En el área del control de motores y eficiencia energética, los conceptos de enchufado y frenado regenerativo han demostrado ser innovaciones revolucionarias que mejoran el rendimiento de los motores de corriente continua. Estas técnicas innovadoras no sólo mejoran la eficiencia general de los motores, sino que también allanan el camino para lograr importantes ahorros de energía y reducir el impacto ambiental. Los motores de CC pueden recuperar la energía perdida previamente mediante el uso de conexión y frenado regenerativo, logrando nuevos niveles de sostenibilidad y gestión de la energía.
Comprensión de los motores de CC
Antes de entrar en el frenado regenerativo y enchufable, comprendamos rápidamente cómo funcionan los motores de CC. Un motor DC (motor DC) convierte la energía eléctrica en energía mecánica. Consta de dos componentes principales: el estator (la parte estacionaria) y el rotor (la parte giratoria). Cuando se aplica un voltaje de CC a los terminales del motor, se crea un campo magnético en el estator que interactúa con el campo magnético del rotor. Esta interacción crea un movimiento de rotación, razón por la cual los motores de CC se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones.
Enchufar
La siguiente figura muestra cómo conectar un motor en derivación de CC. En esta técnica, el motor tiende a girar en direcciones opuestas, invirtiendo la conexión del inducido, lo que proporciona el efecto de frenado esencial. Cuando el motor regresa a la posición inicial, se debe desconectar la conexión de alimentación, de lo contrario girará continuamente en la dirección opuesta.
Aunque las conexiones de la armadura están invertidas, las conexiones en los devanados de campo siguen siendo las mismas. Por tanto, la corriente de armadura se invierte. Back EMF se opone al voltaje aplicado cuando el motor está funcionando normalmente. Si se invierte la conexión de la armadura, la fuerza contraelectromotriz y el voltaje utilizados actúan en una dirección similar en todo el circuito. Por tanto, se aplica un voltaje igual a V+Eb al circuito de la armadura. Dado que Eb es igual al voltaje de la fuente, el voltaje aplicado a través de la armadura es de 2 V. Al cambiar las conexiones de la armadura, se inserta una resistencia ajustable R en el circuito para limitar la corriente a un valor seguro.
Ahora veremos cómo el par de frenado depende del régimen del motor.
De la figura anterior (conectando)
Corriente de armadura I A = (V + E b ) / (R=R A )
En un motor en derivación de CC, Φ es constante.
Por tanto, el par de frenado ∴ TB = K5 + K6N
Por lo tanto, el par de frenado disminuye a medida que disminuye la velocidad del motor. Incluso si la velocidad del motor se reduce a cero, un cierto par de frenado (T b =K 5 )
Beneficios de conectarse
- Frenado rápido: la conexión permite un frenado rápido, lo cual es fundamental para la seguridad en muchos entornos industriales. Puede detener un motor en milisegundos, previniendo accidentes y minimizando daños al equipo.
- Inversión de dirección: la conexión permite la inversión instantánea de la dirección del motor, lo que la hace ideal para aplicaciones donde se requieren cambios frecuentes de movimiento.
- Disipación de energía: la conexión disipa el exceso de energía en forma de calor en los devanados del motor, lo que puede resultar beneficioso en escenarios donde la recuperación de energía no es una preocupación principal.
Frenado regenerativo
Ventajas de la recuperación de energía de frenado
- Recuperación de energía: el frenado regenerativo captura la energía cinética del motor en movimiento y la convierte nuevamente en energía eléctrica que puede almacenarse en baterías o reutilizarse en el sistema. Esto contribuye a la eficiencia energética y reduce los costes operativos.
- Vida útil prolongada: al disipar menos energía en forma de calor, el frenado regenerativo puede extender la vida útil de los motores de CC, reduciendo los costos de mantenimiento y reemplazo.
- Daño ecológico: la función de ahorro de energía del frenado regenerativo reduce el impacto ambiental general de las aplicaciones que consumen mucha energía, lo que convierte a esta tecnología en una opción respetuosa con el medio ambiente.
Aplicaciones de obstrucción y frenado regenerativo.
Tanto el frenado deslizante como el frenado regenerativo se utilizan en diversas industrias:
- Industria de la automoción: El frenado regenerativo es una característica fundamental de los vehículos eléctricos e híbridos, ya que reduce el consumo de combustible y aumenta la autonomía.
- Automatización industrial: el taponamiento se utiliza para controlar con precisión cintas transportadoras, brazos robóticos y máquinas CNC.
- Ascensores y escaleras mecánicas: la obstrucción garantiza un movimiento suave y controlado en los sistemas de transporte vertical.
- Manipulación de materiales: Ambas tecnologías son indispensables para carretillas elevadoras y grúas y garantizan la seguridad y el control operativo.
Reacción de armadura en motor DC.
En el primer método, los devanados de campo se separan de la fuente y la corriente de campo aumenta excitando una fuente separada. Por lo tanto, la fuerza electromotriz inducida excede el voltaje de la fuente y la máquina suministra energía al cabezal. Por lo tanto, el par de frenado se aplica hasta la velocidad del motor hasta que la fuerza electromotriz inducida y la tensión de alimentación sean iguales. Una vez que la velocidad del motor cae, es imposible mantener la fuerza electromotriz inducida en un valor superior al voltaje de suministro. Por lo tanto, esta tecnología sólo se utiliza para un rango de velocidad limitado.
En otra técnica, la carga hace que el motor funcione por encima de la velocidad nominal (es decir, reduciendo la carga en un polipasto) en lugar de cambiar la excitación del campo. Esto hace que la fuerza electromotriz inducida sea más fuerte que el voltaje de la fuente. Por lo tanto, la corriente de armadura se invierte y el viento en el campo en derivación permanece sin cambios. Esto cambia el par y disminuye la velocidad del motor hasta que la fuerza electromotriz inducida sea menor que el voltaje de suministro.
Conclusión
En resumen, la potencia de frenado regenerativo y de conexión en motores de CC es un avance notable que está revolucionando la eficiencia energética y el control en una variedad de aplicaciones. El disparo, una técnica de inversión de tensión de armadura, permite paradas y cambios rápidos, mejorando la seguridad y la maniobrabilidad en entornos industriales. Por otro lado, el frenado regenerativo recupera energía cinética durante la desaceleración y la convierte nuevamente en energía eléctrica, reduciendo el desperdicio y aumentando la eficiencia general. Al aprovechar estas capacidades, las industrias pueden reducir significativamente el consumo de energía y los costos operativos, contribuyendo a un futuro más ecológico y sostenible. El uso de estas tecnologías abre una nueva era de control inteligente de motores que beneficia a las empresas y al medio ambiente.
