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永磁式制动器和电励磁型制动器概述

  • 关键词:永磁式制动器,电励磁型制动器,制动器
  • 摘要:本文介绍了永磁式制动器和电励磁型制动器的结构、工作原理、应用要求和功能特点,帮助客户了解制动器,进而选择合适的抱闸电机,保障抱闸电机及其控制电路的稳定性。

抱闸电机,即带有制动器(也叫抱闸器)的电机,在装备制造业中(带有Z轴的设备),抱闸电机越来越得到广泛应用。雷赛智能结合近几年的的抱闸电机应用推广经验,对电机用制动器的应用知识做较系统的介绍。


本文介绍了永磁式制动器和电励磁型制动器的结构、工作原理、应用要求和功能特点,帮助客户了解制动器,进而选择合适的抱闸电机,保障抱闸电机及其控制电路的稳定性。


一、电励磁型制动器的结构和原理


1.1 电励磁型制动器的结构

上个世纪五十年代,Lenze公司推出了一款干式双面失电动作型弹簧加压电磁安全制动器,随后产品风靡了德国,其他国家竞相仿制。其结构主要由定子和转子组成,定子里面安放有绕制好的线圈,环氧灌封处理。转子是用特定耐摩擦的材料制作而成。转子和定子之间的摩擦转矩通过圆周分布的弹簧加压,使衔铁和平板夹住转子,产生摩擦转矩。如下图所示:



结构组成图


           

1.2 电励磁型制动器的工作原理

转子通过转子轮毂安装在伺服电机轴上,定子或平板固定在端盖上。在未对线圈通电的状态下,衔铁通过压缩后的扭矩弹簧压住转子,转子被夹在衔铁和平板中,通过所产生的摩擦力对轴伺服电机轴进行制动和保持。在这种情况下,定子与衔铁之间保持一定的空隙。当线圈通电时,将产生磁通,定子和衔铁之间形成闭合磁路,定子克服扭矩弹簧的压缩力而吸引衔铁。同时转子成为自由状态,而旋转轴被释放,如下图所示。




1.3 电励磁型制动器的安装要求

  • 转子轮毂的固定

不可让转子轮毂接触到电枢、定子,用内六角螺丝固定到轴上。在对内六角螺丝涂抹粘着剂时,请注意不可让粘着剂留到转子轮毂表面。


  • 螺栓、螺丝类

在制动器安装中使用的螺栓、螺丝类,请用粘着剂进行防松紧固处理。


请将轴的公差设定在h7级(JIS B 0401)。并且,请注意用于轴的材料硬度越高,内六角螺丝的紧固效果就越差。


  • 制动器安装面的精度

请注意嵌入部位与轴的同轴度(X),制动器安装面与轴的垂直度(Y)不可超过允许值。




1.4 电励磁型制动器使用及环境要求

  • 导线

不要用力拉伸制动器的导线、过于弯折或用手提起导线。


  • 环境、摩擦面

干式制动器需要在摩擦面干燥的状态下进行使用,不要让摩擦面沾上水或油。摩擦面沾上水或油会造成扭矩下降,干式制动器要使用防护罩。


  • 使用环境温度

使用环境温度为-10℃~+40℃,超出范围使用时应咨询厂商。


  • 电源电压

电源电压变动过大会影响制动器性能,电源电压允许在额定电压的±10%范围内波动。



1.5 电励磁型制动器电路保护

当电励磁型制动器通上直流励磁电流,线圈内就会蓄积能量,此时如果断开电流,所蓄积的能量将在线圈的两端产生浪涌电压,这个浪涌电压因断开速度、断开电流等因素有时可达1000V以上,因此可能成为线圈破坏和开关器件的触点烧坏的原因。因此有必要设置适当的放电电路,防止这些故障。


雷赛推荐24V供电刹车器并联82V的压敏电阻用作电流泄放。亦可在制动器电源两端反向接一个瞬态抑制二极管。如下图:

具备大幅抑制浪涌电压的效果,衔铁释放时间滞后较少。


具备很大抑制浪涌电压的效果,衔铁释放时间滞后较多,不适合高频抱闸场合。



1.6 电励磁型制动器的优缺点

  • 优点

A. 运行初期就可以达到100%额定扭矩,不需要磨合试运行。

B. 使用寿命长,采用耐磨损的高抗磨材料,持久耐用。

C. 相比永磁式制动器价格便宜。

D. 相比永磁式制动器,自身发热较高。


  • 缺点

相比永磁式制动器,自身发热较高。


雷赛智能开环步进电机57HS22-S、86HSB85E等采用日本著名品牌电励磁型制动器。闭环步进电机57HBM20-BZ-1000、86HBM80-BZ-1000等采用台湾著名品牌电励磁型制动器。组装工艺经过多年积累改进,产品线齐全,质量稳定可靠。期待您的选购。如果您需要其他型号的抱闸电机,请咨询热线电话400-885-5521。


二、永磁式制动器的结构和原理

2.1 永磁式制动器的结构

其结构构成如下图所示;主要由定子和转子2部分组成。定子主要由定子座支架,永磁铁,骨架,漆包线,环氧灌封胶,摩擦功能面。转子主要由铝衬套和衔铁等摩擦材料组成。



2.2 永磁式制动器的工作原理

永磁刹车器转子通过转子轴套,安装在伺服电机轴上;转子铝板上安放有衔铁;衔铁和铝板通过铆接等工艺组装一体,他们之间夹有弹簧。(此种弹簧只会轴向拉伸,不会旋转,如下图。)定子支架里面设计有耐高温的稀土永磁体,绝缘骨架,和绕制在骨架上的铜线包组成。


定子漆包线通上直流电后,形成的磁场和永磁体的磁场极性相反,磁路抵消,转子衔铁释放开,可以自由旋转;当定子线圈失电后,定子只剩下永磁体形成单磁路,吸合转子衔铁,和定子的摩擦功能面摩擦产生保持转矩。




2.3永磁式制动器的安装

由于的定子存在强磁性,安装环境要求较高,不能有金属粉尘和毛刺等粘附在摩擦面上。气隙要自己调整,控制在允许范围内才能达到最好性能。安装过程相对复杂(电励磁型制动器气隙出厂前已经调好)。


安装推荐形式为内装式,如上图所示,转子以后轴承的内圈为轴向安装基准面,定子以轴承的外圈为安装基准面。气隙要控制在允许范围内,所以对轴承的径向和轴向串动的一致性要求高。转子安装与定子之间的间隙需要用塞规控制气隙,一般气隙要求为0.2mm。


2.4 永磁式制动器的优缺点.

  • 优点

A. 永磁式制动器静态保持制动和动态开始制动状态下,均无任何滑转;

B. 能够彻底避免弹簧加压式制动器的“擦盘”现象,降低噪音及电机发热,可适用于更高转速电机;

C. 结构紧凑,扭力大;

响应时间较电励磁型制动器快;


  • 缺点

A. 供电电源存在正负极之分,不能接错,否则磁路相反不能正常工作;

B. 安装工艺较为复杂。

C. 制造工艺复杂,价格较弹簧式刹车器要贵。


雷赛智能交流伺服电机ACM6004L2G-A0-B-SS、ACM6004L2G-B0-D-SS、ACM8008M2G-B1-D-SS等采用国产著名品牌永磁式制动器,制动器采用内装式,防尘防油、防水。气隙一致性好,安装工艺稳定可靠,期待您的选购。


三、电励磁型制动器和永磁式制动器对比


雷赛智能抱闸电机覆盖步进、闭环、伺服三个系列产品,有丰富的选型和安装及应用经验,您可以放心选购,享受雷赛一站式全面服务。热线电话:400-885-5521,我们期待您的来电。


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发布时间:2017年9月7日 16:18  人气:   审核编辑(王静)
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