Электродвигатель с тормозом принцип работы – Электродвигатели с встраиваемым тормозом — механическим и электромагнитным.

Содержание

Электродвигатели с тормозом — ООО «СЗЭМО Электродвигатель»

Во многих технологических процессах необходима возможность максимально быстрой остановки двигателя. Эту задачу выполняет тормоз, которым оснащаются определенные модели.

Виды и маркировка электродвигателей с тормозом

По типу используемого питания электродвигатели с тормозом делятся на два вида: переменного и постоянного тока. Агрегаты имеют следующую маркировку:

  • Е – общего назначения;
  • Е2 – укомплектованные тормозом с ручным растормаживанием;
  • ЕН – с независимым питанием тормоза.

Функции тормоза

Тормоз на электродвигателе необходим для:

  • остановки привода (если это требуется для обеспечения технологического процесса) в определенном положении или на определенное время;
  • остановки исполнительных механизмов, приводимых в движение двигателем, при их позиционировании;
  • блокировки механизмов при отключении питания;
  • аварийной остановки при возникновении угрозы выхода привода из строя;
  • сокращения периода выбега привода при циклической работе;
  • аварийной остановки для безопасного использования привода.

Конструкция и принцип действия тормоза

Практически все модели современных движков, укомплектованных тормозом, имеют одинаковую конструкцию. Сам тормоз состоит из следующих элементов:

  • Электромагнита, являющегося основой механизма. Он представляет собой корпус из стали, внутри которого размещены катушки (одна или несколько).
  • Якоря, играющего роль исполнительного элемента. Он имеет антифрикционную поверхность и контактирует с тормозным диском.
  • Тормозного диска – основной рабочей части. Он перемещается по зубчатой втулке, установленной на валу движка или на заторможенном приводе. Диск обычно комплектуется фрикционными накладками.

При остановке или выключении двигателя тарельчатые пружины нажимают на якорь, который, в свою очередь, воздействует напрямую на тормозной диск. Создаваемый при этом рассчитанный тормозной момент определяется площадью накладок и силой их прижатия. За этим следует остановка вала механизма. В тот момент, когда ток подается на катушку электромагнита, возбуждается магнитное поле, которое притягивает якорь к себе. Якорь отпускает тормозной диск, и вал снова начинает вращение.

Сложные электронные устройства применяются для динамического торможения. Для обслуживания двигателя больше подходит электромеханический тормоз с ручным растормаживанием, так как он позволяет произвести растормаживание с фиксацией на необходимый промежуток времени.

Выбор электромагнитного тормоза

Электродвигатели могут быть укомплектованы электромагнитными тормозами с разными характеристиками. Выбирая модель, следует обратить внимание на:

  • время срабатывания;
  • динамический и статический тормозной момент;
  • ресурс тормозных накладок.

Первый параметр играет важную роль при аварийном срабатывании, его нужно знать для расчета тормозного пути. Если предполагаются регулярные остановки движка, ресурс накладок должен быть достаточно большой.


Тормозные системы электродвигателей | Полезные статьи

Электродвигатели используются чрезвычайно широко во всех отраслях промышленности. Часто в технологическом процессе бывает необходимо, чтобы инерционная нагрузка была остановлена быстро и удерживалась в таком состоянии определенное время. При этом силовое питание двигателей отключается для экономии электроэнергии, соблюдения эксплуатационных требований. Тормоз для электродвигателей является надежным и эффективным дополнением к любому современному оборудованию. Разнообразие сфер применения двигателей привели к тому, что сегодня выпускается широкий ассортимент этих систем.

Основные типы тормозных систем

Конструктивные особенности электродвигателей, различные сферы их использования привели к тому, что сегодня существуют следующие типы тормозных систем:

  • электромагнитный тормоз с независимым питанием;
  • тормоз с зависимым питанием от обмотки двигателя;
  • встраиваемый тормоз для электродвигателей;
  • пристраиваемые тормозные системы;
  • статические тормозные системы;
  • динамические тормоза для электрических двигателей;
  • компактные электромеханические тормозные устройства с ручным растормаживанием.

Все это позволяет подобрать систему оптимально для определенного технологического процесса, чтобы сделать его максимально надежным, эффективным и рентабельным. Для того чтобы было просто разобраться в установленной системе, существует буквенное обозначение тормозов в маркировке электродвигателей.

 

Встраиваемые и пристраиваемые тормозные системы

Две основные категории данных систем — это встраиваемые и пристраиваемые тормоза. Их установка вносит определенные коррективы непосредственно в конструкцию двигателя. Встроенный тормоз для электродвигателей размещается непосредственно во внутреннем объеме силового агрегата. Для этого меняется форма и конструкция вала, ротора, что позволяет увеличить внутреннее пространство. Снаружи обычно располагается только диск-вентилятор тормозной системы. Принцип действия тормоза основан на использовании определенного процента магнитного потока между ротором и статором, благодаря которому создается тяговое усилие. Именно с его помощью формируется тяговое усилие, способное растормозить электродвигатель. Тормозной момент возникает с помощью специальной пружины, прижимающей тормозные накладки диска-вентилятора к подшипниковому щиту.

Пристраиваемые тормозные системы состоят из тормозного устройства, монтируемого на валу двигателя и подшипниковом щите. Оно монтируется под специальным защитным кожухом и состоит из электромагнита, системы для настройки тормозного момента, пружин и тормозного диска. Подавая на двигатель номинальное напряжение, оператор включает электромагнит — и происходит растормаживание.

Динамические и статические тормозные системы

При выборе двигателя обязательно необходимо учесть, какой тормозной системой он укомплектован — статической или динамической. Это влияет на возможность изменения тормозного момента, и если потребитель планирует в ходе работы задавать различные параметры, то необходимо приобретать двигатель с динамическим тормозом. Статические системы регулируются только в заводских условиях, производитель настраивает их на определенный тормозной момент, указываемый в технической документации, и изменить эту характеристику уже не возможно. При выборе тормоза всегда необходимо учитывать тип двигателя, на который он будет установлен, а также условия его эксплуатации. Это поможет укомплектовать оборудование системой, способной прослужить максимально долго.

Электродвигатели с тормозом

Электродвигатели самотормозящие трехфазные, однофазные, многоскоростные снабжены дисковым тормозом без аксиального движения ротора двигателя для эксплуатации без смазки с постоянным крутящим моментом в двух направлениях вращения, питается от постоянного или переменного тока, предназначены для привода механизмов, где по условиям технологического процесса требуется быстрая остановка после отключения питания.

Двигатели с тормозом

необходимо также во всех случаях, когда требуется точность и повторяемость остановки привода. Их необходимо использовать во всех приводах с высокой линейной скоростью во избежание поломок оборудования после отключения двигатели при движении по инерции

Использование механического торможения вместо электрического выгодно тем, что тепло выделяемое в процессе торможения рассеивается не двигателем, а тормозным устройством, поэтому двигатель нагревается меньше и частота циклов может быть повышена.
Тормозное устройство распологается со стороны, противоположной выступающему кольцу вала, и осуществляет быстрое торможение при отключении питания.
При подаче напряжения на двигатель происходит его растормаживание. Тормозная система приводится в действие магнитом постоянного тока, который питается от сети через выпрямитель.

В двигателях с высотой оси вращения 160 мм. и более для ускорения растормаживания применяется форсирование усилия путем введения дополнительного напряжения пропорционального пусковому току.

Таблица тормозов с питанием от постоянного тока
                  [Нм] М56 М63 М71 М80 М90 М100 М112 М132 М160

Максимальный

воздушный зазор

Уменьшенный крутящий момент 1 2 2 6 10 20 50 70 130 2,5 x Тном
Номинальный крутящий момент 1,8 4 4 8 16 35 75 100 180 2 х Тном
Увеличенный крутящий момент 3 6 6 12 22 50 95 120 200 1,5 х Тном

 Тном — номинальный воздушный зазор

Таблица промежуточных зазоров в тормозах с питанием от постоянного тока
                  [Нм] М56 М63 М71 М80 М90 М100 М112 М132 М160
Номинальный воздушный зазор 0,15 0,2 0,2 0,2 0,2 0,25 0,25 0,3 0,3

 

Тормоз с питанием от постоянного тока

Постоянным током тормоз может питаться напрямую от фазы электродвигателя, а также — отдельно. Переменный ток выпрямляется с помощью двухполупериодного выпрямителя, который располагается внутри клеммной панели. Коробка с выпрямителем сделана из ABS, его элементы залиты эпоксидной смолой. ПОдача напряжения: 205В. По запросу возможно различное напряжение. ЛЮбые тормоза подвержены износу, поэтому необходимо проводить регулярное техническое обслуживание. Рекомендуется делать это раз в полгода. Период проверки отличается в зависимости от эксплуатации.

Ручка ручного растормаживания

Механическая рукоятка ручного растормаживания работает путем движения в сторону задней части электродвигателя (сторона вентилятора). Типоразмеры электродвигателя от М63 до М90 с тормозом имеют стандартную комплектацию ручным растормаживанием со стороны клеммной коробки. Для всех остальных — комплектуется по запросу, требуется как правило для электродвигателей специального исполнения.

Тормозной момент

Самотормозящийся двигатель комплектуется тормозом, проверенном при тормозном моменте примерно на 20% меньше, чем при опытном испытании. По запросу тормозной момент может быть увеличен или уменьшен. При заказе электродвигателей с регулятором частоты, необходимо уточнить крутящий момент тормоза.

Тормоз DC с обратным подключением (по требованию)

Стандартный тормоз работает следующим образом: при отсутсвии подачи питания электродвигатель заторможен. По запросу возможна установка обратного тормоза: торможение осуществляется, когда на катушку тормоза подается питание.

Повышенные степени защиты тормоза По запросу возможны две дополнительные степени защиты Первый уровень IP54 включает в себя кольцо, которое защищает от пыли. Рекомендован для пыльных или слегка влажных условий эксплуатации. Второй уровень IP55 использует дополнительное кольцо из нержавеющей стали совместно с кольцом, защищающим от пыли. Рекомендуется применять в условиях высокой влажности или маслосодержащей среде (Например в пищевом оборудовании, автомобилях)

Трёхфазные асинхронные двигатели: методы торможения хода

Главная страница » Трёхфазные асинхронные двигатели: методы торможения хода

Значительное число приводных систем используются при естественном замедлении работы двигателей в процессе остановки. Время, затрачиваемое на остановку ротора, измеряется исключительно инерционным моментом и моментом сопротивления вращению. Между тем нередко эксплуатация систем требует сокращать время остановки вала мотора и в этом случае электрическое торможение хода электродвигателя видится простым и эффективным решением. По сравнению устройствами, где применяются механический или гидравлический способы, электрическое торможение двигателей имеет явные преимущества в плане устойчивости действия и экономичности применения.

СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :

Варианты построения электрических тормозов

Рассмотрим несколько вариантов торможения двигателей электрическим способом, которые могут быть применимы на практике. При этом отметим возможности использования механизмов торможения по отношению к электродвигателям разных видов.

Список рассматриваемых методик торможения включает следующие:

  • противотоком,
  • вводом постоянного тока,
  • электронным способом,
  • сверхсинхронной скоростью,
  • другими способами.

Принцип торможения противотоком

Мотор отключается от электросети, и пока ротор продолжает вращаться, вновь подключается противофазой. Такая система создаёт эффективный момент блокировки, обычно превышающий пусковой момент.

Между тем, этот эффективный момент торможения должен быть быстро нивелирован, чтобы двигатель после остановки не вращался в противоположном направлении.

Несколько устройств контроля и автоматики привлекаются для обеспечения замедления вращения вала электродвигателя до его полной остановки:

  • датчики остановки фрикциона,
  • датчики центробежного останова,
  • хронометрические приборы,
  • реле частоты,
  • реле напряжения ротора (для двигателей с фазным ротором) и т. д.

Торможение двигателя с короткозамкнутым ротором

Прежде чем выбирать систему противотока для асинхронного мотора с КЗ ротором, важно обеспечить устойчивость двигателя к противоточному способу с учётом требуемой нагрузки.

Помимо механических напряжений, этот процесс подвергает ротор воздействию высоких тепловых нагрузок, так как энергия, выделяемая при каждой операции, рассеивается в теле ротора.

Тепловое напряжение на противотоке в три раза больше, чем при наборе скорости вращения. Здесь пики тока и крутящего момента заметно выше, если сравнивать с моментом пуска.

Система торможения противотокомПринцип методики противоточного воздействия на схему электродвигателя с целью быстрого замедления хода с последующей остановкой. Слева — нормальный рабочий цикл. Справа — цикл замедления и останова

Поэтому для обеспечения плавного останова двигателя системой противотока, как правило, последовательно с каждой фазой статора устанавливают резистор.

Благодаря такому добавлению, при переключении уменьшается крутящий момент и ток, до значений, равных тем, что отмечаются на статоре в режиме пуска.

Однако противоточная система торможения имеет ряд серьёзных недостатков. Поэтому этот способ для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором используется в редких случаях и преимущественно на маломощных моторах.

Противоточное торможение на двигателях с фазным ротором

Чтобы ограничить ток и крутящий момент, прежде чем статор будет переключен на противоточный ход, крайне важно использовать резисторы ротора, используемые для запуска.

При этом следует периодично добавлять дополнительную резистивную секцию торможения. При правильно подобранном значении роторного резистора, регулировать тормозной момент до требуемого значения несложно.

Момент переключения тока даёт напряжение ротора практически в два раза большее, чем когда ротор находится в состоянии покоя, что иногда требует особых мер при изоляции.

Противоточное торможение мотора с фазным роторомПринцип противоточной электрической блокировки на моторах с фазным ротором. Слева — нормальный режим работы. Справа — замедление с остановом

Как и в случае с силовыми двигателями, цепь ротора выделяет значительное количество энергии. Вся выделенная энергия полностью рассеивается на резисторах (за исключением небольших потерь).

Двигатель может быть остановлен автоматически одним из вышеупомянутых устройств контроля. Например, с помощью реле напряжения или частоты в цепи ротора. С помощью схемы противотока удаётся поддерживать ведущую нагрузку с умеренной скоростью.

Однако характеристика крайне неустойчива (значительные колебания скорости по отношению к малым изменениям крутящего момента).

Торможение вводом постоянного тока

Этот вариант используется на двигателях с фазным и короткозамкнутым ротором. Если сравнивать с противоточной системой, стоимость применения источника выпрямленного тока компенсируется меньшим количеством резисторов.

Благодаря электронным регуляторам скорости и стартерам, этот способ торможения асинхронных  электродвигателей видится вполне экономичным.

Торможение постоянным токомПринцип останова путём ввода постоянного тока. Для работы этой системы требуется источник постоянного напряжения. Требования к величине напряжения не критичны

Методика предполагает отключение обмоток статора от сети и подачу на обмотки выпрямленного тока. Прохождение выпрямленного тока по обмоткам статора сопровождается образованием фиксированного потока в воздушном зазоре между ротором и статорным кольцом двигателя.

Для достижения значения этого потока, способного обеспечить надлежащее торможение, ток должен быть примерно в 1,3 раза выше номинального тока.

Избыток тепловых потерь, неизбежно вызываемых этим незначительным превышением, обычно компенсируется временной паузой после останова мотора.

Критерии применения метода вводом постоянного тока

Поскольку значение тока зависит от сопротивления обмотки статора, напряжение на источнике выпрямленного тока невысокое. Обычно источником выступает схема выпрямителя или контроллера скорости.

Эти источники выпрямленного тока должны быть адаптированы к переходным скачкам напряжения, происходящим на обмотках в момент отсоединения от переменного источника питания.

Движение ротора здесь следует рассматривать скольжением относительно поля, зафиксированного в пространстве. Поведение двигателя аналогично синхронному генератору с разгрузкой на роторе.

Поэтому важны отличия характеристик, полученных на торможении вводом выпрямленного тока, по сравнению с противоточной схемой:

  1. Меньше энергии рассеивается на резисторах ротора или в теле ротора. Процесс эквивалентен механической энергии, массово выделяемой при движении. Единственная мощность, потребляемая от сети, — возбуждение статора.
  2. Когда нагрузка не является управляемой, двигатель не запускается в противоположном направлении.
  3. Если нагрузка является управляемой, система действует постоянно и удерживает нагрузку на низкой скорости. То есть достигается фактор замедления, а не полного торможения. Характеристика намного стабильнее, чем у системы противотока.

На моторах с фазным ротором характеристики крутящего момента зависят от выбора резисторов.

Резисторы для систем торможения двигателейВариант тормозных резисторов: 1 — датчик нагрева; 2 — металлический шунт; 3 — высокотемпературный проводник; 4 — проволочный резистивный элемент; 5 — температурный блок; 6 — корпус

На двигателях с короткозамкнутым ротором система позволяет легко регулировать момент торможения электродвигателя, воздействуя на энергетику постоянного тока.

Тем не менее, тормозной момент остаётся низким, если мотор имеет высокие обороты.

Торможение двигателей электронным и сверхсинхронным способом

Эффект электронного торможения достигается относительно просто с помощью регулятора скорости, оснащенного тормозным резистором.

Асинхронный двигатель действует как генератор. Механическая энергия рассеивается на ограничительном резисторе без увеличения потерь в самом двигателе.

Эффект торможения проявляется, когда двигатель достигает верхней точки синхронной скорости с переходом на более высокие значения.

Здесь фактически инициируется режим асинхронного генератора и развивается тормозной момент. Возникающие при этом потери энергии восстанавливаются электросетью.

Подобный режим работы проявляется на двигателях подъёмников при спуске груза с номинальной скоростью. Тормозной момент полностью уравновешивается крутящим моментом от нагрузки.

За счёт этого равновесия удаётся тормозить не ослаблением скорости, а выводом двигателя в режим работы на постоянной скорости.

Для варианта эксплуатации моторов с фазным ротором, все или часть резисторов ротора должны быть накоротко замкнутыми, чтобы двигатель не развивал движение значительно выше номинальной скорости.

Сверхсинхронная система функционально видится идеальной для ограничения движения под нагрузкой, потому что:

  1. Скорость остаётся стабильной и практически не зависит от вращающего момента,
  2. Энергия восстанавливается и возобновляется в сети.

Тем не менее, сверхсинхронное торможение электродвигателей поддерживает только одну скорость вращения, как правило, номинальное вращение.

На частотно-регулируемых двигателях используются сверхсинхронные схемы, благодаря которым изменяется скорость вращения вала от верхнего значения к нижнему значению.

Сверхсинхронное торможение легко достигается с помощью электронного регулятора скорости, который автоматически запускает эту систему при понижении частоты.

Другие тормозные системы

Редко, но всё-таки встречаются системы однофазного торможения. Эта методика включает питание двигателя между двумя фазами сети и подключает незанятый терминал к одному из двух других сетевых подключений.

Торможение двигателя реверсомВариант остановки простым реверсивным переключением — реверс поля вращения, образованного обмотками статора

Тормозной момент ограничивается 1/3 максимального крутящего момента двигателя. Этой системой невозможно остановить мотор на полной нагрузке.

Поэтому такая схема традиционно дополняется противоточным методом. Вариант однофазной блокировки характеризуется значительным дисбалансом и высокими потерями.

Также применяется торможение электродвигателей ослаблением вихревых токов. Здесь работает принцип, аналогичный тому, что используется на промышленных транспортных средствах в дополнение к механическому торможению (электрические редукторы).

Механическая энергия рассеивается в редукторе скорости. Замедление и остановка электродвигателя контролируется простым возбуждением обмотки. Выраженный недостаток этого метода — значительное увеличение инерции.

Практический показ торможения вала двигателя динамически


По материалам: Schneider-electric

Устройство механического тормоза для электродвигателя

Если выключить электрический агрегат от сети, то определенное время он будет вращаться по инерции. В случае если двигатель много весит и имеет высокую ранее набранную скорость, то время до полной остановки будет увеличено.

Но в период функционирования могут использоваться остановки и чрезмерно частые пуски. Следует заметить, что моментальная остановка двигателя куда более значима в сравнении с оперативным стартом.

Если время до запуска двигателя определяется в результате выключенного оборудования, то время при остановке может дать определенные поломки оборудования или даже потенциальные риски для жизни рабочих.

Ручное торможение электродвигателей

Ручная остановка осуществляется при помощи колодочного или ленточного тормоза. При запуске двигателя используется катушка. Лента тормозная ЛАТ 3 встроена, как правило, в крановое оборудование. При таком методе торможения, энергия кинетического рода конвертируется в тепловую, которая теряется в ленте или колодках.

Подобное торможение может быть осуществлено при помощи:

  • Отключения от электросети якоря агрегата, где используется торможение динамического характера.
  • Энергия возвращается непосредственно в свет, иными словами рекуперация.
  • Возможность переключения агрегата в режим обратной работы.

Торможение двигателей с возбуждением параллельного типа с помощью возврата энергии осуществляется автоматическим путем, переключать ничего не нужно.

Торможение, имея последовательное возбуждение, двигателя по такому методу осуществляется с переключениями, так как траектория тока меняется не только в обмотке якоря, но и в системе возбуждения.

Смешанное возбуждение двигателей

Двигатели, обладающие смешанным возбуждением, могут тормозить при помощи повышения скорости при холостом режиме, в случае, если на нее влияет обмотка возбуждения.

Торможение происходит путем переключения деятельности двигателя для работы в обратном направлении. Ток, в таком случае, меняется в точности наоборот.

Такой метод используется только в том случае, если вовремя отключить мотор от электрической сети, так как двигатель станет работать в обратном направлении. Используется только в той ситуации, когда двигатель невозможно остановить обычным путем.

Смотрите также:

Автор видео подробно расскажет о динамическом торможении АД:


По материалам: http://trimel.ru/

Электродвигатели, преобразование энергии – РегионПривод

Электродвигатель – это механизм, который служит для преобразования электрической энергии в механическую. В основе принципа работы любого электродвигателя находится закон электромагнитной индукции. Обычно электродвигатель состоит из неподвижной части (статора) и ротора (или якоря), в которых создаются неподвижные или вращающиеся магнитные поля. Электродвигатели бывают самых различных типов и модификаций, широко применяются во многих отраслях человеческой деятельности, и представляют собой один из главных компонентов в механизмах и приводах самого различного назначения. ОТ характеристик электродвигателя напрямую зависит эффективность производства.


Классификация электродвигателей

Главными частями, из которых состоит Электродвигатели, являются статор и ротор. Ротор — та часть двигателя, которая вращается, а статор – которая остается неподвижной. Принцип работы электродвигателя заключен во взаимодействии вращающегося магнитного поля, создаваемого обмоткой статора и электрического тока, который находится в замкнутой обмотке ротора. Этот процесс инициирует вращение ротора в направлении поля.

Основные виды электродвигателей:

  • Двигатель переменного тока;
  • Двигатель постоянного тока;
  • Многофазный двигатель;
  • Однофазный двигатель;
  • Вентильный двигатель;
  • Шаговый двигатель;
  • Универсальный коллекторный двигатель.

Если говорить о таких электродвигателях как асинхронные электродвигатели, то они относятся к виду двигателей переменного тока. Такие двигатели бывают как однофазные электродвигатели, так и двух- и трехфазные. В асинхронных электродвигателях частота переменного тока в обмотке не совпадает с частотой вращения ротора. Процесс работы асинхронного электродвигателя обеспечивается разницей во времени генерации магнитных полей статора и ротора. Вращение ротора из-за этого задерживается относительно поля статора. Купить электродвигатель асинхронного типа можно для машин, в которых не требуются особые условия работы пускового механизма.

Виды электродвигателей по степени защищенности от внешней среды:

  • Взрывозащищенные;
  • Защищенные;
  • Закрытые.

Взрывозащищенные электродвигатели имеют прочный корпус, который если случится взрыв двигатели, предотвратит поражение всех других частей механизма и воспрепятствует возникновению пожара.

Защищенные электродвигатели при эксплуатации закрыты специальными заслонками и сетками, которые защищают механизм от попадания инородных предметов. Используются в среде, где нет повышенной влажности воздуха и примесей газов, пыли, дыма и химических веществ.

Закрытые электродвигатели имеют специальную оболочку, которая не дает проникать пыли, газам, влаге и другим веществам и элементам, которые способны причинить вред механизму двигателя. Такие электродвигатели бывают герметичными и негерметичными.

Электродвигатели siemens и электродвигатели able выпускаются в большинстве вышеперечисленных видов электродвигателей, и среди них довольно просто выбрать самый оптимальный вариант.

Электродвигатели с тормозом

Тормозные электродвигатели обычно устанавливаются на таком оборудовании, которому необходимо иметь возможность осуществить мгновенную остановку. Это может быть конвейерное или станочное оборудование, или другое оборудование, где остановка обусловлена требованиями техники безопасности. Они активно применяются в транспортных лифтах, подъемных кранах, складских укладочных машинах, прокатном и швейном оборудовании, эскалаторах, станках для дерева и металла, задвижках, прокатном оборудовании – одним словом везде, где необходима быстрая остановка системы в определенном положении и в определенное время.

Если не вдаваться в подробности, электродвигатель с тормозом представляет собой обычный промышленный асинхронный электродвигатель, в котором установлен электромагнитная тормозная система. Это обуславливает тот факт, что от обычных двигателей электродвигатель с тормозом отличается только длиной, тогда как все посадочные и соединительные элементы остаются на прежнем месте. Длина изменяется из-за необходимости установки на двигатель специального кожуха. Как и обычные двигатели, в зависимости от типа питания, электродвигатели с тормозом делятся на двигатели, питаемые переменным током, и электродвигатели, питаемые постоянным током.

Главными элементами тормозной системы электродвигателя являются:

  • Электромагнит, состоящий из корпуса, в котором находятся катушка или набор катушек;
  • Якорь, представляющий собой исполнительный элемент, или поверхность для тормозного диска;
  • Сам тормозной диск, который перемещается по зубчатой втулке, закрепленной на валу заторможенного привода или двигателя.

Когда двигатель находится в состоянии покоя, он заторможен. Пружинный нажим на якорь оказывает, в свою очередь, давление на тормозной диск, в связи с чем возникает его блокировка. Когда на катушку электромагнита подается электрический ток, возбужденный электромагнит притягивает к себе якорь, и происходит разблокировка тормоза. Нажим якоря снимается, и возникает свободное вращение вала электрического двигателя. Электродвигатели с тормозом маркируются буквой «Е», или «Е2» (для двигателей с ручной системой торможения).


Регулирование скорости вращения электродвигателя

Вопрос регулирования скорости вращения электродвигателя очень актуален, ведь снижение и повышение оборотов электродвигателя может понадобится в самых разнообразных механизмах, от бытовых приборов, таких как швейных машин или кухонной техники, до промышленных механизмов и станкового оборудования. Казалось бы, самый простой способ – просто понизить питающее напряжение электродвигателя. Это подходит для двигателей постоянного тока, регуляторы напряжения постоянного тока достаточно просты в производстве и доступны. Однако, в настоящее время основная масса приборов, механизмов и инструментов, занятых в производстве, базируются на асинхронных двигателях переменного тока. В этом случае при понижении напряжения электродвигатель резко снижает количество оборотов, теряет мощность и полностью останавливается. Как понизить обороты электродвигателя, или как увеличить их? Для регулировки скорости вращения таких электродвигателей и были разработаны частотные инверторные преобразователи, или как их чаще называют – частотники.

Область применения частотных преобразователей достаточно обширна. Они востребованы в станках и электроприводах промышленных механизмов, конвейерах, системах вытяжной вентиляции и так далее. Принцип работы частотника заключается в правиле вычисления угловой скорости вращения вала, которое включает в себя такой фактор как частота питающей сети. Таким образом, меняя частоту питания обмотки электродвигателя, можно регулировать скорость вращения ротора двигателя в прямой зависимости, таким образом уменьшить обороты электродвигателя или повысить их. Эти приборы имеют также название «инверторы», благодаря методу, при помощи которого решается задача одновременного регулирования частоты и напряжения на выходе преобразователя. Все частотные преобразователи в обязательном порядке маркируются табличками, ан которых указаны их характеристики:

  • Максимально возможная мощность электродвигателя;
  • Напряжение запитывающей сети;
  • Количество фаз (однофазный, трехфазный).

Большинство промышленных частотных преобразователей предназначены для работы в трехфазных сетях переменного тока, однако встречаются и другие модели, например частотники для однофазных двигателей.


Применение электродвигателя

Жизнь современного человека тяжело представить без такого механизма как электродвигатель. Оглянитесь вокруг – они получил практически повсеместное распространение. Сегодня они используются не только во всех отраслях промышленности, но и в транспорте, предметах и устройствах, окружающих в повседневной жизни, на работе и дома. Фены, вентиляторы, швейные машины, строительные инструменты – вот далеко не полный перечень устройств, где используются электродвигатели.

Особой надежностью отличаются именно асинхронные электродвигатели, благодаря чему они находят широкое применение в приводах металлообрабатывающих, деревообрабатывающих станков и других промышленных станков, в кузнечных прессах, грузоподъёмных машинах, лифтах, ткацких, швейных и землеройных машинах, промышленных вентиляторах, компрессорах, насосах, центрифугах, бетономешалках. Крановые электродвигатели используются в капитальном, промышленном и гражданском строительстве, в горнодобывающей, металлургической отраслях, энергетике, транспорте.

Метро, трамвай, троллейбус – все эти виды транспорта обязаны своему существованию электродвигателю. Любой офис или жилой дом сегодня невозможно представить без кондиционера или системы очистки воздуха – в них тоже применяются электродвигатели. Функционирование большинства современного оборудования невозможно без электродвигателя, в связи с чем очень многое зависит от качества и надежности этого механизма. Его поломка может привести к очень печальным результатам, вплоть до остановки производства и огромным финансовым убыткам. Следовательно, приобретать электродвигатели можно только у надёжного и проверенного поставщика, который гарантирует качество продукции.


Принцип работы электродвигателя

Принцип работы электродвигателя заключается в эффекте магнетизма, который позволяет эффективно преобразовывать электрическую энергию в механическую. Принцип преобразования энергии в разных типах электродвигателей одинаковый, для всех типов электродвигателей, но конструкция двигателей и способы контроля скорости вращающегося момента могут различаться. Всем со школьной скамьи известен простейший пример электродвигателя – когда рамка вращается между полюсами постоянного магнита. Разумеется, устройство электродвигателя, который применяется в промышленных механизмах или бытовых приборах намного сложнее. Давайте рассмотрим как работает асинхронный электродвигатель, который получил наибольшее распространение в промышленности.

Принцип работы асинхронного электродвигателя.

Принцип действия асинхронного двигателя, как и прочих, основан на использовании вращающегося магнитного поля. Скорость вращения магнитного поля принято называть синхронной, так как она соответствует скорости вращения магнита. При этом скорость вращения цилиндра принято называть асинхронной, то есть не совпадающей со скоростью вращения магнита. Скорость вращения цилиндра (ротора) отличается от синхронной скорости вращения магнитного поля на небольшую величину, называемую скольжением. Чтобы заставить заставить электрический ток создавать вращающееся магнитное поле и использовать его для вращения ротора обычно используется трехфазный ток.


Устройство электродвигателя

На полюсах железного сердечника кольцевой формы, называемого статором электродвигателя, размещаются три обмотки, сети трехфазного тока расположенные одна относительно другой под углом 120°. Внутри сердечника укреплен на оси металлический цилиндр, называемый ротором электродвигателя. Если обмотки соединить между собой и подключить их к сети трехфазного тока, то общий магнитный поток, создаваемый тремя полюсами, окажется вращающимся. Суммарный магнитный поток в тоже время будет менять свое направление с изменением направления тока в обмотках статора (полюсов). При этом за один период изменения тока в обмотках магнитный поток сделает полный оборот. Вращающийся магнитный поток будет увлекать за собой цилиндр, и мы получим, таким образом асинхронный электродвигатель.

Обмотки статора могут быть соединены «звездой», однако вращающееся магнитное поле образуется и при соединении их «треугольником». Если поменять местами обмотки второй и третьей фаз, то магнитный поток изменит направление своего вращения на обратное. Такого же результата можно добиться, не меняя местами обмотки статора, а направляя ток второй фазы сети в третью фазу статора, а третью фазу сети — во вторую фазу статора. Таким образом, изменить направление вращения магнитного поля можно переключением двух любых фаз.


Подключение электродвигателя

Статор современного асинхронного электродвигателя имеет невыраженные полюсы, т. е. внутренняя поверхность статора сделана совершенно гладкой. Чтобы уменьшить потери на вихревые токи, сердечник статора набирают из тонких штампованных стальных листов. Собранный сердечник статора закрепляют в стальном корпусе. В пазы статора закладывают обмотку из медной проволоки. Фазовые обмотки статора электродвигателя соединяются «звездой» или «треугольником», для чего все начала и концы обмоток выводятся на корпус — на специальный изоляционный щиток. Такое устройство статора очень удобно, так как позволяет включать его обмотки на разные стандартные напряжения.

Ротор асинхронного двигателя, подобно статору, набирается из штампованных листов стали. В пазы ротора закладывается обмотка. В зависимости от конструкции ротора асинхронные электродвигатели делятся на двигатели с короткозамкнутым ротором и фазным ротором. Обмотка короткозамкнутого ротора сделана из медных стержней, закладываемых в пазы ротора. Торцы стержней соединены при помощи медного кольца. Такая обмотка называется обмоткой типа «беличьей клетки». Заметим, что медные стержни в пазах не изолируются.

Асинхронный двигатель с фазным ротором (с контактными кольцами) применяется обычно в электродвигателях большой мощности и в тех случаях; когда необходимо, чтобы электродвигатель создавал большое усилие при трогании с места. Достигается это тем, что в обмотки фазного двигателя включается пусковой реостат.


Расчёт мощности электродвигателя

Выбирая электродвигатель необходимо ориентироваться на потребляемую оборудованием мощность. Определить мощность можно расчетным путем, используя следующие формулы и коэффициенты:

Мощность на валу электродвигателя определяется по следующей формуле:

, где

Рм – потребляемая механизмом мощность;
ηп – КПД передачи.

Номинальную мощность электродвигателя желательно выбирать больше расчетного значения.

Остальные технические характеристики, необходимые для расчета мощности двигателя, можно найти в каталогах для каждого типа механизмов. При выборе электродвигателя запас должен быть небольшой мощности. При значительном запасе мощности снижается КПД привода. В электродвигателях переменного тока это приводит еще и к снижению коэффициента мощности.


Расчет пускового тока электродвигателя

Зная тип и номинальную мощность электродвигателя, можно рассчитать номинальный ток:

Номинальный ток трехфазных электродвигателей переменного тока:

, где

PH – номинальная мощность электродвигателя;
UH — номинальное напряжение электродвигателя,
ηH — КПД электродвигателя;
cosφH — коэффициент мощности электродвигателя.

Номинальные значения мощности, напряжения и КПД можно найти в технической документации на конкретную модель электродвигателя. Зная значение номинального тока, можно рассчитать пусковой ток.


Формула расчета пускового тока электродвигателей.

, где

IH – номинальное значение тока;

Кп – кратность постоянного тока к номинальному значению.

Пусковой ток необходимо рассчитывать для каждого двигателя в цепи. Зная эту величину, легче подобрать тип автоматического выключателя для защиты всей цепи.


Электродвигатели с встраиваемым тормозом — механическим и электромагнитным.

Европейское качество по доступной цене. Исходя из этого, мы предлагаем большой ассортимент электродвигателей с тормозом, актуальных для многих отраслей промышленности, энергетики, народного хозяйства.

Электродвигатели с механическим тормозом

Однофазные универсальные электродвигатели с механическим тормозом Вesel серий Seg, SEMg, Seh, SEMh объединяет простое решение задачи быстрой остановки работы оборудования: встроенный тормоз, который позволяет в нужный момент быстро и надежно снизить скорость вращения ротора. Принцип торможения однофазных двигателей Вesel основан на создании большой силы трения между тормозным диском и колодками, резко сокращающей время остановки двигателя. С другой стороны, быстрый износ поверхностей заставляет периодически заменять тормозные элементы. Тем не менее, электродвигатели Вesel с механическим тормозом пользуются популярностью, т.к. относятся к самой распространенной группе двигателей – общего назначения для умеренного климата.

Наш магазин предлагает купить двигатели с механическим тормозом всех типоразмеров, выпускаемых фирмой Вesel. Продукция отвечает требованиям промышленной безопасности и энергоэффективности и обеспечена сертификатами соответствия.

Двигатели с электромагнитным тормозом

Линейка двигателей с электромагнитным тормозом представлена большим выбором трехфазных моделей Indukta и Вesel. Универсальный трехфазный электродвигатель Вesel любой из серий Sg и Sh имеет интегрированный тормоз, работающий от тягового усилия, которое создает вращающееся электромагнитное поле. Достигается этот эффект благодаря конструктивному изменению ротора двигателя. Основная и тормозная части его объединены в одну. Торможение осуществляется в результате прижимания тормозного диска к подшипниковому щиту и создания мощного тормозного момента.

В силу этой особенности трехфазные двигатели с электромагнитным тормозом успешно работают в приводах механизмов, которые требуют достаточно быстрой фиксированной остановки. Главное их отличие от двигателей с механическим тормозом – отсутствие сильного износа от трения деталей тормозной системы и, как следствие, увеличение срока эксплуатации.

В наш каталог включен также большой ассортимент различных по частоте вращения и номинальному рабочему напряжению трехфазных двигателей с электромагнитным тормозом Indukta серий Sg и Sh. Из каталожного перечня удобно выбрать по техническим параметрам любую модель, подходящую для конкретных условий эксплуатации.


Каталог двигателей с тормозом по производителям


Готовые комплекты тормозных модулей Cantoni, Intorq, VIS Brake, KEB, Ebmpapst

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *