Una solución de frenado con VFD se utiliza para gestionar la energía regenerativa generada durante la desaceleración o detención del motor, evitando un exceso de tensión en el bus de CC y garantizando un funcionamiento seguro y eficiente del sistema. Las soluciones comunes incluyen el frenado dinámico y el frenado regenerativo, que pueden seleccionarse en función de las características de la carga, los requisitos de eficiencia energética y el costo.

En un sistema de control de velocidad con variador de frecuencia, la desaceleración y la parada del motor se logran reduciendo gradualmente la frecuencia. En el instante en que la frecuencia disminuye, la velocidad síncrona del motor desciende en consecuencia, mientras que la velocidad del rotor permanece sin cambios debido a la inercia mecánica. Cuando la velocidad síncrona w_1 se vuelve inferior a la velocidad del rotor w, la fase de la corriente del rotor se desplaza casi 180 grados, lo que provoca que el motor pase del modo motor al modo generador. Simultáneamente, el par en el eje del motor se convierte en un par de frenado T_e, reduciendo rápidamente la velocidad del motor, colocándolo en un estado de frenado regenerativo. La energía eléctrica regenerada P del motor se realimenta al circuito de CC mediante rectificación de onda completa a través de los diodos de libre circulación. Dado que la energía eléctrica en el circuito de CC no puede realimentarse a la red a través del puente rectificador, solo es absorbida por el capacitor propio del inversor. Aunque otras partes pueden consumir energía eléctrica, el capacitor aún acumula carga durante un breve período, formando una “tensión de bombeo”, lo que provoca un aumento de la tensión de CC Ud. Una tensión de CC excesiva puede dañar varios componentes. Por lo tanto, deben tomarse medidas para gestionar esta energía regenerativa. Nuestra empresa ofrece las siguientes dos soluciones.

Solución A: Frenado Dinámico
Este método consume la energía regenerativa a través de una resistencia de frenado. Su principio de funcionamiento consiste en utilizar un chopper (también conocido como unidad de frenado) para controlar la resistencia de frenado en la absorción de energía dentro del circuito de CC, logrando así un frenado rápido. Esta solución presenta una estructura simple, bajo costo y un alto par de frenado, y no causa contaminación a la red eléctrica. Sin embargo, no puede recuperar la energía regenerativa. Es adecuada para escenarios sensibles al costo o con bajos requisitos de estabilidad de la red, como en centrífugas estándar o máquinas cepilladoras.

Solución B: Frenado Regenerativo
Este método invierte la energía regenerativa en corriente alterna de la misma frecuencia y fase para realimentarla a la red. Mediante el uso de tecnología de inversión activa, permite el reciclaje de energía, mejora la eficiencia del sistema y admite la operación en cuatro cuadrantes. Sin embargo, requiere una tensión de red estable (con fluctuaciones que no superen el 15%); de lo contrario, puede ocurrir fácilmente un fallo de conmutación. También existe el riesgo de contaminación armónica, y la complejidad de control y el costo son relativamente altos. Es adecuado para aplicaciones que requieren frenado frecuente y tienen un suministro de red estable, como cargas de energía potencial en grúas y ascensores.