Электромагнитный тормоз для электродвигателя – Тормозные модули Cantoni. Дисковые тормоза переменного тока и тормозные модули для электродвигателей (пружинные и электромагнитные)

Содержание

Электродвигатель с тормозом. Переменного/постоянного тока

Электродвигатели со встроенным электромагнитным тормозом

Электродвигатель со встроенным тормозом ЭМТ

Электродвигатель со встроенным тормозом ЭМТЭлектродвигатель со встроенным тормозом ЭМТ – модификация стандартного электродвигателя АИР. Комплектуется специальным устройством, мгновенно замедляющим вращение вала электродвигателя. Расположен электромагнитный тормоз между задним подшипниковым щитом и вентилятором.

У «Систем качества» можно купить двигатели со встроенным электротормозом или установить ЭМТ на ваш электродвигатель АИР, 4АМ, 5АМ или 4АМУ.
Заказать новый электродвигатель по телефону

Электромагнитный тормоз

Электромагнитный тормоз

Электромагнитный тормоз
Используется для остановки моторов на конвейерах, станках, талях, кранах, эскалаторах и тд. Основная задача – остановка привода в нужном положении или определенном времени.

Электромагнитный тормоз двигателя бывает двух видов:

  • Подключаемые к сети переменного тока
  • Подключаемые к постоянному току
Устройство ЭМТ

Устройство встроенного электромагнитного тормоза электродвигателя (далее ЭМТ) изображено на чертеже.

конструкция электромагнитного тормозаконструкция электромагнитного тормоза
  1. Якорь.
  2. Нажимные пружины.
  3. Ротор.
  4. Втулка.
  5. Вал.
  6. Штифт.
  7. Корпус эл. магнита.
  8. Катушка тормоза.
  9. Втулочные винты.
  10. Фрикционные кольца.
  11. Шпонка.
  12. Стопор.

δ – воздушный зазор.

Электромагнитный дисковый тормоз переменного и постоянного тока

Электромагнитные дисковые тормоза переменного тока наиболее распространенные. Обладают простой конструкцией и легкостью в производстве – не используется дополнительное оборудование для выпрямления тока. В сравнении с постоянным током, менее надежные и требуют постоянной регулировки. Подключается к трехфазным электросетям с напряжением 380 и 220 В. Не предназначены для тяжелых режимов работы, используются при отсутствии потребности в частых включениях. При торможении возникают большие динамические усилия, которые сопровождаются толчками и ударами.

Встроенные электромагнитные тормоза постоянного тока, обладают высокими энергетическими показателями, надежны, экономичны и лишены недостатков переменного тока. Для преобразования напряжения, в конструкции ЭМТ постоянного тока предусмотрен выпрямитель – отображается на стоимости конструкции. Торможение происходит плавно – электромагнитные тормоза не подвергаются высокому износу.

Принцип работы и регулировка

Принцип работы заключается в затормаживании вала ротора с помощью тормозного диска. В состоянии бездействия, электродвигатель находится в заторможенном состоянии. Тормозной момент создается за счет нажима пружин на якорь, который в свою очередь прижимает тормозной диск и блокирует его. При подаче напряжения на катушки электромагнита якорь притягивается, обеспечивает свободное вращение вала электродвигателя.

Регулировка электромагнитного тормоза выполняется регулировочной гайкой, которая изменяет усилия нажатия пружин на якорь тормоза, тем самым регулируя тормозной момент.

Особенности конструкции и строение
Компонент двигателяОсобенности
1.Режим работы — S4Предназначен для повторно-кратковременного режима работы
2. Вал ротораДлинее чем у общепромышленного мотора, дополнительная длина предназначена для установки тормоза между подшипниковым щитом и вентилятором
3. Рычаг тормозаДает возможность ручного растормаживания

Габаритно-присоединительные размеры электродвигателей с электромагнитным тормозом

Присоединительные размеры не меняются при комплектации двигателя тормозом, габариты меняются. У электромоторов с тормозом габариты отличаются от обычных двигателей длиной (L30)

Длина АИР 71, 80, 90

(Сравнение электродвигателей с электромагнитным тормозом и без него)

Длина АИР 100, 112, 132

(Сравнение электродвигателей с электромагнитным тормозом и без него)

Длина АИР 160, 180

(Сравнение электродвигателей с электромагнитным тормозом и без него)

Купить электродвигатель с тормозом

Купить электродвигатель с электромагнитным встроенным тормозом, либо отдельно ЭМТ для вашего двигателя АИР, можно у «Систем Качества». Также предлагаем установку тормозов на ваш электродвигатель и ремонт двигателей с последующей гарантией.


ООО «Системы качества»

07.09.2016

Мотор в качестве электромагнитного тормоза / Habr

Я занимаюсь разработкой бесколлекторных моторов в компании Impulsor. В последнее время к нам часто обращаются для разработки мотора/генератора, который будет выступать в качестве тормоза. В данной статье я расскажу об особенностях такого применения моторов, какие при этом преимущества и недостатки, и как реализовать такой режим работы.



Преимущества и варианты использования

Использование мотора в качестве тормоза даёт ряд преимуществ и параметров, которых не достичь, используя другие, доступные на данный момент, виды тормозов. Однако у данного подхода есть и недостатки.

Преимущества:

  • Быстрый режим включения/выключения и выставления тормозного момента.
  • Широкий диапазон рабочих оборотов. Возможно сделать и сверх оборотистый тормоз ( до 100 000 rpm), так наоборот и очень медленный.
  • Плавная установка нагрузки, отсутствие возможности случайной блокировки вала.
  • Отсутствие пыли и отработанных материалов от тормоза. Можно использовать в помещении или замкнутом объёме.
  • Можно использовать в качестве генератора.

Недостатки:
  • Ограничения по рабочей температуре до 150, 200 градусов. Немного поднять температуру возможно, но при этом цена изделия возрастает очень сильно.
  • Обычный тормоз из диска и колодок в тех же габаритах будет эффективнее.
  • Сильные ограничения по моменту на низких оборотах и невозможность полностью заблокировать вал. Данное ограничение можно обойти с применением контроллера с внешним питанием.
  • Постоянное наличие небольшого тормозного момента.

Благодаря своей скорости, точности и чистоте, такой тормоз незаменим в лабораториях и закрытых приборах. Близким аналогом мотора-тормоза, является порошковый тормоз. Он такой же быстрый, не создаёт пыль, но он не может работать на высоких оборотах и большинство существующих моделей и вовсе ограниченны 1500-3000rpm. Обычный дисковый тормоз не способен обеспечить такую же точность и стабильность работы.
Режимы работы

Для электромагнитного тормоза доступны 3 режима торможения, они различаются тем, куда идёт энергия от торможения:
  1. Режим замыкания и выделения тепла непосредственно в моторе.
  2. Выделение тепла на внешней нагрузке, сопротивлении или биполярном транзисторе.
  3. Рекуперация и зарядка аккумулятора.

Далее я подробнее расскажу об этих режимах для моторов синхронного типа с постоянными магнитами BLDC, также это применимо и к обычным DC.
1. Режим замыкания

Это самый простой режим. В нём контакты мотора просто замыкаются, и тормозная мощность выделяется на сопротивлении обмотки мотора. Моторы изначально спроектированы с уклоном на охлаждение и к тому же они обладают достаточно большой массой и теплоёмкостью. Это позволяет достаточно интенсивно использовать такой режим без доработок мотора/генератора.

Для реализации данного режимы достаточно диодного моста и механического (кнопки, рубильника или реле) или электронного ключа (MOSFET, IGBT). Для корректировки тормозного усилия применяется ШИМ, который задаёт скважность открытия ключа. Схема подключения выглядит следующим образом:

Данный режим имеет интересную особенность. С ростом оборотов максимальный тормозной момент будет падать. Это связанно с тем, что обмотка мотора имеет значительную индуктивность и с ростом оборотов, растёт и частота токов. В результате реактивное сопротивление обмотки превысит активное и мощность потерь будет ниже максимально возможной для этого мотора. Характерная зависимость максимального тормозного момента от оборотов показана на графике ниже:

Несмотря на то, что любой готовый мотор можно сразу использовать в таком режиме, такой режим не позволит раскрыть весь потенциал изделия. Однако характеристики работы тормоза в таком режиме можно значительно повысить, есть его изначально проектировать как тормоз.

У этого режима есть ещё один важный недостаток. Из-за быстрого и резкого замыкания и размыкания обмоток будут возникать сильные электромагнитные помехи. Также диодный мост должен быть рассчитан на большие импульсные токи.

2. С внешней нагрузкой

В данном режиме основным источником выделения тепла от торможения служит внешнее сопротивление. Этот режим гораздо более эффективный, так как тормозная мощность более не ограниченна теплоотводом тепла мотора, а радиатор на сопротивлении можно сделать сколь угодно большим. Кроме того, если правильно подстраивать величину сопротивления, то максимальный тормозной момент будет выше, чем просто при замыкании и чем выше обороты, тем существеннее это будет проявляться.

Для реализации данного режима также необходим диодный мост, но после него включается либо механический реостат, либо биполярный транзистор со схемой контроля тока, либо сопротивления (схема электронной нагрузки). Схема подключения выглядит следующим образом:

При малой величине внешнего сопротивления относительно сопротивления мотора, характер тормозного момента будет близок к первому режиму. При увеличении сопротивления точка пикового момента будет смещаться к большим оборотам, и максимальная тормозная мощность будет расти. Динамика изменения тормозного момента с ростом сопротивления нагрузки показана на графике ниже:

Данный режим позволяет получить на нужном диапазоне рабочих оборотов участок, на котором тормозной момент возрастает с ростом оборотов. Этот режим работы крайне удачный, так как он позволяет стабилизировать обороты или ограничить их. Образуется стабильная система с обратной связью.

3. Рекуперация

Данный режим самый сложный в реализации. Он требует контроллера (ESC) наподобие тех, что применяется для управления бесколлекторными моторами BLDC. Но при этом данный режим и самый эффективный. Он способен устранить большинство недостатков тормоза такого типа. Так, например, контроллер позволит полностью блокировать вал мотора, он позволит использовать тормоз одновременно в режиме генерации и контролируемого торможения и в данном режиме можно достигнуть тормозных моментов значительно выше, чем в предыдущих 2х.

В данной статье я не буду подробно описывать устройство контроллера и алгоритмы его работы, т.к. эта тема для отдельной статьи, а возможно и не одной. Для желающих разобраться в данном вопросе можно изучить принцип работы контроллера в электротранспорте (велосипедах, самокатах) и то как в них реализованы алгоритмы торможения и рекуперации.

Вывод

Мотор и генераторы являются недорогими и простыми вариантами электротормоза, обладающего уникальными параметрами. Такой тормоз не универсален и не позволит заменить классические дисковые тормоза, но для некоторых задач он вне конкуренции.

Торможение электродвигателя: способы и схемы

Торможение электродвигателя применяют, если необходимо сократить время свободного выбега и фиксацию механизма в конкретном положении. Существует несколько видов принудительной остановки устройства. Это механическое, электрическое и комбинированное. Механическое устройство представляет собой тормозной шкив, закрепленный на валу, с колодками. После отключения устройства колодки прижимаются к шкиву. За счет трения кинетическая энергия преобразуется в тепловую, т.е. происходит процесс торможения. Остальные способы и схемы торможения электрического двигателя будут рассмотрены далее в статье.

Способы электрического торможения электроприводов

Для того чтобы быстро остановить устройство или обеспечить постоянную скорость вращения используют электрические способы остановки. В зависимости от схемы включения тормозные режимы подразделяют на:

  • противовключения;
  • динамический;
  • рекуперативный.

Противовключения

Режим противовключения применяется при необходимости быстрой остановки механизма. Представляет собой смену полярности на обмотке якоря двигателя постоянного тока или переключения двух фаз на обмотках асинхронного электродвигателя.

В этом случае ротор вращается в противоположном направлении магнитного поля статора. Вращение ротора замедляется. При скорости вращения близкой к нулю с реле контроля скорости поступает сигнал, отключая механизм от сети.

На нижеприведенном рисунке представлена схема противовключения асинхронного электромотора.

Схема торможения противовключением

После переключения обмоток возникает повышенное действующее напряжение и увеличение тока. Для его ограничения, в обмотки ротора или статора устанавливают дополнительные резисторы. Они ограничивают токи в обмотках в режиме торможения.

Динамическая остановка электропривода

Этот способ применяют на асинхронных машинах, подключенных к сети переменного тока. Он заключается в отключении обмоток от сети переменного напряжения и подачи постоянного тока на обмотку статора.

Торможение асинхронного двигателя постоянным током

На вышеприведенном рисунке представлена схема торможения трехфазного двигателя постоянным током.

Подача постоянного напряжения осуществляется с помощью понижающего трансформатора для динамического торможения. Пониженное переменное напряжение преобразуется в постоянное диодным мостом и подается на статорную обмотку. Для торможения электромотора может применяться дополнительный источник постоянного тока.

При этом ротор может быть выполнен в виде «беличьей клетки» или ее обмотку  подключают к добавочным резисторам.

Постоянное напряжение создает неподвижный магнитный поток. При вращении ротора в нем наводится ЭДС, т.е. электромотор переходит в режим генератора. Возникающая электродвижущая сила рассевается на обмотке ротора и добавочных резисторах. Создается тормозной момент. В момент остановки механизма постоянное напряжение отключается по сигналу реле скорости.

Механизмы, где применяется электродвигатель с самовозбуждением, динамическую остановку выполняют с помощью подключения конденсаторов. Они соединяются треугольником или звездой.

Схема приведена на нижеприведенном рисунке.

Торможение с помощью подключения конденсаторов

На выбеге остаточная энергия магнитного поля переходит в заряд конденсаторов, а затем она питает обмотку статора. Возникающий тормозной эффект останавливает механизм. Конденсаторная батарея может быть подключена постоянно или подсоединяться в момент отключения от сети. Такая схема получила название «конденсаторное торможение асинхронного двигателя».

Если необходимо быстро остановить двигатель, то после отключения от сети, замыкают контакты накоротко без гасящих резисторов. При соединении обмоток закорачиванием в них возникают большие токи. Для уменьшения токов к обмоткам подключают токоограничивающие резисторы.

На нижеприведенном рисунке представлена схема с токоограничивающими резисторами.

Схема торможения конденсаторами с токоограничивающими

Режимы торможения моторов постоянного тока

Динамическое торможение электродвигателя постоянного тока осуществляется после отключения его от сети с замыканием обмотки ротора на тормозной реостат. Выделенная электрическая энергия рассеивается на реостате.

Схемы реостатного торможения двигателя постоянного тока

На вышеприведенном рисунке представлены схемы реостатного торможения двигателя постоянного тока.

Рекуперативное торможение электрических машин

Рекуперативное торможение электродвигателя характеризуется переводом двигателя в генераторный режим. При этом вырабатываемая электроэнергия возвращается в сеть или используется для подзарядки аккумулятора.

Этот режим широко применяется в электровозах, электричках, трамваях и троллейбусах. В момент торможения, вырабатываемая электроэнергия возвращается в электрическую сеть.

Схема торможения рельсового электротранспорта

Режим рекуперативного торможения применяется для подзарядки аккумуляторов в гибридных автомобилях, электромобилях, электросамокатах, электровелосипедах.

Этот режим является наиболее экономичным и возможен при условии: если частота вращения ротора превышает частоту вращения холостого хода. Это условие выполняется, когда ЭДС электродвигателя превышает напряжение питающей сети. А ток якоря и магнитный поток меняют свое направление. Электрическая машина переходит в генераторный режим, возникает момент торможения.

схема торможения тягового двигателя а) с независимым возбуждением и стабилизирующим сопротивлением, б) с противовозбуждением возбудителя.

На рисунке представлена схема торможения тягового двигателя а) с независимым возбуждением и стабилизирующим сопротивлением, б) с противовозбуждением возбудителя.

Режим рекуперации в асинхронных электрических машинах

Режим рекуперации применяется не только в двигателях постоянного тока. Его можно применять и в асинхронных двигателях.

При этом такой режим возможен в следующих случаях:

  1. Если изменить частоту питающего напряжения при помощи частотного преобразователя. Что возможно при условии питания асинхронного электродвигателя от устройства с возможностью регулирования частоты питающей сети. Эффект торможения наступает при уменьшении частоты питающего напряжения. При этом переход в генераторный режим происходит, когда скорость вращения ротора становится больше номинальной (синхронной).
  2. Асинхронные машины, которые конструктивно имеют возможность переключения обмоток, для изменения скорости.
  3. В грузоподъёмных механизмах, где применяется силовой спуск. В них монтируется электромотор с фазным ротором. В этом случае скорость регулируется с помощью изменения величины резистора, подсоединяемого к обмоткам ротора. Магнитный поток начинает обгонять поле статора, а скольжение становится больше 1. Электромотор переходит в режим генератора, вырабатываемая электроэнергия возвращается в сеть, возникает тормозной эффект.

Комбинированный режим

Комбинированные тормозные режимы применяются в электрических машинах, если необходимо быстро остановить и зафиксировать механизм. Для этого используют механический блок торможения в комбинации с электрическим торможением. Комбинация может быть различной. Это может быть и электрическая схема с противовключением, динамическим и рекуперативным режимами.

Вот мы и рассмотрели основные способы и схемы торможения электродвигателей. Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Материалы по теме:

Электродвигатели с тормозом | Полезные статьи

Одним из важных конструктивных элементов электродвигателя является тормоз. Он позволяет обеспечить максимально быструю остановку электродвигателя, что необходимо при многих технологических процессах. Электродвигатели с тормозом устанавливаются на деревообрабатывающих и металлорежущих станках, талях и крановых установках, на упаковочных линиях, эскалаторах, лифтах и на других механизмах, требующих практически мгновенного останова за регламентированное время. 
Электродвигатели с тормозом бывают общего назначения. В маркировке таких двигателей после числа, обозначающего количество полюсов, ставится буква «Е», Некоторые агрегаты могут быть укомплектованы тормозом с ручным растормаживанием. В маркировке такой конструктивный элемент обозначается буквенно-числовым индексом «Е2». 

Задачи, выполняемые электромагнитным тормозом

Электродвигатели с электромагнитным тормозом устанавливаются на самом разном оборудовании. Тормоз призван выполнять следующие задачи:

  • остановка приводимых в движение исполнительных механизмов при их позиционировании;
  • аварийная остановка в случае угрозы выхода из строя привода;
  • аварийная остановка для обеспечения безопасного использования привода;
  • блокировка механизмов при отключении питания;
  • сокращение времени выбега привода при циклической работе.

Наиболее распространенной задачей является остановка привода на требуемое время или в определенном положении, в соответствии с технологическим процессом.
В зависимости от типа напряжения, подаваемого на катушки электромагнитов, тормоза бывают постоянного или переменного тока. Питание тормоза может быть общим или независимым, в последнем случае в маркировке рядом с буквой «Е» указывается буква «Н». 

Особенности конструкции электромагнитного тормоза и принцип действия

Электродвигатели с встроенным тормозом, вне зависимости от типа напряжения имеют одинаковую конструкцию. Конструктивно тормоз состоит из трех основных элементов:

  • электромагнит, представляющий собой стальной корпус, в котором размещена одна или несколько катушек;
  • якорь с антифрикционной поверхностью, с которой контактирует тормозной диск. Он выполняет функцию исполнительного элемента электромагнитного тормоза; 
  • тормозной диск, являющийся рабочей частью тормоза и оснащенный безасбестовыми фрикционными накладками и. Он перемещается по зубчатой втулке, которая крепится на заторможенном приводе или валу двигателя. 

 

Принцип действия

В выключенном или остановленном состоянии электродвигатель всегда является заторможенным. Это обеспечивается нажимом тарельчатых пружин на якорь, который воздействует непосредственно на тормозной диск. При этом создается рассчитанный тормозной момент, определяемый, обычно, силой прижатия накладок и их площадью. В результате вал двигателя останавливается. 
В момент подачи тока на катушку электромагнита, она генерирует магнитное поле, притягивающее к себе якорь. Он, в свою очередь, отпускает тормозной диск, и вал электродвигателя начинает вращаться. Если с задачей динамического торможения лучше всего справляются сложные электронные устройства, то для работы двигателя в режиме частых пусков остановов лучше всего использовать электромеханические тормозные устройства с ручным растормаживанием. 
На что обратить внимание при выборе электромагнитного тормоза. 
Двигатели могут комплектоваться различными по характеристикам электромагнитными тормозами. Если есть возможность выбрать параметры, то в первую очередь стоит обратить внимание на статический и динамический тормозной момент, а также на время срабатывания. Последний из этих параметров наиболее важен в момент аварийного срабатывания или для расчета тормозного пути. Также стоит поинтересоваться ресурсом тормозных накладок, особенно в том случае, если пуск и останов двигателя происходит регулярно.
 

 

 

Торможение электродвигателя | Полезные статьи

Производственные процессы, связанные с эксплуатацией оборудования, оснащенного электрическими двигателями переменного или постоянного тока, требуют периодической остановки. Однако после отключения питающего напряжения от электродвигателей, их роторы продолжают вращение по инерции и останавливаются только через определенный промежуток времени. Такая остановка электродвигателя называется свободным выбегом.

Для электродвигателей, работающих с частыми пусками-остановами, остановка способом свободного выбега не подходит. Чтобы сократить время, необходимое для полной остановки вращения ротора применяется принудительное торможение. Способы торможения электродвигателя подразделяются на механические и электрические.

Механическое торможениеМеханическое торможение с помощью электромагнитного тормоза

Остановка двигателей при таком способе торможения осуществляется благодаря специальным колодкам на тормозном шкиве. После отключения питающего напряжения тормозные колодки под воздействием пружин прижимаются к шкиву. В результате возникающего трения колодок о шкив кинетическая энергия вращающегося вала преобразуется в тепловую, что и приводит к его полной остановке. После подачи напряжения электромагнит (YB) растормаживает колодки, и эксплуатация электродвигателя продолжается в штатном режиме.

В зависимости от схемы электрического торможения, кинетическая энергия вращающегося ротора может отдаваться в сеть или на батарею конденсаторов, а также преобразовываться в тепло, которое поглощается обмотками электродвигателя или специальными реостатами.

Динамическое торможение электродвигателяДинамическое торможение электродвигателя с короткозамкнутым ротором

Эта схема остановки подходит для трехфазных электродвигателей как с которкозамкнутым, так и с фазным ротором.

Динамическое торможение электродвигателя с короткозамкнутым ротором осуществляется посредством отключения обмоток статора от питающей сети трехфазного переменного тока и переключением двух из них через систему контакторов и реле на источник выпрямленного постоянного напряжения.

 

Обмотки статора после подачи на них постоянного напряжения генерируют стационарное магнитное поле, под воздействием которого в короткозамкнутой «беличьей клетке» 

 Динамическое торможение электродвигателя с фазным ротором

вращающегося ротора начинает индуцироваться электрический ток, вызывающий появление томозного момента. Направление этого момента противоположно направлению вращения останавливающегося вала. После остановки двигателя подача постоянного напряжения на обмотки статора прекращается.

В двигателях с фазным ротором величину тормозного момента можно регулировать с помощью дополнительных сопротивлений, в качестве которых используются пусковые резисторы.

 

 

Торможение двигателя с короткозамкнутым ротором методом противовключенияТорможение противовключением

Торможение асинхронного электродвигателя методом противовключения осуществляется путем реверсирования двигателя без отключения от питающей сети.

Управление торможением выполняется реле контроля скорости. В рабочем режиме контакты реле замкнуты. После нажатия на кнопку «СТОП» (SBC) группа контакторов производит переключение двух фаз, меняя порядок их чередования. В результате этого магнитное поле статора начинает вращаться в противоположном направлении, что приводит к замедлению вращения ротора. Когда скорость вращения становится близкой к нулю, реле контроля скорости размыкает контакты и подача питающего напряжения прекращается.

Конденсаторное торможение электродвигателей

Этот способ, называемый еще торможение с самовозбуждением, применим только к электродвигателям с короткозамкнутым ротором.Конденсаторное торможение электродвигателя

После прекращения подачи питающего напряжения ротор электродвигателя продолжает вращение по инерции и генерирует в обмотках статора электрический ток, который вначале заряжает батарею конденсаторов, а после накопления номинального заряда возвращается в обмотки. Это приводит к возникновению тормозного момента, величина которого зависти от емкости конденсаторных батарей, подключенных к каждой фазе по схеме «звезда» или «треугольник». Торможение с самовозбуждением применяется на двигателях с большим числом пусков-остановов, так как величина потерь энергии в двигателях при такой схеме остановки минимальная.

Рекуперативное торможение

Рекуперативное или иначе генераторное торможение асинхронных электродвигателей на практике используется в качестве предварительного подтормаживания , а также при опускании грузов кранами всех типов или пассажирских и грузовых лифтовых кабин.

Торможение асинхронного электродвигателя в рекуперативном режиме происходит, когда номинальная частота вращения ротора превышает его синхронную частоту. Двигатель начинает генерировать электрическую энергию и отдавать ее в питающую сеть, в результате чего создается тормозящий момент. Такой способ остановки применяется для многоскоростных двигателей путем постепенного переключения с большей частоты вращения ротора на меньшую. Таким образом, в определенный момент скорость, вращающегося под воздействием инерции вала, будет больше синхронной частоты, соответствующей подключенному количеству полюсов статора. Кроме того, рекуперативная схема торможения применяется для двигателей, подключенных к преобразователям частоты. Для этого достаточно уменьшить частоту питающего напряжения.

 Динамическое торможение ДПТ независимого возбуждения
Остановка двигателей постоянного тока (ДПТ)

Торможение электродвигателей постоянного тока осуществляется противовключением и динамическим способом.

Динамическое торможение

Такая схема торможения применяется для двигателей с независимым возбуждением.


После нажатия кнопки «Стоп» (SB1) происходит отключение обмоток якоря от питающей сети и переподключение их на тормозной резистор. В обмотках якоря, вращающегося по инерции в стационарном магнитном поле, индуцируется постоянный ток, который проходя по обмоточным проводам резистора, преобразовывается в тепловую энергию.

Торможение противовключением
Метод противовключения основан на изменении полярности напряжения, подключаемого к обмоткам индуктора или якоря двигателя. Это приводит к смене полярности магнитного потока или направлению тока, индуцируемого в якоре. Таким образом, направление вращающего момента меняется на противоположное, что вызывает появление тормозящего эффекта. Скорость вращения якоря контролируется реле скорости, которое отключает питание якоря, когда она приближается к нулевой.

 

Электромагнитный тормоз | Санкт-Петербург и Москва

Установка электромагнитного тормоза дает возможность быстро останавливать инерционную нагрузку и удерживать ее в неподвижном состоянии при отключенном силовом питании двигателя, что необходимо для соблюдения требований к безопасности ряда промышленного оборудования.

Существует несколько типов тормозов:

1. С зависимым и независимым питанием.

Зависимое и независимое питание тормоза определяет тип его подключения к источнику энергии. При зависимом питании тормоз подключается к обмотке двигателя, а при независимом – к внешнему источнику питания.

2. Встраиваемые и пристраиваемые.

Конструктивная особенность двигателей с встроенным тормозом заключается в том, что за счет специальной конструкции ротора и вала, основная часть электромагнитного тормоза размещается внутри самого двигателя. Снаружи под кожухом находится только тормозной диск-вентилятор. Принцип действия тормоза основан на использовании части основного магнитного потока между статором и ротором для создания тягового усилия, растормаживающего двигатель. С этой целью ротор выполняется специальной конструкции. Основная и тормозная части ротора объединены в единое целое. Тормозной момент создается пружиной, которая прижимает тормозной диск-вентилятор с тормозными накладками к поверхности специального подшипникового щита.

Двигатели с пристроенным тормозом состоят из собственно двигателя и электромагнитного тормозного устройства, смонтированного на подшипниковом щите и валу двигателя и размещенного под защитным кожухом. Тормозное устройство состоит из электромагнита, тормозного диска, пружин и системы настройки тормозного момента. При включении двигателя на номинальное напряжение одновременно через диодный мостик включается электромагнит тормоза и двигатель растормаживается. Время замедления срабатывания тормоза при номинальном напряжении: при включении двигателя не более 0,04 сек, при отключении двигателя не более 0,2 сек.

3. С ручным растормаживанием и без него.

На электродвигатели могут устанавливаться тормоза с возможностью ручного растормаживания.

4. Статические и динамические.

В двигателях со статическим тормозом тормозной момент задается при изготовлении на заводе-изготовителе и заказчик не имеет возможности его изменить. В двигателях с динамическим тормозом тормозной момент может задаваться и изменяться заказчиком самостоятельно в ходе работы электродвигателя.

Тип тормоза определяется в зависимости от типа электродвигателя, условий его работы и требований заказчика.

Другие опции для электродвигателей

Электродвигатель с тормозом

Электроприводы промышленных установок, станочного оборудования, подъемных механизмов комплектуются двигателями значительной мощности. Движущиеся детали устройства обладают значительной инерцией, обусловленной существенной частотой вращения. Быстро остановить вал двигателя в таких условиях не представляется возможным по ряду технических причин. В результате снижается безопасность эксплуатации и нарушается технологический цикл работы оборудования. Решение этой проблемы заключается в применении электродвигателей с тормозными устройствами.

Назначение и область применения

Тормозные системы для электродвигателей различных типов предназначены для оперативного снижения частоты вращения рабочего вала вплоть до полной его остановки. Данные устройства получили широкое распространение в приводах различных промышленных механизмов, а именно:

  • Конвейерное оборудование.

  • Лифтовое хозяйство и подъемные устройства.

  • Сервоприводы в системах управления и автоматизации.

  • Станочное оборудование с циклическим рабочим циклом.

  • Транспортные средства, включая электропогрузчики, пассажирский электротранспорт.

Применение систем такого класса позволяет предотвратить выбег привода, обеспечить остановку вала в требуемом положении в механизмах, для которых важно позиционирование. Эффективная тормозная система позволяет сократить рабочий цикл оборудования, повысить быстродействие и точность работы, обеспечить безопасные условия эксплуатации.

Существующие виды тормоза на вал двигателя

На практике используют различные конструктивные исполнения тормоза на вал двигателя. Широкое применение получили системы электрического торможения, такие как:

  • Устройства динамического торможения, принцип действия которых основан на различиях магнитного поля, создаваемого переменным и постоянным током. При переключении на другой источник питания создается постоянное магнитное поле, создающее тормозной момент, направленный в сторону, противоположную направлению вращения ротора электродвигателя.

  • Системы рекуперативного торможения в основном используются на подъемном оборудовании, в лифтовом хозяйстве, электротранспорте. Принцип действия основан на использовании разницы в частоте вращения ротора и самой синхронной частоты. В таком режиме двигатель начинает отдавать электроэнергию в сеть, что приводит к снижению мощностии получению требуемого тормозного момента.

Но подобные системы не обеспечивают моментальной остановки, поэтому большее применение получили электродвигатели с электромагнитным тормозом.

Электромагнитный тормоз на электродвигатель

Конструктивно система представляет собой механизм из электромагнита, исполнительного якоря и тормозного диска, который крепится непосредственно на валу двигателя. В состоянии покоя за счет действия пружин тормозной диск жестко фиксируется, что предотвращает возможность вращения вала. При подаче управляющего направления на электромагнит происходит втягивание якоря, устраняющее давление пружин, что позволяет разблокировать тормозной диск и запустить электродвигатель.

При необходимости экстренной остановки напряжение с электромагнита снимают, что вызывает появление тормозного момента, необходимого для блокировки вала.

Особенности асинхронных двигателей с тормозом

Электроприводы, для которых важна возможность оперативной остановки, комплектуются асинхронными двигателями со встроенным электромагнитным тормозом. Такие электрические можно отличить визуальна, у них увеличен кожух в стороне, противоположной выходу рабочего вала.

В корпусе размещены все основные узлы тормозного устройства. Такая компоновка позволяет рассеивать выделяющееся в процессе торможения тепло непосредственно на тормозном диске. При этом не происходит перегрева обмоток статораи ротора, что существенно продлевает рабочий ресурс электрической машины.

На практике применяют электродвигатели с ручным и электрическим растормаживанием. Первый тип устройств позволяет освободить рабочий вал при необходимости его проворачивания, например, при техническом обслуживании.

На что обращать внимание при выборе

При выборе двигателя с электромагнитным тормозом обращайте внимание на принцип растормаживания с учетом эксплуатационных особенностей привода. Долговечность устройства будет зависеть от качества фрикционных накладок, установленных на тормозном диске. Кроме того, обязательно оцените величину создаваемого тормозного усилия, быстродействие системы. От правильности выбора зависит безопасность эксплуатации и точность работы привода промышленного оборудования.


Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о