A propriedade dos resistores de dissipar calor pode ser usada para desacelerar um sistema mecânico. Esse processo é chamado de frenagem dinâmica e esse resistor é chamado de resistor de frenagem dinâmica (ou simplesmente resistor de frenagem). Para desacelerar um motor elétrico, a energia cinética é transformada novamente em energia elétrica. Essa energia é dissipada usando um resistor de potência. A frenagem dinâmica pode ser reostática e regenerativa. Na frenagem reostática, a energia é dissipada como calor em um resistor. Na frenagem regenerativa, a energia elétrica é realimentada no sistema. A última opção geralmente tem um custo mais alto. Os resistores de freio são usados ​​para sistemas de movimento (pequenos), mas também para grandes construções, como trens ou bondes. Uma grande vantagem sobre os sistemas de frenagem por fricção é o menor desgaste e desaceleração mais rápida.

Vantagens dos resistores de frenagem dinâmica sobre a frenagem por fricção:

  • Menor desgaste dos componentes.
  • Controle a tensão do motor dentro de níveis seguros.
  • Frenagem mais rápida de motores CA e CC.
  • Menos serviço necessário e maior confiabilidade.

 

Tecnologia de resistor de frenagem

Os resistores de freio têm valores ôhmicos relativamente baixos e uma alta potência nominal. Portanto, o resistor de fio enrolado é uma solução popular. Eles geralmente têm um núcleo cerâmico e são totalmente soldados. Eles geralmente são envoltos em um invólucro para criar uma distância segura de outras peças. Para aumentar a capacidade de dissipação de energia, os quadros geralmente incluem aletas de resfriamento, ventiladores ou até mesmo resfriamento a água.

 

Resistores de Frenagem para Acionamentos de Frequência Variável

A maioria dos motores CC se comportam como geradores assim que são removidos da fonte de alimentação. Isto é devido aos seus ímãs permanentes. A energia gerada pode ser dissipada conectando um resistor de potência como carga. Os motores de indução CA não possuem ímãs permanentes. Nestes motores, o campo magnético rotativo no estator induz um campo magnético. Os resistores de frenagem são usados ​​para aplicações em que a velocidade do motor excede a velocidade definida pelo inversor de frequência (VFD) ou quando é necessária uma desaceleração rápida. Eles podem fornecer frenagem controlada com um torque aumentado. Se a velocidade de rotação do motor exceder a velocidade síncrona do VFD, ele atuará como um gerador. A energia excedente será alimentada no VFD e aumentará a tensão no barramento CC. Quanto maior a diferença de velocidade entre o motor e o drive, mais energia será realimentada. É importante dimensionar corretamente um resistor de frenagem. Quanto mais baixo o valor ôhmico de um resistor, mais rápido ele pode parar o motor e mais calor ele gera. Para compensar isso, o resistor deve ser maior ou usar um dissipador de calor. O projetista deve projetar o sistema e selecionar o resistor com potência nominal suficiente para permanecer abaixo dos limites de temperatura do resistor durante a frenagem. A faixa de resistência geralmente é limitada por um valor mínimo (para evitar sobrecorrente) e um valor máximo (para uma capacidade de dissipação de baixa potência).

 

Resistores de frenagem em trens

Parar um trem requer a dissipação de muita energia. Os freios a disco convencionais sozinhos sofrem muito desgaste e manutenção. A frenagem dinâmica é, portanto, frequentemente usada como sistema adicional. Na frenagem dinâmica do trem, a energia cinética do trem é transformada em corrente elétrica nos motores de tração da locomotiva. Muitas vezes, esse sistema é incluído em adição a um sistema de frenagem por fricção. A corrente gerada é dissipada sob a carroceria da locomotiva em grandes bancos de resistores a bordo. Para proteger os resistores, eles são resfriados por grandes ventiladores de ar. Outro sistema de proteção é o monitoramento térmico. Sempre que os resistores ficarem muito quentes, o trem mudará para a frenagem por fricção. A maioria dos trens a diesel agora está equipada com freios dinâmicos, mas no passado o sistema era usado principalmente nas montanhas, onde o superaquecimento em longas descidas causou superaquecimento dos freios tradicionais. Quando um trem com freios dinâmicos está passando, pode-se ouvir o uso dos freios que fazem um zumbido.