¿Cuál es la diferencia entre el frenado dinámico y el frenado regenerativo?

Cuando la velocidad del rotor de un motor es mayor que su velocidad síncrona o designada, puede actuar como generador, creando energía eléctrica a partir de energía mecánica. Esta energía eléctrica necesita un lugar al que ir, y hay dos maneras de lidiar con ella: disiparla en forma de calor o reutilizarla.

El frenado dinámico toma la energía generada por el motor y la libera en forma de calor a través de un transistor bipolar de compuerta aislada (IGBT) regulado por voltaje a una resistencia. En algunas aplicaciones, una o varias resistencias se montan de forma remota, donde el calor que generan no afecta a otros equipos eléctricos. En estos casos, la combinación de los dispositivos de conmutación (IGBT) y el circuito de control se conoce típicamente como un “módulo de chopper”.”Los circuitos de frenado dinámico tradicionales están clasificados para ciclos de trabajo bajos, por lo general un 20 por ciento o menos, mientras que los circuitos de helicóptero se utilizan para ciclos de trabajo más altos.

Hay dos métodos de control comunes para el frenado dinámico: el control de histéresis y el control de modulación de ancho de pulso (PWM). El control de histéresis monitorea el nivel de voltaje del bus de CC y enciende el IGBT cuando el voltaje alcanza un nivel “alto” predefinido, lo que permite que la corriente fluya a la resistencia y se convierta en calor. Cuando el voltaje del bus de CC cae a un nivel “bajo” predefinido, el IGBT se apaga.

El control de modulación de ancho de pulso, por otro lado, enciende y apaga el IGBT continuamente a través de un algoritmo de control y monitoreo de la tensión del bus de CC, por lo que la ondulación del par se reduce en gran medida. El control PWM se utiliza principalmente cuando se conectan varias unidades a un bus de CC común, para evitar que una unidad realice una parte desproporcionada del trabajo de frenado dinámico.

El frenado regenerativo toma la energía generada por el motor y la devuelve a la fuente de alimentación de CA o a un bus común, donde se puede volver a usar. La alimentación de la energía a un bus común ofrece un beneficio adicional en términos de eficiencia, ya que la energía se convierte de CA a CC solo una vez. Por el contrario, si la alimentación se devuelve a la fuente de CA, debe volver a convertirse a CC cuando la unidad la reutilice, por lo que hay pérdidas adicionales.

Debido a que el frenado dinámico se basa en la disipación de potencia como calor a través de resistencias, se utiliza para aplicaciones que requieren disipación periódica o cuando las velocidades de desaceleración varían. Se prefiere el frenado regenerativo cuando hay paradas frecuentes, desaceleración constante o cargas de revisión.

Aunque los accionamientos regenerativos tienen costos iniciales relativamente más altos que los sistemas de frenado dinámicos simples, la regeneración a menudo se puede justificar cuando se puede recuperar una gran cantidad de energía o cuando el costo de la energía recuperada es alto.