Электродвигатели с тормозом
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.
Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ ® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту zakaz@cable.ru с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.
Тормозные системы электродвигателей
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.
Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ ® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту zakaz@cable.ru с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.
Торможение электродвигателя
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 торможение
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 электродвигателя
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»
вращающегося ротора начинает индуцироваться электрический ток, вызывающий появление тормозного 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 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.
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.
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.
Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ ® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту zakaz@cable.ru с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.
Как устроен электромагнитный тормоз двигателя
Двигатели с электромагнитными тормозными системами широко используются в подъёмных устройствах, станочном и конвейерном оборудовании, электротранспорте и проч.
Электромагнитный тормоз позволяет быстро остановить электрический двигатель. Это необходимо для повышения быстродействия и точности работы механизма, который приводится в движение, а также для обеспечения безопасных условий работы.
Устройство электромагнитного тормоза
Наиболее распространёнными являются дисковые тормозные системы. Такое устройство позволяет осуществлять точное позиционирование приводимого механизма и удерживать его в заданном положении длительное время, т.е. система выполняет функции стояночного тормоза.
Составными частями электромагнитного (электромеханического) тормоза являются:
- электромагнит
- якорь
- тормозной диск
- прижимные пружины
Тормозной диск установлен на подвижном валу двигателя и имеет фрикционные накладки. Электромагнит и якорь крепятся к неподвижному корпусу. Якорь, на который давит прижимная тарельчатая пружина, выступает исполнительным элементом системы. При отсутствии питания он прижат к тормозному диску, благодаря чему обеспечивается фиксация вала. При подаче питания якорь притягивается электромагнитом, преодолевая воздействие пружины – происходит растормаживание вала.
При проведении работ по техническому обслуживанию приводимого механизма может потребоваться временное отключение тормоза. Для этого в конструкции тормозной системы нередко предусматривается функция ручного растормаживания.
В электромагните могут использоваться катушки переменного или постоянного тока. Как правило, тип катушек выбирается в зависимости от тока, питающего электродвигатель. Это позволяет отключать тормоз с одновременной подачей напряжения на двигатель.
Для проведения наладки в конструкции электромеханического тормоза имеется устройство, которое воздействует на пружину и регулирует прижимной момент. В свою очередь, тормозной момент будет зависеть от силы прижатия пружины и площади фрикционных накладок на тормозном диске.
Особенности характеристик тормозного устройства
Различают динамический и статический тормозной момент. Статический момент представляет собой максимально возможное воздействие на тормоз двигателя, которое он может выдержать. Динамический тормозной момент — это величина момента, с которым будет осуществляться торможение двигателя.
Одной из наиболее важных характеристик тормозного устройства является время срабатывания. Время срабатывания и тормозной момент в обязательном порядке учитываются при выборе тормоза.
Заключение
При длительном использовании эффективность работы тормозного устройства может снизиться по причине износа фрикционных накладок. Поэтому, как и любой другой механизм, тормоз электродвигателя требует периодического технического обслуживания и наладки.