8 min | Oriunde sunt utilizate motoarele electrice, franele electromagnetice (electromecanice) nu sunt de obicei departe. Aplicatiile motoarelor electrice cu frana variaza de la scaune cu rotile electrice si unitati de pozitionare la sisteme automate de stocare si transportoare. In acest articol vom intra in detalii pentru a va aduce cele mai bune sfaturi pentru selectarea motoarelor electrice cu frana.
Franele electromagnetice se impart in doua categorii principale pe baza metodei lor de actionare – set electric si set arc. In franele reglate electric, o bobina magnetica asigura actionarea sau forta „setata”, astfel incat puterea trebuie furnizata continuu pentru a asigura cuplul franei. Dupa cum sugereaza si numele, arcurile asigura forta de actionare in franele cu arc, astfel incat frana aplica cuplu de fiecare data cand se deconecteaza puterea.
Franele cu arcuri sunt potrivite pentru majoritatea cerintelor si sunt utilizate in mod traditional pentru aplicatii rapide de oprire si mentinere. Acestea sunt folosite din ce in ce mai mult ca frane de siguranta la actionarea invertorului sau a actionarilor vectoriale in care actionarea controleaza viteza, iar frana cu arc asigura o sarcina stationara. O alta aplicatie in crestere pentru franele cu arc este la masinile exportate reglementate de standardele europene de siguranta.
Franele cuplate electric sunt, in general, selectate pentru aplicatii cu ciclism ridicat si sunt adesea combinate cu un ambreiaj. Aceste frane pot fi, de asemenea, potrivite pentru aplicatii cu eliberare moale sau cu cuplare moale.
Majoritatea inginerilor selecteaza o frana pe baza aplicatiei si apoi apeleaza la calculele de dimensionare pentru a finaliza proiectarea. Iata o privire asupra catorva factori care trebuie luati in considerare.
Rata ciclului descrie cat de des este utilizata o frana. Deoarece frictiunea franei genereaza caldura, ratele ciclului afecteaza dimensionarea si selectia termica. Structura fizica si materialele de constructie afecteaza eficienta cu care o frana stocheaza si transfera caldura in mediu. Cereri precum jogging-ul, testarea repetata a sarcinii, opririle de urgenta sau temperaturile extreme pot afecta, de asemenea, dimensiunea franei. Pentru ciclism rapid, un ambreiaj sau o frana de ambreiaj este o alternativa buna de proiectare si poate fi folosit ocazional cu un control de supraexcitatie.
Conditiile de mediu precum caldura, frigul si umezeala pot insemna moartea rapida a franei. Din fericire, un „indice de protectie” (IP) sau o evaluare NEMA IEC poate elimina unele dintre specificatii atunci cand frana trebuie sa functioneze in medii mai putin ideale. Multe variante ale franelor standard sunt disponibile pentru a satisface nevoile specifice, cum ar fi cele cu incalzitoare de spatiu incorporate, izolatia bobinei, incapsularea bobinelor, materiale alternative precum otelul inoxidabil sau alama, vopselele epoxidice si materialele speciale pentru garnituri.
Consideratiile privind alimentarea cu energie afecteaza, de asemenea, selectia franei, incepand cu puterea disponibila unde va fi instalata frana. Lungimea si dimensionarea rularilor liniei electrice pot duce la suficienta cadere a liniei si variatie de tensiune pentru a afecta functionarea unei frane. La randul sau, frana poate afecta echipamentele sensibile care au o sursa de alimentare comuna.
Franele cu o bobina care pot fi schimbate la fata locului de catre personalul de intretinere ofera o mai mare flexibilitate de proiectare si reduc stocurile de piese.
Desi franele sunt in general furnizate cu motoare, cablarea unei frane prin motor creste timpul de reactie. Cablarea la un releu dedicat separa frana electric si accelereaza functionarea. Pe de alta parte, cablajul adecvat si un circuit de temporizare impiedica o oprire prea rapida. Luati in considerare aceasta optiune in aplicatiile cu motor de revizie sau incarcare ridicata.
Montarea franelor pe arborele de mare viteza, inaintea unui reductor de viteza, este in general recomandata de producatorii de frane. Montarea pe arborele cu viteza redusa creste cuplul de franare necesar, ceea ce inseamna de obicei o frana mai mare si mai costisitoare. De asemenea, retineti ca o frana nu este decat o componenta a unui sistem. Cuplul excesiv de frana, aplicat dinamic, poate dezgoli sau supraincalzi o cutie de viteze, poate provoca defectarea torsiunii unui arbore si poate introduce sarcini de soc. Sistemele care necesita redundanta pot utiliza frane cu etrier, aer, sabot sau ulei langa sarcina, in parteneriat cu frana de frecare mai mica montata pe motor.
Spatiul si accesibilitatea sunt alti factori de selectie. Multe frane sunt proiectate pentru a se potrivi cu registrul C-face al unui motor electric. Un pachet ideal este o frana cu cuplare stransa, montata de producatorul motorului si vanduta ca pachet. Alternativ, franele pot fi in pozitie libera, montate pe arbore sau cuplate la capatul motorului sau cu un arbore paralel de mare viteza.
Zgomotul este o alta preocupare, avand in vedere ca utilajele care opereaza in imediata apropiere a lucratorilor trebuie sa respecte legile si reglementari nationale si europene. Mai multe metode pot reduce zgomotul de frana.
Dupa determinarea tipului general de frana pentru un sistem, dimensiunile pentru o performanta optima si o durata lunga de viata sunt urmatoarele pe ordinea de zi. In general, producatorii maresc franele pe baza ecuatiei de transmisie a puterii:
T = 5,252PFs ⁄ Nb
Aceasta metoda ofera un mijloc rapid de dimensionare a franelor pentru aplicatii standard. Multe cataloage ofera, de asemenea, diagrame rapide de dimensionare care iau in considerare factorul de serviciu F care poate varia in functie de producator si de proiectarea franei.
Pentru motoare supradimensionate sau cerinte unice de performanta, dimensionati frana in functie de factori precum inertia sau timpul de oprire. Urmatoarele calcule sunt adecvate acolo unde exista o inertie ridicata, in aplicatii critice, precum si pentru multe conditii de incarcare de revizie care necesita atat oprirea, cat si cuplul de mentinere.
Inertia reflectata in aplicatiile liniare este determinata cu formula: Wkl2 = W (V ⁄ 2πNb) 2.
Pentru aplicatiile rotative, inertia reflectata este folosita formula: Wkr2 = Wk2 (N ⁄ Nb) 2.
Cuplul dinamic este calculat folosind formula: Td = Wk2N ⁄ 308t
Sfaturi pentru selectarea motoarelor electrice cu frana – Tipuri de frane electromagnetice
Exista multe tipuri de frane electromagnetice (dinte, disc multiplu, histerezis, particule magnetice). Cea mai utilizata versiune este designul cu o singura fata. Franele electromagnetice functioneaza electric, dar transmit cuplul mecanic. Acesta este motivul pentru care erau denumite ambreiaje si frane electromecanice.
De cand franele electromagnetice au inceput sa devina populare, varietatea aplicatiilor si a modelelor de frana a crescut dramatic, dar functionarea de baza a franei electromagnetice cu fata unica ramane aceeasi.
Ganditi-va la carcasa bobinei ca la un magnet de potcoava care are un pol nord si sud. Daca o bucata de fier a contactat ambii poli, se creeaza un circuit magnetic. Cand se aplica puterea, se creeaza un camp magnetic, acest camp (flux) depaseste spatiul de aer dintre camp si armatura. Aceasta atractie magnetica trage armatura in contact cu fata campului de frana. Frictiunea si puterea campului magnetic sunt cele care determina oprirea miscarii de rotatie. Aproape tot cuplul provine din atractia magnetica si coeficientul de frecare dintre otelul armaturii si otelul rotorului sau campului de frana. Dar pentru multe ambreiaje industriale sau frane, materialul de frecare este utilizat intre poli. Materialul este utilizat in principal pentru a ajuta la scaderea ratei de uzura. Dar diferite tipuri de materiale pot fi folosite si pentru a modifica coeficientul de frecare pentru aplicatii speciale. De exemplu, daca frana trebuia sa aiba un timp prelungit pentru oprire sau timp de alunecare, poate fi utilizat un material cu coeficient scazut. Dimpotriva, daca frana trebuia sa aiba un cuplu usor mai mare, ar putea fi utilizat un material de frecare cu un coeficient ridicat.
Sarma magnetica din cupru (uneori din aluminiu) utilizata pentru a crea bobina care este tinuta in coaja fie de o bobina, fie de un epoxidic / adeziv. Pentru majoritatea franelor industriale, materialul de frecare este apoi plasat peste bobina si este fixat intre polul interior si exterior. Materialul de frecare este la acelasi nivel cu suprafata franei, deoarece doriti sa aveti contact metal-metal intre carcasa bobinei si armatura. (Unii oameni privesc din greseala franele electromagnetice si presupun ca sunt deja uzate, deoarece materialul de frecare este la culoare, dar nu este cazul.)
Intr-o frana, exista doar trei parti principale; camp, armatura si butuc (care este intrarea pe o frana). De obicei, campul magnetic este insurubat pana la ceva solid (sau are un brat de cuplu). Deci, atunci cand armatura este atrasa de camp, cuplul de oprire este transferat in carcasa campului, decelerand sarcina. Acest lucru se poate intampla foarte repede. Dar timpul de franare pentru oprire poate fi controlat de cantitatea de tensiune / curent aplicata campului.
Proconsil Grup ofera consultanta gratuita pre si post vanzare astfel incat sa alegeti cea mai potrivita optiune pentru nevoile dumneavoastra.
Ne puteti contacta la numarul de telefon 0725 535 013 ori adresa de e-mail office@motoreductoare.ro