Современные электромеханические тормоза
С появлением первых электродвигателей возникла потребность ими управлять. Сначала для этого использовали громоздкие механические тормозные конструкции, которые в последствии усовершенствовала электрика. Старый добрый соленоид до сих пор надежно тормозит в любых погодных условиях. Учитывая современный уровень развития техники, просто электрического способа торможения становится недостаточно. Возникла потребность в плавном торможении, позиционировании вала двигателя с необходимой точностью, которая все время растет, его надежной фиксации с целью удержания груза и санкционирования разгона. С этими задачами идеально справляется двигатель, оснащенный электромеханическим тормозом при наличии электронного управления.
Существует несколько типов электромеханических тормозов:
- постоянного тока, переменного тока;
- с зависимым и независимым питанием;
- исходно заторможенные (стояночные), исходно расторможенные;
- встраиваемые, пристраиваемые;
- с наклеенной тормозной колодкой и тормозной колодкой на упругом элементе;
- с ручным растормаживанием и без него.
Итак, как было сказано выше, тормоза бывают постоянного и переменного тока. Какой тип из них выбрать зависит от типа двигателя, доступного источника питания и схемы управления тормозом.
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.
Параметр “исходно заторможен/расторможен” определяет начальное состояние тормоза при обесточенной обмотке. Исходно расторможенные тормоза применяются для остановки вращающегося вала двигателя и подтормаживания с целью более точного контроля за скоростью вращения, в то время как исходно заторможенные тормоза предназначены для удержания груза (например, в приводе крана) и аварийной остановки двигателя, что позволяет значительно повысить надежность и безопасность.
Тип крепления тормозной колодки (наклеенная тормозная колодка или тормозная колодка на упругом элементе) определяется режимом работы тормоза - тормозит или растормаживает.
Все современные тормоза характеризуются следующими параметрами:
- статический тормозной момент (Нм);
- динамический тормозной момент (Нм);
- время остановки (мс);
- время отпускания (мс);
- время быстрого отпускания (мс);
- потребляемая (рассеиваемая) мощность (Вт);
- максимальная скорость ротора (об/мин);
- вес тормоза (кг);
- живучесть тормоза (время надежной эксплуатации);
- экологичность (наличие асбеста).
Современные электромеханические тормоза обеспечивают тормозной момент и время остановки в широком диапазоне необходимых значений. Все определяется приемлемыми габаритами и энергопотреблением тормоза. И вот здесь уже большую роль играет применение инновационных материалов и технических решений в конструкции тормоза (к примеру, применение износостойких материалов с большим коэффициентом трения в качестве тормозных дисков).
Охлаждение тормозов играет крайне важную роль. Во время работы тормоза (особенно мощные и имеющие циклическое, частое повторение процесса торможения) сильно нагреваются, а при нагреве ухудшаются их тормозные свойства и увеличивается износ.
Время срабатывания тормоза (время остановки, время отпускания) также играет важную роль. Это особенно актуально в быстродействующих системах, где необходимо оперативное управление регулируемым
органом.
Все тормоза рассчитаны на определенную скорость вращения ротора, при которой он будет работать, обеспечивая заявленные характеристики. При превышении допустимой скорости увеличится износ тормоза и может возникнуть опасность его разрушения.
Практически во всех современных тормозах существует возможность регулировки (точной подстройки) тормозного момента по нагрузке.
Зачастую требуется не просто остановить двигатель, а плавно понижая скорость подвести к определенной точке и в ней уже произвести окончательную остановку, либо скорректировать скорость вращения путем подтормаживания. Имеются тормоза обеспечивающие и эти функции.
Плавное торможение/отпускание осуществляется на основании аналогового выходного сигнала преобразователя частоты, пропорционального частоте вращения двигателя, управляющего электромагнитным тормозом и подачей постоянной составляющей тока в обмотку двигателя или напряжением уставки компаратора, определяющего ток в обмотке тормоза путем импульсной накачки.
В заключение стоит отметить, что наиболее гибкого управления двигателем можно добиться, используя электромеханический тормоз в составе комплектного частотного привода, предлагаемого Лабораторией Мета ЭМ.
