Покупатель часто начинает подбор с мощности: нужен электродвигатель с тормозом на 1,5, 4 или 7,5 кВт. Это логично, но недостаточно.
Мощность показывает возможности двигателя в определённом режиме. Она не определяет скорость остановки, допустимое число включений и способность тормоза удерживать механизм. Два привода с одинаковыми киловаттами могут предъявлять к тормозному узлу совершенно разные требования.
Поэтому подбор начинается с рабочего цикла.
Шаг первый: определить назначение тормоза
Тормоз может выполнять одну или сразу несколько функций:
останавливать вал после каждого рабочего перемещения;
удерживать механизм в паузах;
предотвращать движение при исчезновении питания;
участвовать в аварийной остановке;
фиксировать точное положение рабочего органа.
Для удержания важен статический момент. Для частых остановок — энергия, которую тормоз способен рассеять без перегрева. Для аварийного режима дополнительно проверяется наихудший вариант: максимальная скорость, полная нагрузка и возможное отсутствие предварительного замедления.
Смешивать эти задачи нельзя. Тормоз, уверенно удерживающий неподвижный вал, не обязательно выдержит интенсивные остановки большой инерции.
Шаг второй: рассчитать момент на валу
Номинальный момент двигателя можно приблизительно определить по мощности и частоте вращения:
М = 9550 × P / n,
где P — мощность в киловаттах, n — частота вращения в оборотах в минуту.
Например, двигатель мощностью 1,5 кВт при скорости 3000 об/мин развивает около 4,8 Н·м. При той же мощности и 750 об/мин номинальный момент будет уже примерно 19 Н·м.
Разница четырёхкратная.
Поэтому запрос «электродвигатель с тормозом 1,5 кВт» ещё не описывает привод. Нужно знать обороты, передаточное отношение и момент нагрузки.
Для скоростного механизма можно рассмотреть тормозной электродвигатель 1,5 кВт на 3000 об/мин. Для тихоходной передачи потребуется другая модель и другой габарит, даже при близкой мощности.
Шаг третий: учесть инерцию
Во время торможения останавливается не один ротор. Вместе с ним замедляются муфта, шкивы, зубчатые колёса, барабаны, рабочий инструмент и перемещаемый груз.
Чем выше суммарный момент инерции и скорость, тем больше энергии должен поглотить тормоз. Особенно быстро нагрузка растёт с увеличением оборотов, потому что кинетическая энергия зависит от квадрата угловой скорости.
Именно здесь часто возникает ошибка. Тормоз выбирают с большим удерживающим моментом, но не проверяют допустимую работу за одно срабатывание. В результате механизм останавливается, однако фрикционный диск перегревается и быстро изнашивается.
Для редукторного привода инерцию рабочего механизма приводят к валу двигателя с учётом передаточного отношения. Выполнять оценку «на глаз» опасно.
Шаг четвёртый: разобрать цикл работы
Для тормозных электродвигателей важна не только продолжительность вращения, но и количество пусков и остановок. Один запуск утром и непрерывная работа в течение смены — это один режим. Десять коротких перемещений в минуту — совсем другой.
Многие исполнения рассчитаны на повторно-кратковременную работу S4. Цикл включает пуск, движение под нагрузкой, торможение и паузу. Обозначение ПВ40% означает, что двигатель находится под нагрузкой определённую долю расчётного цикла, но само по себе не сообщает допустимое число включений.
Нужно знать:
продолжительность одного цикла;
время разгона и торможения;
число пусков в час;
момент сопротивления;
инерцию механизма;
температуру и условия охлаждения.
На странице конкретных тормозных моделей указываются S4 и ПВ40%, а также стандартное исполнение IP54 и возможность комплектации ручным растормаживанием. Эти характеристики нужно сверять с фактическим режимом оборудования, а не переносить автоматически на любой привод.
Шаг пятый: выбрать напряжение двигателя и тормоза
Запросы «электродвигатель с тормозом 220 В» и «двигатель с тормозом 380 В» часто не разделяют питание двигателя и питание тормозной катушки.
Это разные цепи.
Трёхфазный двигатель может подключаться к сети 380 В, а тормоз получать постоянное напряжение через выпрямитель. Возможны и другие комбинации. Поэтому перед заказом необходимо уточнить не только напряжение на шильдике электродвигателя, но и напряжение катушки, тип выпрямителя и место его установки.
Особенно внимательно проверяют замену импортного двигателя. Новый мотор может полностью совпасть по мощности и монтажу, но иметь другой тормозной выпрямитель. Простое подключение проводов по цвету в таком случае недопустимо.
Шаг шестой: согласовать работу с частотным преобразователем
Частотный преобразователь способен плавно остановить двигатель, используя управляемое снижение частоты. Но после завершения замедления вал всё равно может потребоваться зафиксировать.
Тогда преобразователь отвечает за динамику, а электромагнитный тормоз — за удержание.
Хорошая последовательность выглядит так: контроллер даёт команду на растормаживание, ждёт раскрытия тормоза, разрешает разгон, затем при остановке снижает скорость и замыкает тормоз только после уменьшения момента и оборотов. Такая схема заметно снижает износ фрикционной накладки.
Катушку тормоза при этом не питают непосредственно от изменяемого выхода преобразователя. Используется отдельная цепь и управляющий сигнал.
Шаг седьмой: проверить запас тормозного момента
Чем больше тормозной момент, тем быстрее может остановиться механизм. Но чрезмерный запас не всегда полезен.
Слишком резкое торможение вызывает удары в редукторе, муфте и креплениях. Продукт на конвейере смещается. Ремень проскальзывает. В длинной кинематической цепи выбираются люфты, и нагрузка получает удар.
Тормоз должен быть достаточным. Не максимальным.
Для удержания вертикального механизма запас назначают с учётом назначения оборудования и требований безопасности. Для горизонтальной каретки можно выбрать более плавное торможение, если точность остановки сохраняется.
Какие данные нужны для точного подбора
До покупки тормозного электродвигателя следует собрать мощность и обороты старого двигателя, способ монтажа, напряжение сети, тормозной момент, массу нагрузки, передаточное отношение, число включений и требуемое время остановки.
Полезны фотографии шильдика и присоединения к механизму. Ещё лучше — размерный чертёж.
Для тихоходного привода можно рассматривать, например, электродвигатель с тормозом 2,2 кВт и 750 об/мин. Его нельзя считать аналогом скоростной модели той же мощности без пересчёта момента и передачи: различаются обороты, габарит и характер нагрузки на рабочий механизм.
Правильный подбор не начинается с цены. Он начинается с цикла.
Комментарии
Авторизуйтесь, чтобы оставить свой комментарий