Электромагнитные тормозы

Электромагнитный тормоз представляет конструкцию, состоящую из механического тормоза и электромагнита. Тормоз служит для предотвращения самопроизвольного перемещения элементов кинематической цепи электропривода и производственного механизма при отключенном приводном двигателе, а также для ограничения свободного выбега двигателя. В электроприводе получили применение тормозы различных конструкций с неполяризованными электромагнитами постоянного тока (типа ТКП) и переменного тока (типа ТКТ). Катушка электромагнита обычно подключается под полное напряжение сети.

Изобразительная модель колодочного электромагнитного тормоза показана на рис. 7.1.

Принцип действие тормоза состоит в следующем.

Если катушка 6 электромагнита не подключена под напряжение, то пружина 5 сжимает стойки 3, 8. Колодки 1, 9, закрепленные на стойках, прижимаются к валу 2, фиксируя вал в неподвижном состоянии.

Если на катушку 6 электромагнита подать питание, то под действием возникшей электромагнитной силы тяги якорь 7 втянется в катушку, переместившись влево, и стойки 3, 8 раздвинутся. Колодки 1, 9 отойдут от вала, дав возможность валу вращаться. При этом возвратная пружина 5, предварительно растянутая для обеспечения необходимого тормозного момента М_Т0, получит дополнительное растяжение. Освобождения вала колодками происходит за время, равное времени трогания τ_тр1 якоря электромагнита (см. [1] п. 4.7). На интервале времени τ_дв1 движения якоря тормозной момент уже равен нулю (М_Т =0). Тормоз включают одновременно с включением двигателя электропривода.

Выключают тормоз обычно одновременно с отключением двигателя электропривода. На интервалах времени τ_тр2 трогания и времени τ_дв2 движения якоря имеем М_Т =0. Далее характер изменения тормозного момента М_Т будет зависеть от ряда факторов, в том числе от схемы подключения обмотки электромагнита, рода тока, момента времени отключения и др. Например, тормозной момент может возрастать по экспоненциальной зависимости, практически достигнув значения М_Т0 за время, равное трем-четырем постоянным времени электромагнита при оттянутом якоре.

Режим торможения описывают уравнением

, (7.5)

где ω – частота вращения вала; J - приведенный момент инерции подвижных частей механической связи; M_H - момент, создаваемый нагрузкой (приемником механической энергии).

Обычно полагают, что величина τ_з2 = τ_тр2 + τ_дв2 определяет время запаздывания при отключении тормоза, и считают М_Т, М_Н постоянными величинами. Тогда частота вращения вала при торможении будет уменьшаться по линейному закону во времени до тех пор, пока вал не остановится.