Электродвигатели серии У2 с электромагнитным тормозом представляют собой асинхронные двигатели трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, конструктивно объединенные с тормозным устройством электромагнитного типа. Основное назначение данного исполнения – обеспечение быстрой остановки и удержания вала двигателя в неподвижном состоянии после отключения питания, а также возможность выполнения точного позиционирования. Двигатели У2 с тормозом нашли широкое применение в механизмах, где требуется сокращение времени выбега, фиксация груза или рабочего органа в заданном положении: в грузоподъемных установках, металлообрабатывающих станках, конвейерных линиях, поворотных устройствах, вентильных заслонках и другом промышленном оборудовании.
Двигатель У2 с тормозом состоит из двух основных узлов: собственно асинхронного электродвигателя и тормозной приставки (тормозного устройства), смонтированной на заднем щите двигателя со стороны противоположной выходу вала. Корпусная часть двигателя выполнена из чугуна, что обеспечивает высокую механическую прочность и улучшенное теплоотведение. Степень защиты стандартных исполнений – IP44 (защита от попадания твердых предметов размером более 1 мм и брызг воды со всех направлений), климатическое исполнение У2 или У3 для умеренного климата.
Тормозное устройство представляет собой электромагнитный колодочный или дисковый тормоз нормально-замкнутого типа. Это означает, что при отсутствии напряжения в сети тормоз находится в затянутом состоянии и удерживает вал. При подаче напряжения на двигатель одновременно подается напряжение и на катушку электромагнита тормоза. Электромагнит создает усилие, преодолевающее усилие пружин, и растормаживает двигатель, позволяя валу свободно вращаться. При отключении питания электромагнит обесточивается, пружины прижимают колодки (или дисковый пакет) к тормозному шкиву (ротору), осуществляя торможение.
Маркировка двигателей включает в себя информацию о серии, габарите, длине сердечника, числе полюсов и исполнении с тормозом. Например, обозначение ДВС У2 100L2 5.5кВт 3000об/мин ТС расшифровывается следующим образом:
Подключение двигателя с тормозом требует особого внимания. Катушка тормоза рассчитана, как правило, на переменное напряжение той же величины, что и обмотка статора двигателя (220/380В, 380/660В). Существует две основные схемы подключения:
1. Схема с одновременным включением. Напряжение на катушку тормоза подается непосредственно параллельно обмоткам двигателя через силовые контакты пускателя. При включении пускателя двигатель и тормоз получают питание одновременно. Тормоз растормаживается, двигатель начинает разгон. Недостаток схемы – при прямом пуске большой пусковой ток вызывает просадку напряжения, что может привести к недостаточному усилию электромагнита и неполному растормаживанию, вызывающему повышенный износ колодок и нагрев.
2. Схема с принудительным растормаживанием (рекомендуемая). В этой схеме используется блок управления тормозом (реле задержки времени) или специализированный контактор. При подаче команды на пуск сначала подается напряжение на катушку тормоза. После небольшой задержки (0.2-0.5 сек), необходимой для полного срабатывания электромагнита и отхода колодок, подается напряжение на обмотки двигателя. При отключении питания процесс происходит в обратном порядке: сначала отключается двигатель, и только после задержки, необходимой для его остановки выбегом, отключается тормоз. Эта схема исключает работу тормоза «внатяг» и значительно увеличивает его ресурс.
Параметры двигателя соответствуют стандартным значениям для серии У2 по мощности, току, КПД, cos φ. Ключевые характеристики, относящиеся непосредственно к тормозному устройству:
| Типоразмер двигателя | Мощность, кВт | Частота вращения, об/мин | Номинальный тормозной момент, Н·м (не менее) | Потребляемая мощность катушки тормоза, В·А |
|---|---|---|---|---|
| У2 80L2 ТС | 2.2 | 3000 | 15 | 40 |
| У2 90L2 ТС | 3.0 | 3000 | 25 | 50 |
| У2 100S2 ТС | 4.0 | 3000 | 40 | 60 |
| У2 112M2 ТС | 5.5 | 3000 | 60 | 80 |
| У2 132M2 ТС | 7.5 | 3000 | 80 | 100 |
| У2 100L4 ТС | 3.0 | 1500 | 60 | 60 |
| У2 132S4 ТС | 5.5 | 1500 | 120 | 100 |
Двигатели У2 с электромагнитным тормозом применяются в следующих областях:
При выборе двигателя необходимо учитывать:
Регламентное обслуживание двигателя с тормозом включает в себя, помимо стандартных процедур (контроль вибрации, состояния подшипников, очистка от пыли), специфические операции для тормозного узла:
Нормально-замкнутый тормоз (используется в У2) заторможен при отсутствии питания. Это безопасное исполнение, так как при аварийном отключении энергии механизм гарантированно остановится. Нормально-разомкнутый тормоз расторможен без питания и требует энергии для торможения, что применяется реже, в специфических задачах.
Да, при наличии такой возможности конструктивно. Однако это должен выполнять квалифицированный персонал с учетом соответствия нового напряжения системе управления. Несоответствие напряжения приведет к выходу катушки из строя или некорректной работе тормоза.
Возможные причины: отсутствие напряжения на катушке тормоза (обрыв цепи, неисправность контактора или блока управления), механическое заедание якоря электромагнита или колодок, чрезмерный износ колодок, приводящий к увеличению хода якоря сверх допустимого, межвитковое замыкание или обрыв в катушке. Необходима поэтапная проверка электрической цепи и механической части.
Нагрев корпуса тормоза в пределах 60-80°C – нормальное явление из-за потерь в катушке и трения в механизме. Сильный перегрев может быть вызван постоянным подтормаживанием из-за неполного отхода колодок (недостаточное напряжение на катушке, заедание), изношенными колодками, неправильной регулировкой зазора или слишком частыми циклами пуск-стоп в тяжелом режиме.
Регулировка осуществляется с помощью регулировочных болтов после ослабления контргаек. Необходимо выставить равномерный зазор между каждой колодкой и тормозным шкивом согласно данным паспорта (например, 0.5 мм). Проверка осуществляется щупом. После регулировки при подаче напряжения должен быть слышен четкий отход якоря без заеданий.
Да, но с оговорками. Необходимо выбирать двигатель с тормозом, рассчитанный на такой режим. Частые пуски приводят к повышенному нагреву катушки тормоза и ускоренному износу фрикционных накладок. Рекомендуется применение схемы с принудительным растормаживанием и увеличение периодичности технического обслуживания.
Электродвигатели серии У2 с электромагнитным тормозом являются надежным и проверенным решением для задач, требующих быстрой остановки и фиксации исполнительного механизма. Их успешная эксплуатация зависит от правильного выбора по моменту инерции и тормозному моменту, грамотного подключения по рекомендуемой схеме с задержкой, а также от регулярного технического обслуживания тормозного узла. Понимание принципа работы, конструкции и особенностей настройки позволяет максимально эффективно и долговечно использовать данные электродвигатели в различных отраслях промышленности.