抱閘電機(jī),即帶有制動器(也叫抱閘器)的電機(jī),在裝備制造業(yè)中(帶有Z軸的設(shè)備),抱閘電機(jī)越來越得到廣泛應(yīng)用。睿馳智能結(jié)合近幾年的的抱閘電機(jī)應(yīng)用推廣經(jīng)驗(yàn),對電機(jī)用制動器的應(yīng)用知識做較系統(tǒng)的介紹。
本文介紹了永磁式制動器和電勵磁型制動器的結(jié)構(gòu)、工作原理、應(yīng)用要求和功能特點(diǎn),幫助客戶了解制動器,進(jìn)而選擇合適的抱閘電機(jī),保障抱閘電機(jī)及其控制電路的穩(wěn)定性。
一、電勵磁型制動器的結(jié)構(gòu)和原理
1.1 電勵磁型制動器的結(jié)構(gòu)
上個世紀(jì)五十年代,Lenze公司推出了一款干式雙面失電動作型彈簧加壓電磁安全制動器,隨后產(chǎn)品風(fēng)靡了德國,其他國家競相仿制。其結(jié)構(gòu)主要由定子和轉(zhuǎn)子組成,定子里面安放有繞制好的線圈,環(huán)氧灌封處理。轉(zhuǎn)子是用特定耐摩擦的材料制作而成。轉(zhuǎn)子和定子之間的摩擦轉(zhuǎn)矩通過圓周分布的彈簧加壓,使銜鐵和平板夾住轉(zhuǎn)子,產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)矩。如下圖所示:
1.2 電勵磁型制動器的工作原理
轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子輪轂安裝在伺服電機(jī)軸上,定子或平板固定在端蓋上。在未對線圈通電的狀態(tài)下,銜鐵通過壓縮后的扭矩彈簧壓住轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子被夾在銜鐵和平板中,通過所產(chǎn)生的摩擦力對軸伺服電機(jī)軸進(jìn)行制動和保持。在這種情況下,定子與銜鐵之間保持一定的空隙。當(dāng)線圈通電時,將產(chǎn)生磁通,定子和銜鐵之間形成閉合磁路,定子克服扭矩彈簧的壓縮力而吸引銜鐵。同時轉(zhuǎn)子成為自由狀態(tài),而旋轉(zhuǎn)軸被釋放,如下圖所示。
1.3 電勵磁型制動器的安裝要求
轉(zhuǎn)子輪轂的固定
不可讓轉(zhuǎn)子輪轂接觸到電樞、定子,用內(nèi)六角螺絲固定到軸上。在對內(nèi)六角螺絲涂抹粘著劑時,請注意不可讓粘著劑留到轉(zhuǎn)子輪轂表面。
螺栓、螺絲類
在制動器安裝中使用的螺栓、螺絲類,請用粘著劑進(jìn)行防松緊固處理。
軸
請將軸的公差設(shè)定在h7級(JIS B 0401)。并且,請注意用于軸的材料硬度越高,內(nèi)六角螺絲的緊固效果就越差。
制動器安裝面的精度
請注意嵌入部位與軸的同軸度(X),制動器安裝面與軸的垂直度(Y)不可超過允許值。
1.4 電勵磁型制動器使用及環(huán)境要求
導(dǎo)線
不要用力拉伸制動器的導(dǎo)線、過于彎折或用手提起導(dǎo)線。
環(huán)境、摩擦面
干式制動器需要在摩擦面干燥的狀態(tài)下進(jìn)行使用,不要讓摩擦面沾上水或油。摩擦面沾上水或油會造成扭矩下降,干式制動器要使用防護(hù)罩。
使用環(huán)境溫度
使用環(huán)境溫度為-10℃~+40℃,超出范圍使用時應(yīng)咨詢廠商。
電源電壓
電源電壓變動過大會影響制動器性能,電源電壓允許在額定電壓的±10%范圍內(nèi)波動。
1.5 電勵磁型制動器電路保護(hù)
當(dāng)電勵磁型制動器通上直流勵磁電流,線圈內(nèi)就會蓄積能量,此時如果斷開電流,所蓄積的能量將在線圈的兩端產(chǎn)生浪涌電壓,這個浪涌電壓因斷開速度、斷開電流等因素有時可達(dá)1000V以上,因此可能成為線圈破壞和開關(guān)器件的觸點(diǎn)燒壞的原因。因此有必要設(shè)置適當(dāng)?shù)姆烹婋娐罚乐惯@些故障。
睿馳推薦24V供電剎車器并聯(lián)82V的壓敏電阻用作電流泄放。亦可在制動器電源兩端反向接一個瞬態(tài)抑制二極管。如下圖:
具備大幅抑制浪涌電壓的效果,銜鐵釋放時間滯后較少。
具備很大抑制浪涌電壓的效果,銜鐵釋放時間滯后較多,不適合高頻抱閘場合。
1.6 電勵磁型制動器的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
A. 運(yùn)行初期就可以達(dá)到100%額定扭矩,不需要磨合試運(yùn)行。
B. 使用壽命長,采用耐磨損的高抗磨材料,持久耐用。
C. 相比永磁式制動器價格便宜。
D. 相比永磁式制動器,自身發(fā)熱較高。
缺點(diǎn)
相比永磁式制動器,自身發(fā)熱較高。
睿馳智能開環(huán)步進(jìn)電機(jī)57HS22、86BYG250C等采用日本著名品牌電勵磁型制動器。閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)57BYG112B、86BYG150B等采用臺灣著名品牌電勵磁型制動器。組裝工藝經(jīng)過多年積累改進(jìn),產(chǎn)品線齊全,質(zhì)量穩(wěn)定可靠。期待您的選購。如果您需要其他型號的抱閘電機(jī),請咨詢熱線電話18958700055。
二、永磁式制動器的結(jié)構(gòu)和原理
2.1 永磁式制動器的結(jié)構(gòu)
其結(jié)構(gòu)構(gòu)成如下圖所示;主要由定子和轉(zhuǎn)子2部分組成。定子主要由定子座支架,永磁鐵,骨架,漆包線,環(huán)氧灌封膠,摩擦功能面。轉(zhuǎn)子主要由鋁襯套和銜鐵等摩擦材料組成。
2.2 永磁式制動器的工作原理
永磁剎車器轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子軸套,安裝在伺服電機(jī)軸上;轉(zhuǎn)子鋁板上安放有銜鐵;銜鐵和鋁板通過鉚接等工藝組裝一體,他們之間夾有彈簧。(此種彈簧只會軸向拉伸,不會旋轉(zhuǎn),如下圖。)定子支架里面設(shè)計(jì)有耐高溫的稀土永磁體,絕緣骨架,和繞制在骨架上的銅線包組成。
定子漆包線通上直流電后,形成的磁場和永磁體的磁場極性相反,磁路抵消,轉(zhuǎn)子銜鐵釋放開,可以自由旋轉(zhuǎn);當(dāng)定子線圈失電后,定子只剩下永磁體形成單磁路,吸合轉(zhuǎn)子銜鐵,和定子的摩擦功能面摩擦產(chǎn)生保持轉(zhuǎn)矩。
2.3永磁式制動器的安裝
由于的定子存在強(qiáng)磁性,安裝環(huán)境要求較高,不能有金屬粉塵和毛刺等粘附在摩擦面上。氣隙要自己調(diào)整,控制在允許范圍內(nèi)才能達(dá)到最好性能。安裝過程相對復(fù)雜(電勵磁型制動器氣隙出廠前已經(jīng)調(diào)好)。
安裝推薦形式為內(nèi)裝式,如上圖所示,轉(zhuǎn)子以后軸承的內(nèi)圈為軸向安裝基準(zhǔn)面,定子以軸承的外圈為安裝基準(zhǔn)面。氣隙要控制在允許范圍內(nèi),所以對軸承的徑向和軸向串動的一致性要求高。轉(zhuǎn)子安裝與定子之間的間隙需要用塞規(guī)控制氣隙,一般氣隙要求為0.2mm。
2.4 永磁式制動器的優(yōu)缺點(diǎn).
優(yōu)點(diǎn)
A. 永磁式制動器靜態(tài)保持制動和動態(tài)開始制動狀態(tài)下,均無任何滑轉(zhuǎn);
B. 能夠徹底避免彈簧加壓式制動器的“擦盤”現(xiàn)象,降低噪音及電機(jī)發(fā)熱,可適用于更高轉(zhuǎn)速電機(jī);
C. 結(jié)構(gòu)緊湊,扭力大;
響應(yīng)時間較電勵磁型制動器快;
缺點(diǎn)
A. 供電電源存在正負(fù)極之分,不能接錯,否則磁路相反不能正常工作;
B. 安裝工藝較為復(fù)雜。
C. 制造工藝復(fù)雜,價格較彈簧式剎車器要貴。
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三、電勵磁型制動器和永磁式制動器對比
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