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Regeneración de potencia

Eficiencia de más del 96 %.

Cargas regenerativas

La alternativa sensata económica y ecológica a las cargas convencionales

La nueva serie de cargas electrónicas DC con recuperación de energía a la red ofrece nuevos valores nominales de tensión, corriente y potencia para múltiples aplicaciones. Estos equipos incluyen cuando modos de funcionamiento comunes: corriente constante, potencia, tensión y resistencia. Además, el circuito de control basado en matriz de puertas programables (FPGA) proporciona algunas características adicionales como un generador de funciones, que es simplemente un circuito de regulación basado en tabla para la simulación de resistencias internas no lineales. Incluso se han mejorado los tiempos de respuesta para el control a través de las interfaces analógica y digital gracias al hardware controlado por el procesador de señales digitales (DSP). Esta es una característica que, a pesar de lograr que las cargas sean aplicables a escenarios de alta potencia, viene con una desventaja.

Múltiples equipos de la serie ELR son capaces de funcionar en paralelo en una configuración maestro-esclava, que permite al usuario conectar las cargas en paralelo para las USE (unidades sometidas a ensayo) que pudieran requerir capacidades de potencia más elevadas. Esta capacidad se puede ampliar hasta los 480 kW en armarios para una corriente total significativamente más alta, con la opción de alcanzar una mayor capacidad de potencia bajo demanda. Sin embargo, al incrementarse los niveles de potencia que se van a probar, la disipación de esta energía podría no ser tan atractiva para algunos clientes ya que no supone un enfoque demasiado ecológico o respetuoso con el medioambiente.

La solución implementada en estos equipos convierte a las cargas en regenerativas o en cargas de recuperación energética. La característica más importante de estas cargas electrónicas es que la conexión de red AC, p. ej. la conexión de red también se usa como salida para la recuperación de la energía DC suministrada, que se convertirá con una eficacia de hasta el 96 %. La recuperación de energía permite unos costes energéticos inferiores y evita caros sistemas de refrigeración, como los requeridos para cargas electrónicas convencionales que convierten la energía de entrada DC en calor.

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Productos de la serie ELR con regeneración de potencia

Principio del funcionamiento de recuperación energética

La forma en la que funciona una carga electrónica regenerativa se puede explicar fácilmente usando la imagen 1 como referencia. Asuma que el equipo bajo prueba es una célula de batería que consume aproximadamente 3KW de potencia. Tal y como hemos visto en la imagen 2, la energía DC se transforma en una entrada a un convertidor DC-DC, que condiciona la potencia de forma que pueda procesarse a la siguiente fase de la conversión.

La última fase de la conversión consta de un inversor que transforma la energía DC en energía AC adecuada. Por adecuado nos referimos a la que la energía AC debe estar condicionada a cumplir con los niveles correspondientes de tensión y frecuencia de la red local.

En este punto, la energía recuperada se devuelve a la red de fábrica y termina siendo utilizada por los usuarios de las instalaciones industriales o de fábrica correspondientes (recuperación de red interna). En el caso de que la potencia recuperada sea superior a la consumida por los usuarios de la red interna, dicha potencia terminará siendo consumida por los usuarios de las proximidades en las que el equipo se está probando.

Podría suceder que la fábrica no esté conectada a la red pública y, por ejemplo, que la carga se use como equipo bajo prueba con una pila de combustible. En este caso, la carga de la serie ELR limitará la potencia recuperada a la consumida exclusivamente a los usuarios de la red interna. Además, dependiendo del uso de la carga, el equipo podría por terminar pagándose a sí mismo en unos pocos años.

Imagen 1: Principio del funcionamiento de recuperación energética.

Imagen 2: Proceso de conversión de potencia

Conectar la carga DC electrónica a la red

La imagen 3 muestra el proceso de la recuperación energética. En la línea de producción de consumo de alta potencia, se puede observar una carga de recuperación energética bajo prueba como parte de la unidad sometida a ensayo (ESE). La tecla que sale de las USE a la carga ELR está conectada después del medidor y está en línea con la caja de fusibles principal y la energía recuperada se devuelve a la red de la fábrica (red interna).

Conectar la unidad de esa forma es obligatoria si la unidad se va a usar como parte de funcionamientos de prueba continuos. La energía recuperada se usará en equipos de producción, laboratorio o, incluso, de oficina.

Imagen 3: Recuperar energía

Procedimientos de seguridad antes de la instalación y uso

Existen varios procedimientos de seguridad antes de la instalación y uso de la unidad y son los siguientes: El dispositivo puede tener un peso considerable dependiendo del modelo. Por lo tanto, la ubicación designada del equipo (mesa, armario, estante, rack de 19”) debe poder soportar el peso sin ningún tipo de restricción.

  • Si se emplea un rack de 19”, se deben utilizar listones adecuados al ancho de la carcasa y al peso del equipo. Antes de conectar a la red eléctrica, asegúrese de que la conexión corresponde con la indicada en la placa de características del producto. Una sobretensión en la alimentación AC puede causar daños en el equipo.
  • Para cargas electrónicas: Antes de conectar una fuente de tensión a la entrada DC asegúrese de que la fuente no pueda generar una tensión superior a la especificada para un modelo concreto o instale medidas que puedan impedir daños en el equipo debidos a la entrada de sobretensión
  • Para cargas electrónicas con recuperación energética: Antes de conectar la salida/red AC a una red pública, es básico averiguar si el funcionamiento de este equipo está permitido en la ubicación de destino y si es necesario instalar un hardware de supervisión.

Preparación y conexión de red (AC)

Un dispositivo de recuperación de energía está conectado a la red eléctrica a través de un cable de conexión a la red en la parte posterior del dispositivo.Para conectar la unidad a la red, hay varios puntos claves que se deben tener en cuenta:

  • La conexión a un suministro de red AC solo se puede realizar por personal cualificado.
  • La sección transversal del núcleo debe ser adecuada para la máxima corriente de entrada/salida del equipo (véase la tabla más abajo).
  • Antes de enchufar el conector macho de entrada asegúrese de que el equipo está apagado en el interruptor de alimentación.
  • Asegúrese de que son aplicables todas las normativas para el funcionamiento y conexión a la red pública de los equipos de recuperación energética y de que se cumplen todas las condiciones necesarias.

Los dispositivos con una altura de 2 unidades de rack están equipados con un terminal de conexión de 3 polos (L-N-PE). Los dispositivos más grandes tienen un terminal de 5 pines (L1-L2-L3-N-PE). Dependiendo de la potencia nominal del dispositivo, el enchufe se conecta con dos o tres fases + PE. En el caso de un cable de conexión con conductor N, éste se puede fijar en el PIN libre (N) del borne de conexión. El cable de conexión debe seleccionarse de acuerdo con el número de hilos y la sección transversal y conectarse de acuerdo con la etiqueta del terminal. Las siguientes tablas contienen datos de conexión y secciones transversales.

Se requieren las siguientes fases para la conexión a la red (Φ)

Phases L1, L2, L3 N PE
Cross section Imax Cross section Imax Cross section
Rated DC power Inputs on AC plug [mm2] [A] [mm2] [A] [mm2]
5 kW (rated) at 380/400/480 V 3~ (L1, L2, L3, PE)* ≥1,5 16 ≥1,5
3 kW (derated) at 208 V 3~ (L1, L2, L3, PE)* ≥1,5 16 ≥1,5
10 kW (rated) at 380/400/480 V 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥4 28 ≥4
6 kW (derated) at 208 V 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥4 28 ≥4
15 kW (rated) at 380/400/480 V 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥4 28 ≥4
9 kW (derated) at 208 V 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥4 28 ≥4
10 kW 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥10 40 ≥10
18 kW (derated) at 208 V 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥10 61 ≥10
30 kW (rated) at 380/400/480 V 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥10 61 ≥10
60 kW (rated) at 380/400/480 V 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥16 110 ≥16

* at least L2 & L3
Phases L1, L2, L3 N PE
Cross section Imax Cross section Imax Cross section
Rated DC power Inputs on AC plug [mm2] [A] [mm2] [A] [mm2]
1200 W (derated) at 110/120 V 1~ (L, N, PE) ≥1 11 ≥1 11 ≥1
1500 W (rated) at 208 V 2~ (L, N(L), PE)** ≥1 11 ≥1 11 ≥1
1500 W (rated) at 230 / 240 V 1~ (L, N, PE) ≥1 11 ≥1 11 ≥1
1500 W (derated) at 110/120 V 1~ (L, N, PE) ≥1,5 16 ≥1,5 16 ≥1,5
3000 W (rated) at 208 V 2~ (L, N(L), PE)** ≥1,5 16 ≥1,5 16 ≥1,5
3000 W (rated) at 230 / 240 V 1~ (L, N, PE) ≥1,5 16 ≥1,5 16 ≥1,5

** connect 2nd phase at N terminal

Tabla 1: Sección transversal mínima y corriente máxima, dispositivos > 2U

Table 2: Minimum cross-section and maximum current, devices in 2U

Imagen 4: Ejemplo de cable de alimentación de 4 hilos

Imagen 5: Ejemplo de configuración de un cable de CA

Cuanto más largo sea el cable de conexión, mayor será la caída de tensión debida a la resistencia del cable. Si la caída de voltaje es demasiado alta, la carga podría derivar en un error de voltaje bajo. Por lo tanto, los cables de alimentación deben mantenerse lo más cortos posible.