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Recuperação da rede eléctrica

Eficiência superior a 96

Cargas regenerativas

A alternativa económica e ecologicamente sensata às cargas convencionais

A nova série de cargas eletrônicas DC com recuperação de energia oferece novos valores de tensão, corrente e potência para uma variedade de aplicações. Esses dispositivos incluem quatro modos comuns de operação: corrente constante, potência, tensão e resistência. Além disso, o circuito de controle baseado em FPGA oferece funções adicionais, como um gerador de função, que é simplesmente um circuito de controle baseado em tabela para simular resistências internas não lineares. Os tempos de resposta para controle via interfaces analógicas ou digitais também foram melhorados graças ao hardware controlado por DSP.

Vários dispositivos da série ELR-9000 são capazes de trabalhar em paralelo em uma configuração mestre-escravo, o que significa que o usuário também pode usar as cargas para objetos de teste que podem exigir maior potência. Essa potência de entrada pode, portanto, ser estendida para até 480 kW em gabinetes de controle, a fim de atingir uma corrente total significativamente maior. No entanto, saídas ainda maiores podem ser obtidas mediante solicitação. No entanto, parece não ser economicamente sensato nem ecologicamente correto simplesmente dissipar a potência de entrada.

Cargas regenerativas oferecem uma boa alternativa aqui. Sua conexão de rede CA também pode ser usada como uma saída para realimentar a energia CC fornecida. A eficiência é de 96%. A recuperação de energia torna possível reduzir os custos de energia e evitar dispendiosos sistemas de resfriamento, normalmente necessários para cargas eletrônicas convencionais, pois convertem a energia de entrada em calor.

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As vantagens da gama de produtos EA-ELR com regeneração pela rede eléctrica

O princípio da regeneração da rede

O funcionamento de uma carga eletrônica regenerativa pode ser facilmente explicado usando a Figura 1. Vamos supor que o dispositivo em teste é uma célula de bateria que consome cerca de 3KW de eletricidade. Como pode ser visto na Figura 2, a energia CC é alimentada em um conversor CC, que processa a energia para que possa ser processada para o próximo estágio de conversão.

O estágio final da conversão consiste em um inversor que converte a energia CC em energia CA adequada. Para tal, a energia da corrente alternada deve ser processada de forma a corresponder aos respetivos níveis de tensão e frequência da rede local.

Neste momento, a energia recuperada é realimentada na rede da fábrica e pode então ser usada novamente pelos usuários no local industrial ou de fábrica correspondente (recuperação de energia interna). Se a energia recuperada for superior à que os utilizadores consomem na rede interna, esta energia é reenviada para a rede pública fora das instalações.

Também pode acontecer que a fábrica não esteja conectada à rede pública e a carga esteja testando uma célula a combustível, por exemplo. Nesse caso, o ELR 9000 limita a energia recuperada para que seja consumida apenas pelos usuários da rede interna. Isso significa que os aparelhos podem se pagar em alguns anos, dependendo do uso.

Figura 1: Como funciona a regeneração da rede

Figura 2: O processo de conversão

Ligação da carga eletrónica DC à rede eléctrica

A figura 3 mostra o processo de recuperação de energia. Numa linha de produção com elevado consumo de energia, pode ver-se como uma carga de recuperação de energia alimenta a energia como parte da unidade em teste.

A seta que vai da UUTS para a carga ELR é ligada depois do contador e em série com a caixa de fusíveis principal, e a energia recuperada é reintroduzida na rede da fábrica (rede doméstica).

Este tipo de ligação deve ser respeitado se a unidade for utilizada como parte de uma operação de teste contínua. A energia recuperada é depois utilizada na produção, nos laboratórios ou mesmo no equipamento de escritório.

Figura 3: Recuperação de energia

Procedimentos de segurança antes da instalação e utilização

Antes de instalar e utilizar a unidade, existem vários procedimentos de segurança, como se segue. O aparelho pode ter um peso considerável, consoante o modelo. Por conseguinte, a localização proposta para a unidade (mesa, armário, prateleira, rack de 19″) deve ser capaz de suportar o peso sem restrições.

  • Quando utilizar um bastidor de 19″, utilize calhas adequadas à largura da caixa e ao peso da unidade. Antes de ligar à rede eléctrica, certifique-se de que a ligação é feita conforme indicado na etiqueta do produto. A sobretensão da rede eléctrica pode causar danos no aparelho.
  • Para cargas electrónicas: Antes de ligar uma fonte de tensão à entrada CC, certifique-se de que a fonte não pode gerar uma tensão superior à especificada para um determinado modelo, ou instale medidas que possam evitar danos na unidade devido a sobretensão.
  • Para cargas electrónicas com recuperação de energia: Antes de ligar a rede/saída de CA a uma rede pública, é essencial esclarecer se o funcionamento desta unidade é permitido no destino e se é necessária a instalação de hardware de monitorização.

Preparação e ligação à rede eléctrica (AC)

A ligação à rede de uma unidade de recuperação de energia é efectuada através de um cabo de ligação à rede na parte de trás da unidade. Para ligar o aparelho à rede eléctrica, é necessário ter em conta alguns pontos importantes:

  • A ligação à rede eléctrica AC só deve ser efectuada por pessoal qualificado.
  • A secção transversal do fio deve ser adequada à corrente máxima de entrada/saída da unidade (ver quadro abaixo).
  • Antes de efetuar a ligação, certifique-se de que o aparelho está desligado através do interrutor de rede.
  • Certifique-se de que todos os regulamentos de funcionamento e de ligação à rede pública foram respeitados e que todas as condições necessárias foram cumpridas.

As unidades com uma altura de 2 unidades de altura estão equipadas com um terminal de ligação de 3 pólos (L-N-PE). As unidades maiores têm um terminal de 5 pólos (L1-L2-L3-N-PE). Consoante a potência nominal do aparelho, a ficha é ligada a duas ou três fases + PE. No caso de um cabo de ligação com um condutor N, este pode ser fixado no PIN livre (N) do terminal de ligação. O cabo de ligação deve ser selecionado de acordo com o número de fios e a secção transversal e ligado de acordo com as indicações do terminal. As tabelas abaixo contêm dados de ligação e secções transversais.

São necessárias as seguintes fases para a ligação à rede eléctrica (Φ)

Phasen L1, L2, L3 N PE
Querschnitt Imax Querschnitt Imax Querschnitt
Nennleistung Anschusstyp [mm2] [A] [mm2] [A] [mm2]
5 kW (Nenn) bei 380/400/480 V 3~ (L1, L2, L3, PE)* ≥1,5 16 ≥1,5
3 kW (reduziert) bei 208 V 3~ (L1, L2, L3, PE)* ≥1,5 16 ≥1,5
10 kW (Nenn) bei 380/400/480 V 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥4 28 ≥4
6 kW (reduziert) bei 208 V 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥4 28 ≥4
15 kW (Nenn) bei 380/400/480 V 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥4 28 ≥4
9 kW (reduziert) bei 208 V 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥4 28 ≥4
10 kW 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥10 40 ≥10
18 kW (reduziert) bei 208 V 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥10 61 ≥10
30 kW (Nenn) bei 380/400/480 V 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥10 61 ≥10
60 kW (Nenn) bei 380/400/480 V 3~ (L1, L2, L3, PE) ≥16 110 ≥16

* Anschluss von 2 Phasen L2 & L3 reicht aus
Phasen L1, L2, L3 N PE
Querschnitt Imax Querschnitt Imax Querschnitt
Nennleistung Anschusstyp [mm2] [A] [mm2] [A] [mm2]
1200 W (reduziert) bei 110/120 V 1~ (L, N, PE) ≥1 11 ≥1 11 ≥1
1500 W (Nenn) bei 208 V 2~ (L, N(L), PE)** ≥1 11 ≥1 11 ≥1
1500 W (Nenn) bei 230 / 240 V 1~ (L, N, PE) ≥1 11 ≥1 11 ≥1
1500 W (reduziert) bei 110/120 V 1~ (L, N, PE) ≥1,5 16 ≥1,5 16 ≥1,5
3000 W (Nenn) bei 208 V 2~ (L, N(L), PE)** ≥1,5 16 ≥1,5 16 ≥1,5
3000 W (Nenn) bei 230 / 240 V 1~ (L, N, PE) ≥1,5 16 ≥1,5 16 ≥1,5

** Phase 2 an N-Klemme

Quadro 1: Secção transversal mínima e corrente máxima, unidades com altura > 2 U

Quadro 2: Secção transversal mínima e corrente máxima, unidades de altura 2 U

Figura 4: Exemplo de um cabo de ligação à rede eléctrica com 4 fios

Figura 5: Exemplo de configuração de um cabo CA

Sabe-se que quanto maior for o comprimento da linha de ligação, maior será a queda de tensão devido à resistência da linha. Se a queda de tensão for demasiado elevada, a carga pode provocar um erro de baixa tensão. Por conseguinte, os cabos de alimentação devem ser tão curtos quanto possível.