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INVERTER IN SOVRATENSIONE DURANTE LA FRENATA: QUANDO SERVE UNA RESISTENZA DI FRENATURA

Un inverter in sovratensione durante la frenata è un problema frequente negli impianti industriali in cui motori elettrici, azionamenti e carichi in movimento devono rallentare o arrestarsi in modo controllato.

Il problema si presenta soprattutto quando il motore, durante la decelerazione, genera energia di ritorno verso l’inverter. Se questa energia non viene gestita correttamente, la tensione sul circuito interno dell’inverter può aumentare fino a provocare allarmi, blocchi macchina o interventi di protezione.

In questi casi, una resistenza di frenatura correttamente dimensionata può essere la soluzione più adatta per dissipare l’energia in eccesso e proteggere l’impianto.

Perché l’inverter va in sovratensione durante la frenata

Durante il normale funzionamento, l’inverter alimenta il motore e ne controlla velocità, coppia, accelerazione e decelerazione.

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

Questo significa che l’energia meccanica del sistema viene trasformata in energia elettrica e ritorna verso l’inverter.

La sovratensione può verificarsi soprattutto in presenza di:

• decelerazioni rapide;
• arresti frequenti;
• carichi pesanti;
• carichi ad alta inerzia;
• discese controllate;
• motori comandati da inverter;
• sistemi di sollevamento;
• nastri trasportatori;
• centrifughe;
• macchine utensili;
• impianti con cicli ripetuti.

Se l’energia generata dal motore è superiore a quella che l’inverter riesce a gestire, la tensione interna aumenta e l’azionamento può andare in allarme.

Cosa succede se l’energia non viene dissipata

Quando l’energia rigenerata durante la frenata non viene smaltita correttamente, l’impianto può manifestare diversi problemi.

Tra i più comuni:

• allarme sovratensione inverter;
• blocco dell’azionamento;
• arresto improvviso della macchina;
• perdita di continuità produttiva;
• surriscaldamento dei componenti;
• stress elettrico sull’inverter;
• frenata irregolare;
• difficoltà nel controllo del carico;
• aumento degli interventi di manutenzione.

In molti casi, l’allarme di sovratensione non indica necessariamente un guasto dell’inverter. Può indicare che l’energia prodotta durante la frenata non viene dissipata in modo adeguato.

Per questo è importante analizzare l’applicazione prima di sostituire componenti o modificare parametri in modo casuale.

Quando serve una resistenza di frenatura

Una resistenza di frenatura serve quando l’inverter deve gestire energia rigenerata durante la decelerazione del motore.

La resistenza ha il compito di assorbire questa energia e trasformarla in calore, evitando che la tensione interna dell’inverter salga oltre i limiti ammessi.

Può essere necessaria quando l’impianto presenta:

• rallentamenti rapidi;
• frenate frequenti;
• cicli di lavoro intensi;
• carichi con elevata inerzia;
• movimenti verticali;
• discese controllate;
• arresti di emergenza;
• motori che devono fermarsi in tempi ridotti;
• inverter che va spesso in allarme sovratensione;
• necessità di maggiore stabilità nella frenata.

La resistenza di frenatura non serve solo a far fermare il motore. Serve soprattutto a proteggere inverter e impianto durante la fase di decelerazione.

Come funziona la resistenza di frenatura

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 interno tende ad aumentare;
• il chopper di frenatura attiva la resistenza;
• la resistenza dissipa l’energia in calore.

In questo modo l’inverter riesce a gestire meglio la fase di frenatura e l’impianto lavora in modo più stabile.

Il chopper di frenatura e la resistenza lavorano insieme: il chopper comanda l’inserimento della resistenza, mentre la resistenza dissipa l’energia in eccesso.

Applicazioni in cui il problema è frequente

La sovratensione in frenata può presentarsi in molte applicazioni industriali.

• carroponti;
• gru a bandiera;
• paranchi;
• ascensori;
• nastri trasportatori;
• macchine utensili;
• centrifughe industriali;
• ventilatori di grandi dimensioni;
• avvolgitori e svolgitori;
• linee automatiche;
• impianti di sollevamento;
• macchine con arresti frequenti.

In tutte queste applicazioni, il motore può generare energia durante la decelerazione. Se l’impianto non è predisposto per gestirla, l’inverter può andare in protezione.

Segnali da non sottovalutare

Un impianto che ha bisogno di una resistenza di frenatura può mostrare sintomi abbastanza chiari.

• l’inverter va in allarme durante la frenata;
• l’allarme compare solo in fase di decelerazione;
• la macchina si blocca quando deve arrestarsi rapidamente;
• il problema aumenta con carichi più pesanti;
• il problema compare con cicli più frequenti;
• la frenata non è stabile;
• il motore impiega troppo tempo a fermarsi;
• l’impianto funziona meglio aumentando il tempo di decelerazione;
• il problema si presenta durante la discesa di un carico.

Resistenza di frenatura e tempo di decelerazione

Il tempo di decelerazione è uno dei fattori più importanti.

Se il tempo di arresto richiesto è molto breve, l’energia da dissipare in poco tempo aumenta. Questo può portare rapidamente l’inverter in sovratensione.

Aumentare il tempo di decelerazione può ridurre il problema, ma non sempre è possibile.

In molti impianti industriali, infatti, il ciclo macchina richiede arresti rapidi, movimenti precisi o tempi di lavoro definiti.

In questi casi, una resistenza di frenatura può permettere una decelerazione più efficace senza mandare l’inverter in allarme.

Cosa considerare nel dimensionamento

La resistenza di frenatura deve essere scelta in base ai dati reali dell’applicazione.

• modello dell’inverter;
• potenza del motore;
• valore ohmico minimo ammesso dall’inverter;
• valore ohmico richiesto;
• 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;
• tipo di installazione;
• eventuale necessità di custodia.

Un errore comune è scegliere la resistenza solo in base alla potenza del motore. In realtà, per molte applicazioni, contano molto anche frequenza delle frenate, durata del ciclo, inerzia e condizioni di installazione.

Resistenza sottodimensionata: quali rischi

• surriscaldamento della resistenza;
• danneggiamento del componente;
• allarmi ripetuti dell’inverter;
• frenata insufficiente;
• riduzione dell’affidabilità dell’impianto;
• maggiore rischio di fermo macchina;
• necessità di manutenzione più frequente;
• minore durata del sistema.

Per questo è importante non improvvisare la scelta e non sostituire una resistenza esistente senza verificare i dati dell’applicazione.

Resistenza esterna o interna?

In alcune applicazioni l’inverter può avere una gestione interna della frenatura o essere predisposto per il collegamento di una resistenza esterna.

La resistenza esterna diventa utile quando l’energia da dissipare è superiore a quella gestibile dal sistema interno o quando l’applicazione richiede frenate più impegnative.

• carichi pesanti;
• decelerazioni rapide;
• cicli frequenti;
• applicazioni di sollevamento;
• carichi ad alta inerzia;
• impianti con arresti ripetuti;
• inverter spesso in allarme sovratensione.

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

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• Resistenze smaltate;
• Resistenze cementate;
• Resistenze speciali su misura;
• Gruppi resistivi personalizzati.

La scelta della resistenza più adatta dipende dal tipo di inverter, dal motore, dal ciclo di lavoro e dall’energia da dissipare durante la frenata.

MC RESISTORI: soluzioni per sovratensione inverter e frenatura

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

Il tuo inverter va in sovratensione durante la frenata?

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Ti aiuteremo a individuare la resistenza di frenatura più adatta per proteggere l’impianto e migliorare l’affidabilità del sistema.