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CHOPPER E RESISTENZA DI FRENATURA: COSA SONO E COME LAVORANO INSIEME

Il chopper di frenatura e la resistenza di frenatura sono due elementi fondamentali nei sistemi con inverter, motori elettrici e azionamenti industriali.

Spesso vengono citati insieme, ma non sono la stessa cosa. Il chopper è il dispositivo che gestisce l’attivazione della frenatura elettrica, mentre la resistenza di frenatura è il componente che dissipa l’energia in eccesso sotto forma di calore.

Insieme permettono all’inverter di controllare meglio la fase di rallentamento del motore, evitando sovratensioni, allarmi e blocchi macchina.

Perché servono durante la frenata

Quando un motore elettrico rallenta, arresta un movimento o controlla la discesa di un carico, può comportarsi come un generatore.

In questa fase, l’energia meccanica del sistema viene trasformata in energia elettrica e ritorna verso l’inverter.

Se questa energia non viene gestita correttamente, la tensione sul circuito interno dell’inverter può aumentare oltre i limiti ammessi.

Questo può causare:

• allarme sovratensione inverter;

• blocco dell’azionamento;

• arresto improvviso della macchina;

• surriscaldamento;

• stress sui componenti elettrici;

• frenata irregolare;

• perdita di controllo del carico;

• fermi impianto.

Il sistema formato da chopper e resistenza di frenatura serve proprio a evitare questi problemi.

Che cos’è il chopper di frenatura

Il chopper di frenatura è un dispositivo elettronico che controlla quando inserire la resistenza di frenatura nel circuito.

In pratica, monitora la tensione del circuito DC dell’inverter. Quando questa tensione supera una determinata soglia, il chopper interviene e collega la resistenza di frenatura.

Il suo compito è quindi quello di comandare il passaggio dell’energia verso la resistenza.

Il chopper di frenatura può essere:

• integrato nell’inverter;

• montato come modulo esterno;

• previsto dal costruttore dell’azionamento;

• dimensionato in base alla potenza e all’applicazione.

Senza il chopper, la resistenza di frenatura non potrebbe essere gestita correttamente dall’inverter.

Che cos’è la resistenza di frenatura

La resistenza di frenatura è il componente che dissipa l’energia generata durante la frenata del motore.

Quando viene attivata dal chopper, riceve l’energia in eccesso e la trasforma in calore.

Il suo compito è proteggere l’inverter e rendere più stabile la fase di decelerazione.

La resistenza di frenatura deve essere scelta in base a diversi parametri, tra cui:

• valore ohmico;

• potenza da dissipare;

• duty cycle;

• frequenza delle frenate;

• durata delle frenate;

• energia generata dal carico;

• temperatura ambiente;

• ventilazione;

• tipo di installazione;

• eventuale custodia.

Una resistenza non correttamente dimensionata può surriscaldarsi, non dissipare energia a sufficienza o causare nuovi allarmi dell’inverter.

Come lavorano insieme chopper e resistenza

Il funzionamento può essere riassunto in modo semplice.

Durante la frenata:

• il motore rallenta;

• l’energia meccanica viene trasformata in energia elettrica;

• l’energia ritorna verso l’inverter;

• la tensione sul circuito DC aumenta;

• il chopper rileva il superamento della soglia;

• il chopper collega la resistenza di frenatura;

• la resistenza dissipa l’energia in calore;

• la tensione viene mantenuta sotto controllo.

In questo modo l’inverter riesce a gestire meglio la frenata e l’impianto lavora in modo più stabile e sicuro.

Chopper e resistenza non sono intercambiabili

Un errore comune è confondere chopper e resistenza di frenatura.

In realtà hanno funzioni diverse.

Il chopper:

• controlla l’inserimento della frenatura;

• monitora la tensione del circuito DC;

• collega la resistenza quando necessario;

• protegge l’azionamento da sovratensioni;

• lavora come dispositivo di comando.

La resistenza di frenatura:

• riceve l’energia generata dal motore;

• dissipa l’energia in calore;

• contribuisce a evitare l’aumento della tensione;

• deve sopportare potenza e temperatura;

• lavora come componente dissipativo.

Per avere una frenatura corretta servono entrambi: il chopper per comandare, la resistenza per dissipare.

Quando serve questo sistema

Il sistema chopper + resistenza di frenatura è utile quando l’inverter deve gestire energia rigenerata durante la decelerazione.

È particolarmente importante in applicazioni con:

• arresti rapidi;

• frenate frequenti;

• carichi pesanti;

• carichi ad alta inerzia;

• movimenti verticali;

• discese controllate;

• cicli di lavoro ripetuti;

• motori comandati da inverter;

• necessità di controllo preciso della frenata.

In queste condizioni, senza una corretta dissipazione dell’energia, l’inverter può andare facilmente in sovratensione.

Applicazioni industriali

Chopper e resistenza di frenatura vengono utilizzati in molte applicazioni industriali.

Tra le più comuni:

• carroponti;

• gru a bandiera;

• paranchi;

• ascensori;

• nastri trasportatori;

• macchine utensili;

• centrifughe industriali;

• avvolgitori e svolgitori;

• ventilatori industriali;

• linee automatiche;

• impianti di sollevamento;

• sistemi con arresti frequenti.

In tutte queste applicazioni, il motore può generare energia durante la frenata. La resistenza permette di dissiparla, mentre il chopper gestisce il momento in cui questa dissipazione deve avvenire.

Chopper interno o esterno

In alcuni inverter il chopper di frenatura è già integrato. In altri casi deve essere installato come modulo esterno.

La scelta dipende dal tipo di inverter, dalla potenza dell’impianto e dalle esigenze dell’applicazione.

Un chopper interno può essere sufficiente per applicazioni meno gravose.

Un chopper esterno può essere necessario quando ci sono:

• potenze elevate;

• frenate frequenti;

• carichi ad alta inerzia;

• cicli di lavoro intensi;

• energia rigenerata importante;

• necessità di maggiore capacità di frenatura;

• sistemi complessi o personalizzati.

In ogni caso, la resistenza di frenatura deve essere compatibile con il chopper e con l’inverter.

Cosa considerare nella scelta della resistenza

Anche se il chopper è fondamentale, la scelta della resistenza resta decisiva.

Per dimensionare correttamente una resistenza di frenatura bisogna considerare:

• modello dell’inverter;

• presenza di chopper interno o esterno;

• valore minimo di resistenza ammesso;

• valore ohmico richiesto;

• potenza del motore;

• potenza da dissipare;

• energia generata in frenata;

• tempo di decelerazione;

• frequenza delle frenate;

• duty cycle;

• tipo di carico;

• inerzia del sistema;

• temperatura ambiente;

• ventilazione;

• spazio disponibile;

• eventuale necessità di custodia.

Una resistenza con valore ohmico errato può creare problemi al chopper. Una resistenza sottodimensionata può invece surriscaldarsi o non dissipare l’energia richiesta.

Errori da evitare

Nella scelta e nell’installazione del sistema di frenatura ci sono alcuni errori frequenti.

Tra i principali:

• scegliere la resistenza solo in base alla potenza del motore;

• ignorare il valore minimo ammesso dall’inverter;

• non verificare se il chopper è interno o esterno;

• sottovalutare il duty cycle;

• non considerare la frequenza delle frenate;

• installare la resistenza in un punto poco ventilato;

• non valutare la temperatura generata;

• usare una resistenza non adatta all’ambiente;

• non controllare le indicazioni del costruttore dell’inverter;

• sostituire un componente senza verificarne i dati tecnici.

Questi errori possono causare surriscaldamenti, allarmi inverter, blocchi macchina e minore affidabilità dell’impianto.

Resistenza di frenatura e dissipazione del calore

La resistenza di frenatura lavora trasformando energia elettrica in calore.

Per questo la dissipazione termica è un aspetto fondamentale.

Durante l’installazione bisogna valutare:

• posizione della resistenza;

• distanza da cavi e componenti sensibili;

• ventilazione disponibile;

• temperatura dell’ambiente;

• presenza di polvere o materiali infiammabili;

• eventuale custodia;

• accessibilità per manutenzione;

• protezione da contatti accidentali.

Una resistenza dimensionata correttamente ma installata male può comunque causare problemi.

Prodotti MC RESISTORI per frenatura

MC RESISTORI realizza resistenze di frenatura per inverter, motori e azionamenti industriali.

Tra le soluzioni disponibili:

• resistenze di frenatura;

• resistenze di frenatura in custodia MCQ;

• resistenze di frenatura mod. RDP;

• resistenze di potenza;

• resistenze a nastro ondulato;

• resistenze smaltate;

• resistenze cementate;

• gruppi resistivi su misura;

• resistenze speciali per applicazioni industriali.

La scelta della resistenza più adatta dipende dal tipo di inverter, dalla presenza del chopper, dal valore ohmico richiesto, dalla potenza da dissipare e dal ciclo di lavoro dell’impianto.

MC RESISTORI: resistenze per inverter e sistemi di frenatura

MC RESISTORI produce resistenze di frenatura per impianti industriali, inverter, motori, azionamenti e sistemi con arresti frequenti.

Devi scegliere una resistenza di frenatura compatibile con il tuo chopper o inverter?

Invia a MC RESISTORI i dati dell’applicazione: modello inverter, tipo di chopper, valore ohmico richiesto, potenza motore, duty cycle, frequenza delle frenate, tempo di decelerazione e ambiente di installazione.

Ti aiuteremo a individuare la soluzione più adatta per dissipare correttamente l’energia e proteggere l’affidabilità dell’impianto.