Elektromagnetisk broms
Elektromagnetiska bromsar (även kallade elektromekaniska bromsar eller EM-bromsar ) saktar ner eller stoppar rörelsen med hjälp av elektromagnetisk kraft för att applicera mekaniskt motstånd (friktion). De kallades ursprungligen "elektromekaniska bromsar", men under åren ändrades namnet till "elektromagnetiska bromsar", med hänvisning till deras aktiveringsmetod. Sedan det blev populärt i mitten av 1900-talet, särskilt i tåg och spårvagnar , har variationen av applikationer och bromskonstruktioner ökat dramatiskt, men den grundläggande driften förblir densamma.
Både elektromagnetiska bromsar och virvelströmsbromsar använder elektromagnetisk kraft, men elektromagnetiska bromsar beror i slutändan på friktion medan virvelströmsbromsar använder magnetisk kraft direkt.
Ansökningar
I lok överför ett mekaniskt länkage vridmoment till en elektromagnetisk bromskomponent.
Spårvagnar och tåg använder elektromagnetiska spårbromsar där bromselementet trycks med magnetisk kraft mot rälsen . De skiljer sig från mekaniska spårbromsar, där bromselementet trycks mekaniskt på skenan.
Elmotorer i industri- och robotapplikationer använder också elektromagnetiska bromsar.
Nya designinnovationer har lett till användningen av elektromagnetiska bromsar på flygplanstillämpningar. I denna applikation används en kombination av motor/generator först som en motor för att snurra upp däcken i hastighet före landning, vilket minskar slitaget på däcken, och sedan som en generator för att ge regenerativ bromsning.
Typer
Single face broms
En friktionsplattbroms använder en friktionsyta med en enkel skiva för att koppla in kopplingens ingående och utgående delar. Ensidiga elektromagnetiska bromsar utgör cirka 80 % av alla kraftansatta bromsar.
Stäng av bromsen
Avstängda bromsar stoppar eller håller en belastning när ström antingen av misstag tappas eller avsiktligt kopplas bort. Tidigare har vissa företag hänvisat till dessa som "fail safe" bromsar. Dessa bromsar används vanligtvis på eller nära en elmotor. Typiska applikationer inkluderar robotik, hållbromsar för Z-axelkulskruvar och servomotorbromsar. Bromsar finns i flera spänningar och kan ha antingen standardglappsnav eller nollglappsnav. Flera skivor kan också användas för att öka bromsmomentet utan att öka bromsdiametern. Det finns 2 huvudtyper av hållbromsar. Den första är fjäderansatta bromsar. Den andra är permanentmagnetbromsar.
Fjädertyp - När ingen elektricitet tillförs bromsen trycker en fjäder mot en tryckplatta och klämmer ihop friktionsskivan mellan den inre tryckplattan och den yttre täckplattan. Denna friktionsspännkraft överförs till navet, som är monterat på en axel.
Permanentmagnettyp - En permanentmagnethållarbroms ser väldigt lik ut en standardelektromagnetisk broms. Istället för att klämma en friktionsskiva, via fjädrar, använder den permanenta magneter för att attrahera en ensidig armatur. När bromsen är inkopplad skapar permanentmagneterna magnetiska flödeslinjer, som i sin tur kan locka ankaret till bromshuset. För att koppla ur bromsen tillförs kraft till spolen som skapar ett alternativt magnetfält som tar bort det magnetiska flödet hos permanentmagneterna.
Båda strömavstängda bromsarna anses vara aktiverade när ingen ström tillförs dem. De är vanligtvis skyldiga att hålla eller stanna ensamma i händelse av strömavbrott eller när ström inte är tillgänglig i en maskinkrets. Permanentmagnetbromsar har ett mycket högt vridmoment för sin storlek, men kräver också en konstant strömkontroll för att kompensera det permanenta magnetfältet. Fjäderansatta bromsar kräver ingen konstant strömkontroll, de kan använda en enkel likriktare, men är större i diameter eller skulle behöva staplade friktionsskivor för att öka vridmomentet.
Partikelbroms
Magnetiska partikelbromsar är unika i sin design jämfört med andra elektromekaniska bromsar på grund av det breda vridmomentområdet. Som en elektromekanisk broms är vridmoment till spänning nästan linjärt; Men i en magnetisk partikelbroms kan vridmomentet kontrolleras mycket noggrant (inom enhetens driftsvarvtal). Detta gör dessa enheter idealiska för spänningskontrollapplikationer, såsom trådlindning, folie, film och tejpspänningskontroll. På grund av deras snabba respons kan de även användas i högcykelapplikationer, såsom magnetiska kortläsare, sorteringsmaskiner och märkningsutrustning.
Magnetiska partiklar (mycket lika järnspån) finns i pulverhåligheten. När elektricitet appliceras på spolen försöker det resulterande magnetiska flödet binda samman partiklarna, nästan som en magnetisk partikelslam. När den elektriska strömmen ökar blir bindningen av partiklarna starkare. Bromsrotorn passerar genom dessa bundna partiklar. Utgången från höljet är styvt fäst vid någon del av maskinen. När partiklarna börjar binda samman skapas en motståndskraftig kraft på rotorn, som saktar ner och så småningom stoppar den utgående axeln.
Hysteres kraftbroms
Elektriska hysteresenheter har ett extremt brett vridmomentområde. Eftersom dessa enheter kan fjärrstyras, är de idealiska för applikationer i testbänkar där varierande vridmoment krävs. Eftersom dragmomentet är minimalt, erbjuder dessa enheter det bredaste tillgängliga vridmomentintervallet av någon av hysteresprodukterna. De flesta applikationer som involverar motordrivna hysteresenheter uppfyller kraven för testbänk.
När elektricitet appliceras på fältet skapar det ett internt magnetiskt flöde. Det flödet överförs sedan till en hysteresskiva (som kan vara gjord av en AlNiCo -legering) som passerar genom fältet. Hysteresskivan är fäst på bromsaxeln. Ett magnetiskt motstånd på hysteresskivan möjliggör ett konstant motstånd, eller eventuellt stopp av utgående axel.
När elektricitet tas bort från bromsen är hysteresskivan fri att vrida sig och ingen relativ kraft överförs mellan någon av delarna. Därför är det enda vridmomentet som ses mellan ingången och utgången lagermotstånd.
Flera skivbromsar
Flera skivbromsar används för att leverera extremt högt vridmoment inom ett litet utrymme. Dessa bromsar kan användas antingen våta eller torra, vilket gör dem idealiska att köra i flerväxlade växellådor, verktygsmaskiner eller i terrängutrustning.
Elektromekaniska skivbromsar fungerar via elektrisk manövrering, men överför vridmoment mekaniskt. När elektricitet appliceras på spolen av en elektromagnet, attraherar det magnetiska flödet ankaret till bromsytan. När den gör det, klämmer den ihop de inre och yttre friktionsskivorna. Navet är normalt monterat på axeln som roterar. Bromshuset är stadigt monterat på maskinramen. När skivorna kläms överförs vridmomentet från navet till maskinramen, vilket stoppar och håller kvar axeln.
När elektriciteten tas bort från bromsen är ankaret fritt att vrida med axeln. Fjädrar håller friktionsskivan och ankaret borta från varandra. Det finns ingen kontakt mellan bromsytorna och minimalt motstånd.