Operación de energía de emergencia con accionamientos regenerativos

Los sistemas regenerativos de línea, como el accionamiento regenerativo KEB R6 (Figura 1), se han convertido en opciones populares en las aplicaciones de ascensores en los últimos años. El mayor uso de motores sin engranajes de imán permanente eficientes en edificios de gran altura y el potencial de ahorro de energía hace que las unidades regenerativas de línea sean una opción atractiva. Esto es especialmente cierto para las aplicaciones de ascensores, porque el motor actúa como generador durante aproximadamente la mitad de su uso.

Antes de que los accionamientos regenerativos estuvieran disponibles, el exceso de energía regenerada del motor se disipaba a través de una resistencia de frenado. Si bien este método de transferencia de energía es simple, todo el exceso de energía se convierte en calor, lo que puede aumentar los costos de enfriamiento de la sala de máquinas. Al tomar el exceso de energía y devolverlo a la línea, los propietarios y operadores de edificios pueden ahorrar dinero y, al mismo tiempo, hacer que sus edificios sean más eficientes energéticamente. Dependiendo de la aplicación, los sistemas regenerativos de línea se pueden amortizar en tan solo dos años.

Los sistemas regenerativos son relativamente fáciles de instalar y, una vez configurados correctamente, funcionan sin problemas. Se pueden colocar justo al lado del accionamiento del ascensor en el panel de control y funcionar con todos los demás componentes del panel.

Algunos edificios, como hospitales, residencias de ancianos y complejos de apartamentos, pueden requerir un funcionamiento con energía de emergencia durante un corte de energía. Por lo general, esto se logra con un generador de respaldo o una unidad de suministro de energía ininterrumpible (UPS). Los variadores regenerativos pueden regenerar la energía a un generador mientras están en funcionamiento con energía de emergencia, suponiendo que haya suficiente carga para consumir la energía, pero los edificios que dependen de una unidad UPS para el respaldo de energía de emergencia plantean una situación oportuna para los variadores regenerativos.

El UPS es, esencialmente, una gran batería de CC que proporciona energía de emergencia al elevador y al controlador en caso de un corte de energía. Regenerar la alimentación de CA a un SAI activo no es una opción, porque la regeneración a la fuente de alimentación de CC podría causar daños. Para utilizar de forma segura un variador regenerativo en este tipo de aplicación, el variador regenerativo debe desactivarse para evitar el flujo de energía de CA de regreso a la unidad UPS. La Figura 2 muestra cómo se puede implementar esta configuración.

Con esta configuración, el variador regenerativo se puede deshabilitar haciendo que un contacto de relé abra la señal de habilitación mientras el UPS está activado. Además, otro contacto de relé puede activar una entrada programada como condición de falla externa para evitar aún más la modulación por parte del variador regenerativo. Esta configuración cuenta con redundancia de doble nivel que garantiza que la unidad regenerativa se mantenga en un estado "pasivo" y no se modulará / regenerará de nuevo a la unidad UPS. El variador sigue actuando como rectificador, aunque, incluso sin la señal de habilitación, suministra a la unidad de transmisión para que continúe accionando el motor.

La energía regenerada producida por el motor (por ejemplo, vagón vacío) se puede disipar a través de una resistencia de frenado en la unidad de variador de frecuencia (VFD) durante el funcionamiento del UPS. En funcionamiento normal, no se necesita ningún contactor para desactivar la resistencia de frenado, ya que la unidad regenerativa generalmente comienza la modulación a un nivel de activación del bus de CC más bajo que el nivel de activación del transistor de frenado; por ejemplo, 103% de VCC inactivo frente a 760 VCC. El uso de esta configuración garantiza que el variador regenerativo funcione de manera segura con la unidad UPS mientras se encuentra en una situación de energía de emergencia.

A medida que las alturas de los edificios continúan aumentando y la eficiencia energética juega un papel más importante en los proyectos de nueva construcción y modernización, los sistemas de regeneración de líneas seguirán desempeñando un papel importante. Los variadores regenerativos capaces de trabajar con generadores de energía de emergencia y unidades UPS brindan a los propietarios de edificios flexibilidad para elegir el sistema de respaldo de energía de emergencia adecuado para sus aplicaciones.