Circuito intermedio combinado: aprovechar la energía de frenado y ahorrar energía

Baumüller lleva muchos años centrándose cada vez más en el desarrollo de conceptos de accionamiento energéticamente eficientes. El uso eficiente de los recursos también se refleja en los servoaccionamientos b maXX, que pueden conectarse entre sí a través de un circuito intermedio común. De este modo, durante el proceso de frenado, la energía cinética del sistema se puede convertir en energía eléctrica y distribuirse a otros ejes a través del circuito intermedio combinado.

Ahorro energético en la trituradora de dos ejes

En una trituradora de dos ejes, la energía de frenado recuperada del primer eje triturador puede utilizarse para el accionamiento del segundo eje. Este principio funciona tanto en modo normal como en modo inverso. Para ahorrar aún más energía y reducir los costes, uno de los ejes trituradores puede acelerar cuando el otro frena.

Así funciona un circuito intermedio combinado

Eficiencia energética mediante almacenamiento intermedio

Al frenar un motor, la energía se devuelve al circuito intermedio del convertidor. A través del circuito intermedio combinado, la energía generada por el motor durante la frenada se transmite como energía motriz a otro servoaccionamiento. De este modo, se necesita menos energía de la red de suministro.

El almacenamiento intermedio ahorra resistencias de frenado

Para proteger el servoaccionamiento contra sobretensiones, la energía sobrante se convierte en calor mediante una resistencia de frenado. La energía se «quema» en este proceso. Mediante un circuito intermedio combinado, el exceso de energía puede distribuirse entre dos o más servoaccionamientos b maXX. De este modo, las resistencias de frenado pueden diseñarse más pequeñas o eliminarse por completo. Esto ahorra espacio y reduce los costes del armario de distribución y la energía.

Acumulador de energía para un apagado regulado de la instalación

La conexión del circuito intermedio combinado también destaca en caso de averías. De este modo, la energía almacenada puede utilizarse en caso de fallo de la red o avería para apagar la instalación de forma controlada. Así, los ejes motrices pueden moverse a una posición definida en función de la energía residual disponible y la demanda energética. Esto ayuda a evitar daños y permite arrancar la máquina de nuevo considerablemente más rápido. Esta función está integrada directamente en el accionamiento y, en caso de fallo, puede ejecutar inmediatamente esta reacción para evitar, por ejemplo, daños en la mecánica.
Además de aumentar la disponibilidad de la instalación, el acumulador de energía también puede hacer innecesario un suministro de tensión independiente.

¿Cómo se pueden conectar los servoaccionamientos a un circuito intermedio combinado?

La implementación de un circuito intermedio combinado es muy sencilla. Dado que las unidades mono de las series b maXX 5500 y b maXX 6500 están equipadas de serie con capacidades de circuito intermedio integradas (condensadores), los dos dispositivos para dos accionamientos, por ejemplo, solo deben conectarse en el armario de distribución con dos cables.

¿Qué ventajas tiene un circuito intermedio combinado?

• Intercambio de energía entre accionamientos: En un circuito intermedio combinado, los accionamientos que frenan pueden devolver energía al circuito intermedio. Esta energía de frenado puede ser aprovechada por otros accionamientos que se estén acelerando. Esto mejora considerablemente la eficiencia del sistema en su conjunto, ya que se consume menos energía de la red y se desperdicia menos energía en forma de calor.
• Reducción del consumo energético: La reutilización de la energía de frenado permite reducir el consumo energético externo. Esto se traduce en menores costes operativos y un mejor balance energético.
• Ahorro de costes en hardware: Dado que las resistencias de frenado son más pequeñas o se eliminan por completo, los armarios de distribución pueden ser más compactos. Esto reduce los costes del hardware
• Mayor disponibilidad de la instalación: Gracias al acumulador de energía, en caso de avería, la máquina puede apagarse de forma controlada con frecuencia, lo que permite volver a ponerla en funcionamiento más rápidamente.
• Menor carga en la red: El intercambio de energía a través del circuito intermedio alivia la carga de la red de suministro.
• Reducción del consumo energético, los costes y la huella de carbono.

Ahorrar energía más allá de la trituradora

La trituradora de dos ejes ilustra este principio de forma especialmente clara, aunque no se limita a él. En todos aquellos casos en los que varios servoejes frenan y aceleran de forma desfasada, resulta conveniente utilizar un circuito intermedio combinado, por ejemplo, en prensas de husillo, máquinas de plástico o instalaciones de envasado. En la página dedicada a la solución de accionamiento totalmente eléctrica de alto par para trituradoras se muestra cómo Baumüller diseña el sistema de accionamiento completo para trituradoras. El artículo básico sobre el circuito intermedio profundiza en los fundamentos técnicos al respecto.

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Preguntas frecuentes
Preguntas frecuentes sobre el circuito intermedio combinado de Baumüller

¿Tiene alguna pregunta sobre nuestro circuito intermedio combinado? Aquí encontrará las respuestas. Nuestras preguntas frecuentes le proporcionarán una primera ayuda. Si necesita más información, escríbanos un mensaje.

• ¿Qué es un circuito intermedio combinado?

  Un circuito intermedio combinado conecta los circuitos intermedios de varios servoconvertidores para formar una red común. Cuando un eje frena, su motor inyecta la energía de frenado en este circuito intermedio común, del que otro eje que está acelerando se beneficia de inmediato. De este modo, la energía se reutiliza en lugar de transformarse en calor en la resistencia de frenado, lo que reduce el consumo de la red eléctrica.

• ¿En qué máquinas resulta conveniente utilizar un circuito intermedio combinado?

  Un circuito intermedio combinado resulta útil para cualquier máquina cuyos servoejes frenen y aceleren de forma desfasada, ya que solo así la energía de frenado de un eje puede alimentar al otro. Las aplicaciones típicas de un circuito intermedio combinado son las trituradoras de dos ejes, las prensas de husillo y las máquinas de plástico y embalaje.

• ¿Puedo ahorrar en resistencias de frenado utilizando un circuito intermedio combinado?

  Sí, se pueden prescindir de las resistencias de frenado. Dado que la energía de frenado se distribuye entre los ejes, es necesario disipar menos energía a través de la resistencia de frenado. La resistencia de frenado puede ser menor o incluso eliminarse, lo que permite ahorrar espacio en el armario de distribución y reducir costes. El chopper de frenado permanece en el dispositivo como control; la resistencia de lastre externa solo se instala si es necesario.

• ¿Sirve de ayuda un circuito intermedio combinado en caso de picos de carga y cortes de suministro?

  Un circuito intermedio combinado entra en funcionamiento en dos situaciones. Reduce los picos de carga, ya que parte de la energía de aceleración procede de la energía de frenado recuperada en lugar de la red eléctrica. Y la energía almacenada en el circuito intermedio sirve de reserva: en caso de corte eléctrico, los ejes se desplazan de forma controlada hasta una posición definida en función de la energía restante. Esto protege los componentes mecánicos y puede hacer innecesaria una fuente de alimentación independiente.

• ¿Cómo se conectan los servoconvertidores a un circuito intermedio combinado?

  La conexión a un circuito intermedio combinado es sencilla: en el caso de las unidades mono con capacidades de circuito intermedio integradas, como las b maXX 5500 y 6500, basta con conectar dos dispositivos en el armario de distribución mediante dos cables. En el caso de instalaciones más grandes o mixtas, la técnica de conexión en serie se encarga de ello mediante el sistema Drive Connect, y un módulo de acoplamiento de circuito intermedio conecta los dispositivos con cable a los dispositivos conectados a una barra de cobre común, de conformidad con la normativa.

• ¿Necesito un módulo de alimentación o retroalimentación independiente?

  No es imprescindible disponer de un módulo independiente. En un circuito intermedio combinado, la retroalimentación a la red se reduce al mínimo o se evita, por lo que no es necesaria ninguna unidad de retroalimentación adicional. Un equipo monobloque de gran potencia puede servir al mismo tiempo como unidad de alimentación para el conjunto de ejes, con lo que ya no es necesaria una alimentación independiente. En aquellos casos en los que existe un excedente permanente de energía de frenado que debe reinyectarse a la red, Baumüller ofrece, con la serie b maXX 5100, unidades de alimentación y retroalimentación con capacidad de reinyección sinusoidal a la red en un rango de potencia de circuito intermedio de entre 36 y 200 kW.

• ¿Cómo se protege el circuito intermedio contra las sobretensiones?

  El exceso de energía de frenado hace que aumente la tensión del circuito intermedio. Normalmente, la energía se transforma en calor a través de una resistencia de frenado para proteger el accionamiento contra sobretensiones. En un circuito intermedio combinado, esta energía se transmite a otros accionamientos o se devuelve a la red a través de una alimentación con capacidad de retroalimentación. Esto estabiliza el circuito intermedio y alivia la carga sobre la resistencia de frenado.

• ¿Cómo se protege y dimensiona el circuito intermedio?

  En el circuito intermedio combinado, un fusible de circuito intermedio integrado opcional sustituye a la protección externa. El circuito de carga del servoconvertidor puede configurarse como alimentación por tiristores o como carga resistiva. En la alimentación controlada por tiristores, dependiendo de la aplicación, se puede prescindir de la bobina de choque. El dimensionamiento concreto — es decir, los valores de los fusibles, así como el diseño de la precarga y la protección — depende de cada dispositivo y cada instalación, y se establece en el manual de diseño.

• ¿Es posible instalar a posteriori un circuito intermedio combinado o combinarlo con series de modelos anteriores?

  Un circuito intermedio combinado se puede instalar fácilmente a posteriori: los dispositivos con capacidades de circuito intermedio integradas se conectan en el armario de distribución. El cambio de generación no plantea ningún problema, ya que el firmware de la serie b maXX 6000 es totalmente compatible con la gama anterior, la b maXX 5000. La transición es posible sin necesidad de una nueva programación ni parametrización. Baumüller comprueba caso por caso si es posible acoplar determinados servorreguladores antiguos y cómo deben diseñarse las corrientes de compensación y la protección en cada caso concreto.

• ¿Es rentable un circuito intermedio combinado?

  Un circuito intermedio combinado resulta rentable gracias a tres factores: un menor consumo de energía de la red, la reducción o eliminación de las resistencias de frenado —lo que permite utilizar un armario de distribución más pequeño— y una menor carga en la red. La cuantía del ahorro depende del perfil de carga de la máquina, es decir, de la frecuencia y la intensidad con que los ejes frenan y aceleran de forma escalonada. Baumüller calcula el potencial de ahorro concreto en función de cada caso de aplicación.