Una soluzione di frenatura per VFD viene utilizzata per gestire l’energia rigenerativa generata durante la decelerazione o l’arresto del motore, prevenendo un eccessivo aumento della tensione del bus CC e garantendo un funzionamento sicuro ed efficiente del sistema. Le soluzioni comuni includono la frenatura dinamica e la frenatura rigenerativa, che possono essere selezionate in base alle caratteristiche del carico, all’efficienza energetica e ai requisiti di costo.

In un sistema di controllo della velocità a frequenza variabile, la decelerazione e l’arresto del motore sono ottenuti riducendo gradualmente la frequenza. Nell’istante in cui la frequenza diminuisce, la velocità sincrona del motore cala corrispondentemente, mentre la velocità del rotore rimane invariata a causa dell’inerzia meccanica. Quando la velocità sincrona w_1 diventa inferiore alla velocità del rotore w, la fase della corrente rotorica si sposta di quasi 180 gradi, causando la transizione del motore dalla modalità motrice a quella generatrice. Contemporaneamente, la coppia sull’albero motore diventa una coppia frenante T_e, riducendo rapidamente la velocità del motore, ponendolo in uno stato di frenatura rigenerativa. L’energia elettrica rigenerata P dal motore viene reimmessa nel circuito CC attraverso una rettifica a onda intera tramite i diodi di libera circolazione. Poiché l’energia elettrica nel circuito CC non può essere reimmessa nella rete attraverso il ponte raddrizzatore, viene assorbita solo dal condensatore dell’inverter stesso. Sebbene altre parti possano consumare energia elettrica, il condensatore accumula comunque carica per un breve periodo, formando una “tensione di pompaggio”, causando un aumento della tensione CC Ud. Una tensione CC eccessiva può danneggiare vari componenti. Pertanto, è necessario adottare misure per gestire questa energia rigenerativa. La nostra azienda offre le seguenti due soluzioni.

Soluzione A: Frenatura Dinamica
Questo metodo consuma l’energia rigenerativa attraverso un resistore di frenatura. Il suo principio di funzionamento prevede l’uso di un chopper (noto anche come unità di frenatura) per controllare il resistore di frenatura nell’assorbimento di energia all’interno del circuito CC, ottenendo così una frenatura rapida. Questa soluzione presenta una struttura semplice, un costo contenuto e una coppia frenante elevata, e non provoca inquinamento della rete elettrica. Tuttavia, non è in grado di recuperare l’energia rigenerativa. È adatta per scenari sensibili ai costi o con requisiti bassi di stabilità della rete, come in centrifughe standard o macchine piallatrici.

Soluzione B: Frenatura Rigenerativa
Questo metodo inverte l’energia rigenerativa in corrente alternata alla stessa frequenza e fase per reimmetterla nella rete. Impiegando la tecnologia di inversione attiva, consente il riciclo dell’energia, migliora l’efficienza del sistema e supporta il funzionamento a quattro quadranti. Tuttavia, richiede una tensione di rete stabile (con fluttuazioni non superiori al 15%); in caso contrario, può verificarsi facilmente un guasto di commutazione. Esiste anche il rischio di inquinamento armonico, e la complessità di controllo e il costo sono relativamente elevati. È adatta per applicazioni che richiedono frenature frequenti e dispongono di un’alimentazione di rete stabile, come i carichi di energia potenziale in gru e ascensori.