抱閘電機,即帶有制動器(也叫抱閘器)的電機,在裝備制造業(yè)中(帶有Z軸的設(shè)備),抱閘電機越來越得到廣泛應(yīng)用。雷賽智能結(jié)合近幾年的的抱閘電機應(yīng)用推廣經(jīng)驗,對電機用制動器的應(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,幫助客戶了解制動器,進而選擇合適的抱閘電機,保障抱閘電機及其控制電路的穩(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軸進行制動和保持。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 當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1000V以上,因此可能成為線圈破壞和開關(guān)器件的觸點燒壞的原因。因此有必要設(shè)置適當?shù)姆烹婋娐?,防止這些故障。 雷賽推薦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 優(yōu)點 A. 運行初期就可以達到100%額定扭矩,不需要磨合試運行。 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 相比永磁式制動器,自身發(fā)熱較高。 雷賽智能開環(huán)步進電機57HS22-S、86HSB85E等采用日本著名品牌電勵磁型制動器。閉環(huán)步進電機57HBM20-BZ-1000、86HBM80-BZ-1000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,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,請咨詢熱線電話400-885-5521。 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)圈為軸向安裝基準面,定子以軸承的外圈為安裝基準面。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. 優(yōu)點 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,降低噪音及電機發(fā)熱,可適用于更高轉(zhuǎn)速電機; 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 A. 供電電源存在正負極之分,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。 雷賽智能交流伺服電機ACM6004L2G-A0-B-SS、ACM6004L2G-B0-D-SS、ACM8008M2G-B1-D-SS等采用國產(chǎn)著名品牌永磁式制動器,制動器采用內(nèi)裝式,防塵防油、防水。氣隙一致性好,安裝工藝穩(wěn)定可靠,期待您的選購。 三、電勵磁型制動器和永磁式制動器對比 雷賽智能抱閘電機覆蓋步進、閉環(huán)、伺服三個系列產(chǎn)品,有豐富的選型和安裝及應(yīng)用經(jīng)驗,您可以放心選購,享受雷賽一站式全面服務(wù)。熱線電話:400-885-5521,我們期待您的來電。
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