Где применяются тормозные электродвигатели и когда обычного двигателя недостаточно

Тормозной двигатель нужен не в каждом приводе. Во многих механизмах после отключения допустим плавный выбег, а удерживать вал в заданном положении не требуется. Установка тормоза в такой ситуации только усложнит конструкцию и обслуживание.

Другое дело — оборудование, в котором движение должно прекращаться быстро, в определённой точке и без самопроизвольного смещения. Здесь асинхронный двигатель с тормозом становится рабочей частью технологического процесса.

Конвейеры с точной остановкой

Обычный ленточный конвейер после отключения может пройти по инерции ещё некоторое расстояние. Чем выше скорость ленты и тяжелее перемещаемый груз, тем заметнее выбег.

Для непрерывной транспортировки это иногда несущественно. Но на линии фасовки, сортировки или сборки продукт должен останавливаться напротив датчика, дозатора, захвата либо оператора. Ошибка даже в несколько сантиметров нарушает весь цикл.

Электродвигатель с электромагнитным тормозом фиксирует привод после снятия команды. Лента не продолжает медленно ползти, а следующая операция запускается из предсказуемого положения.

При этом нельзя просто поставить максимально мощный тормоз. Слишком резкая остановка способна вызвать проскальзывание груза, рывок ремня и удар по редуктору. Время торможения должно соответствовать механике конвейера.

Металлообрабатывающие и деревообрабатывающие станки

В станочном оборудовании тормозной двигатель применяют там, где после отключения необходимо быстро остановить шпиндель, подачу, поворотный стол или вспомогательный механизм.

Оператору не приходится ждать, пока вращающиеся детали потеряют скорость естественным образом. Сокращается пауза между операциями. Повышается управляемость.

Но тормоз не заменяет защитные ограждения, блокировки и штатную систему аварийного останова. Он является исполнительным элементом привода, а не самостоятельной системой безопасности.

Для небольшого станочного механизма может подойти лаповое исполнение, например электродвигатель с тормозом 1,5 кВт и 1500 об/мин IM1081. Он устанавливается на основание и соединяется с механизмом муфтой, ремённой передачей или через отдельный редуктор.

Упаковочные и фасовочные машины

Упаковочное оборудование работает короткими повторяющимися циклами. Плёнка протягивается на заданную длину. Пакет подводится под сварочные губки. Тара перемещается к дозатору. Затем привод должен остановиться.

Быстро. И каждый раз одинаково.

Даже небольшой выбег постепенно приводит к смещению рисунка на упаковке, неточному резу или неправильному положению продукта. Электромагнитный тормоз уменьшает зависимость остановки от трения в редукторе и изменяющейся массы механизма.

Однако точность системы определяется не одним тормозом. Датчики, контроллер, частотный преобразователь и механические люфты также влияют на итоговое положение. Тормоз лишь надёжно фиксирует вал после завершения движения.

Подъёмные и вертикальные механизмы

В горизонтальном приводе после отключения нагрузка обычно останавливается вместе с механизмом. В вертикальном она может начать двигаться под действием собственного веса.

Здесь тормоз выполняет удерживающую функцию. При исчезновении питания пружины замыкают фрикционный узел и препятствуют самопроизвольному вращению вала.

Но использовать любой общепромышленный тормозной двигатель для подъёма груза нельзя. Необходимо проверить назначение оборудования, требуемый запас тормозного момента, допустимую инерцию, режим аварийной остановки и требования безопасности конкретной машины.

Особенно важна логика запуска. Сначала двигатель должен создать достаточный момент, и только затем тормоз может быть полностью освобождён. Иначе груз успеет кратковременно сместиться вниз.

Позиционирующие каретки и поворотные платформы

Каретка может двигаться медленно, но иметь большую массу. Поворотный стол может вращаться на невысокой скорости, однако после остановки на него продолжает действовать внешний момент.

В таких механизмах электродвигатель со встроенным тормозом нужен не столько для сокращения времени остановки, сколько для сохранения положения. После завершения перемещения привод фиксируется, и двигатель не обязан постоянно создавать удерживающий момент.

Это уменьшает нагрев обмоток.

Для более тяжёлого тихоходного привода можно рассматривать тормозной электродвигатель 7,5 кВт и 1000 об/мин в комбинированном исполнении. Фланец обеспечивает центрирование относительно механизма, а лапы позволяют дополнительно закрепить корпус на раме.

Автоматические ворота, заслонки и технологические затворы

После достижения крайнего положения привод заслонки или ворот должен остановиться и сохранить заданное состояние. Если механизм склонен к обратному ходу, одного отключения питания недостаточно.

Тормоз блокирует вал. При этом он не должен компенсировать неправильно подобранный редуктор, заедание направляющих или неисправный конечный выключатель. В нормальной конструкции каждый элемент выполняет собственную функцию.

Для наружного оборудования отдельно проверяют степень защиты, температуру эксплуатации и защиту тормозного узла от влаги. Стандартное общепромышленное исполнение нельзя автоматически переносить в агрессивную или открытую среду.

Когда тормозной двигатель не нужен

Применение тормоза не даёт заметного преимущества, если механизм работает непрерывно, выбег не влияет на технологию, а вал не требуется удерживать после отключения. Типичные примеры — часть вентиляционных установок, насосов и простых циркуляционных приводов.

Более того, частое резкое торможение высокоинерционного вентилятора может создавать лишние нагрузки. В таком случае разумнее позволить рабочему колесу остановиться естественно или использовать управляемое замедление.

Не нужен встроенный тормоз и тогда, когда оборудование уже оснащено отдельной рабочей тормозной системой, рассчитанной на конкретный механизм. Дублирование усложняет управление и может привести к одновременному срабатыванию двух тормозов.

Как понять, что привод требует тормоза

На практике достаточно ответить на три вопроса:

1. Допустимо ли движение механизма после отключения питания?

2. Может ли неподвижная нагрузка самопроизвольно привести вал во вращение?

3. Требуется ли повторяемая остановка в определённом положении?

Хотя бы один положительный ответ — повод рассмотреть тормозной электродвигатель. Но окончательный выбор всё равно выполняют по расчёту.

Для тяжёлых тихоходных механизмов выпускаются и крупные исполнения, например двигатель с тормозом мощностью 30 кВт и скоростью 750 об/мин. Такой привод относится к совершенно другому диапазону нагрузок, чем компактные модели на 0,37–1,5 кВт, поэтому прямое сравнение только по цене или внешнему размеру бессмысленно.

Тормозной двигатель выбирают под задачу. Не наоборот.