frenagem dinâmica e frenagem regenerativa.
- Frenagem Dinâmica: Na frenagem dinâmica, o excesso de energia elétrica é dissipado como calor em um resistor de frenagem. O VFD monitora a tensão do barramento CC e, quando a tensão ultrapassa um determinado limite, ativa um transistor de frenagem para conectar o resistor de frenagem ao barramento CC, permitindo que a energia seja dissipada.
- Frenagem Regenerativa: A frenagem regenerativa retorna o excesso de energia elétrica de volta à fonte de alimentação. Este método é mais eficiente em termos energéticos, mas também é mais complexo e caro.
Fatores que afetam as configurações dos parâmetros de frenagem
Vários fatores precisam ser considerados ao definir os parâmetros de frenagem de um VFD de 45KW:
- Inércia do Motor: A inércia do motor e a carga que ele aciona afetam a quantidade de energia cinética que precisa ser dissipada durante a frenagem. Sistemas de maior inércia requerem mais potência de frenagem.
- Requisito de torque de frenagem: O torque de frenagem necessário depende da aplicação. Por exemplo, aplicações que exigem paradas rápidas, como correias transportadoras em alguns ambientes industriais, necessitam de maior torque de frenagem.
- Limite de tensão do barramento CC: Este é o nível de tensão no qual o VFD ativa o circuito de frenagem. Definir este limite muito baixo pode fazer com que o circuito de frenagem seja ativado com frequência, enquanto configurá-lo muito alto pode levar ao disparo da proteção contra sobretensão.
- Seleção de resistor de frenagem: Se estiver usando frenagem dinâmica, o valor da resistência e a potência nominal do resistor de frenagem são críticos. Um resistor com resistência muito alta pode não dissipar a energia com rapidez suficiente, enquanto um resistor com resistência muito baixa pode causar corrente excessiva e danificar o transistor de frenagem.
Guia passo a passo para definir os parâmetros de frenagem
1. Determine o método de frenagem
Primeiro, decida se deseja usar a frenagem dinâmica ou a frenagem regenerativa com base nos requisitos e no orçamento da sua aplicação. A frenagem dinâmica é mais comumente usada na maioria das aplicações de uso geral devido à sua simplicidade e menor custo.
2. Calcule a energia de frenagem
A energia de frenagem (E) pode ser calculada usando a fórmula (E=\frac{1}{2}J\omega^{2}), onde (J) é o momento de inércia do motor e da carga, e (\omega) é a velocidade angular. O momento de inércia (J) muitas vezes pode ser obtido a partir das especificações do fabricante do motor e da carga.
3. Selecione o resistor de frenagem (para frenagem dinâmica)
- Valor de resistência: O valor da resistência (R) do resistor de frenagem pode ser calculado usando a fórmula (R = \frac{V_{DC}^{2}}{P_{braking}}), onde (V_{DC}) é a tensão do barramento CC e (P_{braking}) é a potência de frenagem necessária.
- Classificação de potência: A potência nominal do resistor de frenagem deve ser selecionada para lidar com a potência máxima de frenagem. Recomenda-se escolher um resistor com potência superior ao valor calculado para levar em conta picos de carga de curto prazo.
4. Defina o limite de tensão do barramento CC
Nas configurações dos parâmetros do VFD, encontre o parâmetro relacionado ao limite de tensão do barramento CC para ativação da frenagem. Um valor típico para esse limite é cerca de 10 a 15% maior que a tensão normal do barramento CC sob operação em plena carga.
5. Defina o tempo de frenagem e o torque
- Tempo de frenagem: Ajuste o parâmetro do tempo de frenagem de acordo com os requisitos da aplicação. Tempos de frenagem mais curtos exigem torque de frenagem mais alto.
- Torque de Frenagem: Defina o parâmetro de torque máximo de frenagem. Este valor deve estar dentro das capacidades do motor e do VFD.
6. Teste e ajuste fino
Depois de definir os parâmetros iniciais, realize um teste. Monitore a tensão do barramento CC, a velocidade do motor e o desempenho da frenagem. Se a tensão do barramento CC exceder o limite de proteção contra sobretensão, aumente o valor da resistência do resistor de frenagem ou ajuste o limite de tensão do barramento CC. Se a frenagem for muito lenta, aumente o torque de frenagem ou reduza o tempo de frenagem.
Dicas Práticas
- Consulte o Manual do Fabricante: O manual do fabricante do VFD fornece informações detalhadas sobre as configurações dos parâmetros de frenagem e valores recomendados para diferentes aplicações.
- Use ferramentas de simulação: Alguns fabricantes de VFD oferecem ferramentas de simulação que podem ajudá-lo a calcular a energia de frenagem, selecionar o resistor de frenagem apropriado e prever o desempenho de frenagem.
- Segurança em primeiro lugar: Ao trabalhar com resistores de frenagem, esteja ciente de que eles podem ficar muito quentes durante a operação. Garanta ventilação adequada e siga todas as normas de segurança.
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Conclusão
Definir os parâmetros de frenagem de um VFD de 45KW requer um bom entendimento dos princípios básicos de frenagem, consideração de vários fatores e ajuste cuidadoso dos parâmetros. Seguindo as etapas e dicas descritas nesta postagem do blog, você pode garantir a operação segura e eficiente do seu motor controlado por VFD.
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Referências
- Manual do inversor de frequência variável, várias edições
- Documentação do fabricante para VFDs de 45KW
- Artigos técnicos sobre controle de motores e sistemas de frenagem