Калькуляторы
Электротормоз электродвигателя: виды, устройство, подключение, купить
Введение
Электромагнитный тормоз представляет собой устройство, способное практически мгновенно (за 0,1 секунды) останавливать вращающийся по инерции вал ротора электродвигателя и удерживать его в неподвижном состоянии при отключении питания. Это критически важный компонент для обеспечения безопасности различного промышленного оборудования.
Основные функции электромагнитного тормоза:
- Экстренное торможение для обеспечения безопасности привода
- Остановка исполнительных механизмов при позиционировании
- Сокращение времени выбега привода
- Блокировка механизмов при отключении питания
Принцип работы электромагнитного тормоза
Электромагнитный тормоз работает по принципу использования электромагнитных сил для управления механическим торможением. В состоянии покоя ротор электродвигателя зафиксирован тормозом - пружины оказывают давление на якорь, который в свою очередь прижимает тормозной диск, создавая заданный тормозной момент.
При подаче напряжения на катушку электромагнита происходит следующее:
- Электромагнит возбуждается и притягивает якорь
- Давление якоря на тормозной диск исчезает
- Тормозной диск освобождается и может свободно вращаться
- Вал электродвигателя растормаживается
Важно: Большинство электромагнитных тормозов являются нормально замкнутыми, что означает автоматическое торможение при отсутствии питания - это обеспечивает безопасность при аварийном отключении электроэнергии.
Конструкция и компоненты
Электромагнитный тормоз состоит из трех основных элементов:
1. Электромагнит
Представляет собой корпус с размещенной в нём катушкой или набором катушек. Корпус изготавливается из ферромагнитных материалов для усиления магнитного поля.
2. Якорь
Является исполнительным элементом, представляет собой антифрикционную поверхность для контакта с тормозным диском. Изготавливается из специальных материалов с высокими магнитными свойствами.
3. Тормозной диск
Движется по зубчатой втулке, закрепленной на валу двигателя. Является рабочей частью тормоза и оснащен фрикционными безасбестовыми колодками для эффективного торможения.
| Компонент | Функция | Материал изготовления |
|---|---|---|
| Корпус электромагнита | Создание магнитного поля | Ферромагнитная сталь |
| Катушка | Генерация магнитного поля | Медная проволока с изоляцией |
| Пружины | Создание тормозного усилия | Пружинная сталь |
| Якорь | Передача усилия на диск | Магнитомягкая сталь |
| Тормозной диск | Создание трения | Сталь с фрикционными накладками |
| Зубчатая муфта | Передача момента | Легированная сталь |
Типы электромагнитных тормозов
По типу тока
Тормоза переменного тока
Наиболее распространенные благодаря простой конструкции и легкости производства. Не требуют дополнительного оборудования для выпрямления тока. Применяются там, где не требуется быстрое срабатывание тормоза.
Тормоза постоянного тока
Обеспечивают более плавное торможение и быстрое срабатывание. Требуют установки выпрямителя, что увеличивает стоимость конструкции. Магнитное поле спадает быстрее, обеспечивая более быстрый рост тормозного момента.
По конструктивному исполнению
Дисковые тормоза
Самый распространенный тип. Обеспечивают высокий тормозной момент при компактных размерах. Легко регулируются и обслуживаются.
Колодочные тормоза
Применяются для больших тормозных моментов. Имеют больший износ фрикционных элементов, но обеспечивают надежное торможение тяжелых механизмов.
Порошковые электромагнитные тормоза
Используют магнитный порошок для создания тормозного момента. Электрический ток создает магнитное поле, которое изменяет свойства порошка, создавая плавный тормозной момент через магнитную связь между ротором и статором. Обеспечивают номинальный крутящий момент от нулевой скорости.
По функциональному назначению
| Тип тормоза | Обозначение | Тормозной момент | Применение |
|---|---|---|---|
| Стояночный | Е1 | Мт.ном = Мдв.ном | Удержание в неподвижном состоянии |
| Динамический | Е2 | Мт.ном = 1,5×Мдв.ном | Торможение с рабочей скорости |
| По согласованию | Е9 | Индивидуально | Специальные применения |
Схемы подключения и выпрямители
Электродвигатели с тормозами постоянного тока комплектуются выпрямителями с 4-мя или 6-ю контактами. Существует два основных типа схем подключения:
Переключение на стороне переменного тока
При таком подключении магнитное поле спадает медленно, следовательно, тормоз срабатывает медленнее. Применяется там, где не требуется быстрое срабатывание тормоза.
Переключение на стороне постоянного тока
Переключение происходит между выпрямителем и электромагнитом. Магнитное поле редуцируется с высокой скоростью, и тормозной момент быстро увеличивается. Рекомендуется для механизмов, требующих быстрой остановки.
Стандартные напряжения питания тормозов:
- 24В DC
- 96В DC
- 100В DC
- 103В DC
- 170В DC
- 190В DC
- 220В AC
- 380В AC
Выбор и расчет параметров
При выборе электромагнитного тормоза необходимо учитывать следующие параметры:
1. Тормозной момент
Основной параметр при выборе тормоза. Должен соответствовать или превышать требуемый момент для остановки механизма.
Мт = (GD² × n) / (375 × t)
где: Мт - тормозной момент (Н·м), GD² - маховой момент (кг·м²), n - частота вращения (об/мин), t - время торможения (с)
2. Время срабатывания
Критически важно для аварийного торможения. Типичные значения:
- Малые тормоза (до 100 Н·м): 0,1-0,2 с
- Средние тормоза (100-500 Н·м): 0,2-0,5 с
- Большие тормоза (свыше 500 Н·м): 0,5-1,0 с
3. Рабочий зазор
Влияет на быстродействие и износ тормоза. Типичные значения: 0,4-1,0 мм. Требует периодической регулировки по мере износа фрикционных накладок.
4. Частота включений
Определяет тепловую нагрузку и износ тормоза. При частых включениях может потребоваться дополнительное охлаждение.
| Габарит двигателя | Тормозной момент, Н·м | Время срабатывания, с | Мощность катушки, Вт |
|---|---|---|---|
| 63-71 | 6-15 | 0,15-0,18 | 11-25 |
| 80-90 | 20-40 | 0,20-0,25 | 30-50 |
| 100-112 | 50-100 | 0,25-0,35 | 60-100 |
| 132-160 | 150-300 | 0,35-0,50 | 120-200 |
| 180-225 | 400-600 | 0,50-0,70 | 220-280 |
| 250-280 | 700-750 | 0,70-0,85 | 280-300 |
Производители и модели
На мировом рынке электромагнитных тормозов представлены следующие ведущие производители:
Европейские производители
- INTORQ (Германия) - один из лидеров рынка, специализируется на пружинных тормозах
- Mayr (Германия) - производит широкий спектр тормозов для различных применений
- KEB Automation (Германия) - серия COMBINORM для высокоточных применений
- Corbetta (Италия) - известен надежными тормозами для кранового оборудования
- Deserti Meccanica (Италия) - серия TMK для промышленных применений
- Cantoni Motor (Италия) - серия 2H2SP для электродвигателей
Американские производители
- Warner Electric - серии E210, E220 для различных промышленных применений
- Matrix International - специализируется на тормозах для серводвигателей
Азиатские производители
- SDZ1 (Китай) - популярная серия тормозов постоянного тока
- DZS1 (Китай) - бюджетная альтернатива европейским аналогам
Применение в промышленности
Грузоподъемное оборудование
Электромагнитные тормоза являются обязательным компонентом безопасности для:
- Мостовые и козловые краны - используются колодочные нормально замкнутые тормоза для механизмов подъема и передвижения
- Башенные краны - применяются для механизмов поворота и подъема
- Электрические тали и лебедки - обеспечивают удержание груза на весу
Лифтовое оборудование
В лифтах применяются специальные тормозные системы с короткоходовыми и длинноходовыми электромагнитами. Тормоза должны соответствовать строгим требованиям безопасности и обеспечивать плавную остановку кабины.
Конвейерное оборудование
Для конвейеров критически важно обеспечить:
- Предотвращение обратного хода при движении в гору
- Контролируемое замедление для защиты от ударных нагрузок
- Точное позиционирование при работе с автоматизированными системами
Металлообрабатывающее оборудование
На металлорежущих станках электромагнитные тормоза обеспечивают:
- Быструю остановку шпинделя
- Точное позиционирование инструмента
- Безопасность оператора при аварийной остановке
Деревообрабатывающее оборудование
Особенно важно быстрое торможение для обеспечения безопасности при работе с высокоскоростными пилами и фрезами.
Текстильная промышленность
Применяются для точного управления натяжением нитей и тканей, а также для быстрой остановки намоточных станков.
Горнодобывающая промышленность
В шахтном оборудовании электромагнитные тормоза обеспечивают безопасность при работе подъемников, конвейеров и транспортных систем в условиях повышенной опасности.
Внимание: Для взрывоопасных зон требуется специальное исполнение тормозов с соответствующей степенью защиты и сертификацией.
Техническое обслуживание
Регулярные проверки
Для обеспечения надежной работы электромагнитного тормоза необходимо проводить:
- Ежедневный визуальный осмотр - проверка на наличие механических повреждений, течей масла, посторонних шумов
- Еженедельная проверка - контроль рабочего зазора, состояния фрикционных накладок
- Ежемесячное обслуживание - проверка крепежных соединений, измерение сопротивления катушки
- Квартальное обслуживание - полная проверка всех параметров, регулировка тормозного момента
Регулировка тормозного момента
Выполняется с помощью регулировочной гайки, которая изменяет усилие нажатия пружин на якорь. При регулировке необходимо:
- Использовать динамометрический ключ для точной настройки
- Проверять равномерность зазора по всей окружности
- Контролировать время срабатывания после регулировки
Замена фрикционных элементов
Признаки необходимости замены:
- Увеличение времени торможения
- Проскальзывание при номинальной нагрузке
- Износ накладок до минимально допустимой толщины
- Появление трещин или сколов на фрикционном материале
Типичные неисправности и их устранение
| Неисправность | Возможная причина | Способ устранения |
|---|---|---|
| Тормоз не растормаживается | Обрыв катушки, отсутствие питания | Проверить целостность катушки, восстановить питание |
| Медленное срабатывание | Увеличенный зазор, износ накладок | Отрегулировать зазор, заменить накладки |
| Перегрев тормоза | Частые включения, неполное растормаживание | Проверить режим работы, отрегулировать зазор |
| Шум при работе | Ослабление крепежа, износ подшипников | Подтянуть крепеж, заменить подшипники |
| Недостаточный тормозной момент | Износ накладок, ослабление пружин | Заменить накладки, отрегулировать пружины |
Заключение
Электромагнитные тормоза являются критически важным компонентом безопасности промышленного оборудования. Правильный выбор, установка и обслуживание тормоза обеспечивают:
- Безопасность персонала и оборудования
- Точность позиционирования механизмов
- Увеличение срока службы привода
- Снижение затрат на обслуживание
При выборе электромагнитного тормоза необходимо учитывать специфику применения, условия эксплуатации и требования нормативных документов. Регулярное техническое обслуживание и своевременная замена изношенных компонентов обеспечат надежную и безопасную работу оборудования на протяжении всего срока службы.
Каталог электродвигателей
Предлагаем широкий ассортимент электродвигателей различных типов и исполнений, включая модели со встроенными электромагнитными тормозами:
Электродвигатели
Полный каталог электродвигателей для любых промышленных применений
Со встроенным тормозом
Электродвигатели с электромагнитными тормозами для точного позиционирования
Европейский DIN стандарт
Электродвигатели европейского стандарта для импортного оборудования
Взрывозащищенные
Электродвигатели для работы во взрывоопасных зонах
Тельферные
Электродвигатели для электрических талей
Степень защиты IP23
Электродвигатели с защитой от попадания твердых частиц и воды
Нужна помощь в подборе электродвигателя с электромагнитным тормозом?
Свяжитесь с нашими специалистами для получения профессиональной консультации!
Отказ от ответственности
Данная статья носит исключительно ознакомительный характер и предназначена для общего понимания принципов работы и применения электромагнитных тормозов. Информация, представленная в статье, не является руководством к действию и не может заменить профессиональную консультацию квалифицированных специалистов.
Автор не несет ответственности за любой прямой или косвенный ущерб, возникший в результате использования информации из данной статьи. При проектировании, монтаже и эксплуатации электромагнитных тормозов необходимо руководствоваться действующими нормативными документами, техническими регламентами и рекомендациями производителей оборудования.
Источники информации
- Техническая документация производителей электромагнитных тормозов (INTORQ, Mayr, KEB, Corbetta)
- ГОСТ 31606-2012 "Машины электрические вращающиеся. Двигатели асинхронные мощностью от 0,12 до 400 кВт включительно"
- Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов
- Технические каталоги производителей электродвигателей с тормозами
- Специализированная литература по электроприводу и системам торможения
- Актуальные публикации в профессиональных изданиях по электротехнике
