¿Qué es una resistencia de frenado?

Cuando paramos un motor eléctrico, este tarda unos segundo en detenerse, en función de la velocidad (revoluciones) que haya alcanzado. La máquina tardará un poco más tiempo por la inercia. Si queremos detenerlo en menos tiempo debemos instalar una resistencia de frenado. De esta forma alargamos la vida de la máquina y haremos que su manipulación sea más segura.

La resistencia de frenado es un accesorio de las máquinas que transforma la energía de un motor, cuando lo paramos, en calor que se disipa en el ambiente.

A grandes rasgos, podemos decir que un motor eléctrico se puede frenar de tres maneras: Parada libre, freno controlado o freno dinámico.

La parada libre sería si apretáramos el interruptor y detuviéramos el motor. El motor deja de recibir electricidad, pero tarda en pararse aproximadamente unos 30 segundos. La máquina seguirá funcionando por inercia unos segundos más.

Imagínate que estás cortando madera o metal con una máquina de sierra y sin darte cuenta se te ha enganchado la manga de la camisa. La sierra sigue cortando. Existe el riesgo de que te cortes en el brazo o de que la tela se haga jirones.

Con el freno controlado, cuando has apretado el interruptor de parada, el motor va ralentizando su ritmo hasta detenerse. Tardaría en pararse unos 45 segundos. Es como si vas en un coche, necesitas detenerte y en lugar de pisar el freno vas reduciendo la marcha. El motor funciona como freno.

En el ejemplo anterior de la sierra, la máquina seguiría funcionando, por lo que, con seguridad, terminarías arañándote el brazo. Este tipo de freno solo funciona en los motores que están programados con este sistema.

Con el freno dinámico el motor se para en menos tiempo. Tarda unos 7 segundos en detenerse por completo. Para eso necesitamos un conmutador o chopper de freno, que por lo general viene instalado en la máquina, y una resistencia de frenado, que es externa.

Un ejemplo de chopper de frenado es el freno de emergencia que tienen algunos motores. Lo detienen por completo, pero la energía del rodamiento tiene que ir a descargarse a una resistencia externa.

Este tema es importante para cualquier tipo de industria que funciona con maquinaria eléctrica, pero también para una gran cantidad de motores de uso civil: ascensores, equipos de refrigeración, vehículos eléctricos, etc.

Cómo funciona una resistencia de frenado.

Según comenta el blog de reparaciones Fidistec, la resistencia de frenado es un elemento que detiene un motor si rozamientos ni mecanismos forzados.

Va conectado al motor en paralelo y entra en funcionamiento cuando lo detenemos. Absorbe toda la energía eléctrica del motor y la transforma en calor.

Para detener el motor se utilizan frenos electromagnéticos. Básicamente, son mordazas con unas pastillas que frenan un disco que se está moviendo. El electroimán abre o cierra las mordazas. Bloquea el disco o lo deja libre. Con este procedimiento se produce un desgaste considerable de la maquinaria debido al rozamiento de las pastillas con el disco.

Con las resistencias de frenado esto no se produce, ya que no tiene partes móviles y no se genera desgaste por movimiento. La fuerza de frenado es proporcional a la velocidad que ha cogido el motor. Este se detiene de una forma suave y sin brusquedad.

En este caso, la electricidad debe disiparse exteriormente, puesto que de lo contrario recalentaría el motor y podría dañarlo.

La revista digital Puro Motores nos comenta que las resistencias de frenado se utilizan en los motores eléctricos de corriente directa. Cuando se desconectan de la electricidad por una orden de freno, los motores se convierten en generadores eléctricos. Esta electricidad sobrante se conduce a una resistencia que la transforma en calor.

Dónde se coloca la resistencia.

Las resistencias de frenado se colocan conectadas a los sistemas de frenado. Estas resistencias se pueden instalar dentro del motor o en la línea de control externa.

En el caso de los motores eléctricos, la resistencia de frenado se puede colocar en el interior del motor, en el rotor o en el estator. Esto permite un control más preciso de la velocidad del motor. En la línea de control externa, la resistencia de frenado se puede colocar en un panel de control o en una caja de conexión.

La resistencia va empalmada con cables al propio motor y al conmutador o chopper. Suelen ser bastante robustas y van atornilladas a la máquina o soldadas.

Los ingenieros de Nugar ResistorTecnology, una empresa fabricante de resistencias de Barcelona, nos informan que para que sean efectivas y duraderas, lo más importante es el material en el que están fabricadas.

Así, por ejemplo, una resistencia fabricada en aluminio es más resistente a generaciones altas de calor y más adecuada para entornos en los que se utilizan líquidos y fluidos.

Ejemplos de funcionamiento.

Los ascensores utilizan motores eléctricos para subir y bajar. La resistencia de frenado ayuda a controlar su velocidad y su posición. Cuando el ascensor se detiene en un piso, la resistencia de frenado se activa y convierte la energía del motor en calor, lo que ayuda a frenar el ascensor y mantenerlo estacionado en un piso.

La resistencia de frenado trabaja junto con otros componentes del sistema de frenado, como los frenos mecánicos, para garantizar un frenado seguro y efectivo. Además, la resistencia de frenado permite un control preciso de la velocidad y posición del ascensor, lo que contribuye a la seguridad y el confort de los usuarios.

Otro tipo de resistencias de frenado más robustas actúan en los trenes eléctricos, tranvías y metro. Supongamos que el tren está acelerando a 100 km por hora. Cuando el maquinista presiona el pedal de freno, los frenos del vehículo recuperan la energía mecánica del motor y la convierten en energía eléctrica. Esta energía se almacena en las baterías del tren.

Sin toda esta energía se almacena en las baterías, podrían sobrecargarse y causar daños a largo plazo. Es aquí donde entra en juego la resistencia de frenado. La resistencia se conecta en paralelo a las baterías y actúa como un dispositivo de descarga. Durante el proceso de frenado, la resistencia se activa y permite que parte de la energía eléctrica se disipe en calor. Esto evita la sobrecarga de las baterías y permite una recuperación más segura y eficiente de la energía.

Algunos tipos de resistencias de frenado.

Dependiendo de la máquina en la que se instale, la resistencia de frenado será de un tipo o de otro.

  • Resistencias IP-20. Están fabricadas con un soporte de cerámica. Tienen una alta resistencia térmica y son bastante silenciosas. Están pensadas para motores que alcanzan una alta velocidad, como podría ser un vehículo eléctrico.
  • Resistencias de aluminio. Son bastante resistentes a ambientes duros. Muy efectivas en la industria, alargan la vida de las máquinas o equipos a los que está conectada. Vendría muy bien en talleres donde hay mucha grasa o se utilizan fluidos de cualquier tipo, ya que el aluminio no se oxida.
  • Resistencias IP-55. Son resistencias bobinadas protegidas en una caja de aluminio o de acero inoxidable. Son adecuadas en ambientes con mucho humo o con salpicaduras de agua, como pueden ser los equipos de una cocina industrial.
  • Resistencias planas. Se ajustan al espacio requerido y emiten un bajo nivel de ruido. Se adaptan en instalaciones que requieren una transmisión térmica entre cuerpos. Las podemos encontrar en prensas eléctricas, planchas, herramientas de sellado, aires acondicionados, etc.
  • Resistencias cementadas. Están integradas en armarios eléctricos y transformadores.

Como hemos visto, las resistencias de frenado son útiles en cualquier tipo de motor eléctrico. Normalmente, no van incluidas dentro de la máquina. Son un accesorio que habrá de instalarse.