Guía de compra de motores con freno para aplicaciones industriales

Un motor con freno integra un motor y un sistema de frenado mecánico en un solo conjunto. Se utiliza ampliamente en cintas transportadoras, plataformas elevadoras, grúas, máquinas de embalaje, polipastos y líneas de producción automatizadas donde se requiere una parada controlada o mantener una carga en posición.

La unidad seleccionada debe adecuarse a la carga, la inercia, la frecuencia de parada, la secuencia de control y el entorno operativo. DAYOU MOTOR suministra motores estándar y personalizados equipados con sistemas de freno electromagnético de accionamiento por muelle para equipos industriales y de fabricantes de equipos originales (OEM).

Definición de la función del freno

El sistema de frenado puede tener como objetivo detener el movimiento, mantener una carga estática, evitar el movimiento en sentido inverso o asegurar el equipo tras un fallo en el suministro eléctrico.

La función de retención y la parada dinámica representan condiciones operativas distintas. Un freno de retención se activa una vez que el eje se ha detenido y mantiene la carga en su posición. Un freno dinámico absorbe energía mecánica mientras el equipo aún está en movimiento.

Las paradas dinámicas frecuentes generan considerablemente más calor y desgaste por fricción. Por ello, los compradores deben especificar si el freno se utilizará principalmente para retención, para paradas ocasionales o para frenados repetitivos de alta frecuencia.

La mayoría de los diseños industriales funcionan mediante accionamiento por muelle y liberación eléctrica. El freno se libera cuando se energiza la bobina y se activa cuando se interrumpe la alimentación, garantizando así una retención segura (a prueba de fallos) tras un corte de energía.

Sin embargo, un diseño accionado por resorte no debe considerarse automáticamente como un freno certificado para emergencias o para la seguridad del personal. Los polipastos, las grúas, los elevadores y otras máquinas críticas para la seguridad pueden requerir una evaluación de riesgos adicional, redundancia, supervisión y el cumplimiento de normativas específicas de la aplicación.

Selección del motor en función de la carga real

Un proveedor chino de motores con freno eléctrico para fabricantes de equipos originales (OEM) europeos debería solicitar más información que simplemente la potencia y la velocidad nominales. Una selección precisa requiere:

  • Carga máxima y tipo de carga
  • Velocidad del motor y velocidad de operación
  • Accionamiento directo o transmisión por reductora
  • Relación de transmisión y eficiencia de la transmisión
  • Inercia de la carga referida al eje del motor
  • Movimiento horizontal, inclinado o vertical
  • Arranques y paradas por hora
  • Tiempo o distancia de parada requeridos
  • Ciclo de trabajo y horas de funcionamiento

La potencia del motor debe permitir el funcionamiento normal, mientras que el sistema de frenado debe controlar tanto el par de carga como el par de deceleración. En el caso de equipos verticales, el cálculo también debe tener en cuenta la dirección de la gravedad y la posibilidad de una carga que arrastre al motor (carga motriz).

El dimensionamiento de un motor con freno no debe realizarse aplicando un simple porcentaje sobre el par nominal del motor. Factores como el reductor, el acoplamiento, el tambor, la polea, la dirección de la carga, la inercia y el margen de seguridad requerido influyen en el resultado.

Seleccione el par de frenado adecuado

Un par insuficiente puede aumentar la distancia de parada o permitir que la carga se desplace tras detenerse. Un par excesivo puede provocar un acoplamiento brusco, dañar los acoplamientos y las cajas de engranajes, y acelerar el desgaste de los revestimientos de fricción.

Para los sistemas de transporte del Sudeste Asiático, el motor con freno trifásico debe seleccionarse en función de la carga del transportador, la relación de transmisión del reductor, la velocidad de la cinta, el método de arranque y la frecuencia de parada. Por lo general, un transportador horizontal con poca carga tiene requisitos de frenado distintos a los de un transportador inclinado que desplaza material.

El proveedor debe confirmar:

  • Par de frenado nominal y tolerancia
  • Rango de ajuste del par disponible
  • Par de retención mínimo
  • Energía de frenado máxima admisible
  • Frecuencia de funcionamiento máxima
  • Tiempos de liberación y accionamiento del freno
  • Límites de ajuste del entrehierro
  • Disponibilidad de liberación manual

Cuando la precisión de posicionamiento es importante, la constancia del tiempo de respuesta puede ser tan relevante como el valor del par nominal.

Verificación de la energía y el calor en el frenado dinámico

Cada parada dinámica transforma parte de la energía mecánica del sistema en movimiento en calor. Una mayor velocidad, una inercia elevada, un tiempo de parada reducido y una frecuencia de operación alta incrementan la carga térmica. Por ello, en el caso de los motores con freno industrial destinados a equipos de elevación en Oriente Medio, es necesario verificar tanto el par motor como la capacidad térmica, especialmente cuando las elevadas temperaturas ambiente reducen la eficacia de la refrigeración. Confirmar únicamente el par no garantiza que el sistema de fricción pueda soportar paradas repetidas.

El calor excesivo puede reducir la fuerza de frenado, acelerar el desgaste del material de fricción, dañar la bobina y acortar los intervalos de mantenimiento. Por consiguiente, el proveedor debe recibir información sobre la energía por frenada, el número de frenadas por hora y el ciclo operativo completo.

Haga coincidir la alimentación de la bobina y la del circuito de control

Las bobinas de freno pueden funcionar con corriente alterna (CA) o continua (CC). Algunos conjuntos admiten una entrada de CA pero utilizan un rectificador para alimentar una bobina de CC; por ello, las especificaciones de compra deben indicar:

  • Tensión y frecuencia del motor
  • Conexión del devanado del motor
  • Tensión de la bobina del freno
  • Tipo y ubicación del rectificador
  • Tensión de control
  • Tiempos requeridos de liberación y accionamiento
  • Conmutación en el lado de CA o en el lado de CC

Al seleccionar un motor con freno electromagnético para máquinas de envasado en África, también se debe verificar la estabilidad de la tensión local y el diseño del panel de control. Una tensión incorrecta en la bobina puede provocar una liberación lenta, sobrecalentamiento, ruido o un desacople incompleto.

Para lograr un acople más rápido, algunos sistemas emplean conmutación en el lado de CC o un rectificador rápido. Es necesario confirmar estas configuraciones con el proveedor, ya que influyen en el cableado, el tiempo de respuesta y la selección de los contactos.

Coordinación del freno con un variador de frecuencia (VFD)

Cuando el motor es controlado por un variador de frecuencia, la bobina del freno suele requerir una fuente de alimentación fija independiente. Conectarla directamente a la salida de frecuencia variable puede impedir que el freno se libere o se acople correctamente.

La secuencia de control debe permitir que el motor genere el par suficiente antes de que se libere el freno. Durante la parada, el variador debe reducir la velocidad antes de que actúe el freno mecánico, a menos que la aplicación haya sido diseñada para una parada mecánica dinámica.

La resistencia de frenado del variador y el freno mecánico de retención cumplen funciones distintas. La resistencia ayuda al variador a gestionar la energía eléctrica regenerada, mientras que la unidad mecánica mantiene sujeto el eje o la carga una vez finalizada la parada.

Adaptación de la protección al entorno

El polvo, el agua, el aceite, el aire salino, la corrosión y las temperaturas extremas pueden afectar al motor y a los componentes de fricción. El grado de protección de la carcasa del motor no siempre implica que la sección del freno cuente con el mismo nivel de protección.

Un motor con freno de clase IE3 destinado a proyectos de automatización en Sudamérica puede requerir protección contra la humedad, el polvo, la condensación o los agentes de limpieza corrosivos, dependiendo de la instalación.

Antes de realizar el pedido, confirme lo siguiente:

  • Niveles de protección del motor y de la sección de frenado
  • Clase de aislamiento y aumento de temperatura admisible
  • Temperatura ambiente y altitud
  • Instalación en interiores o exteriores
  • Polvo, agua, neblina de aceite y gases corrosivos
  • Calentadores anticondensación o sensores térmicos
  • Clasificación de áreas peligrosas, cuando corresponda

Los conjuntos de fricción abiertos no deben exponerse directamente a la lluvia, polvo excesivo, contaminación por aceite o condiciones de lavado a chorro sin la protección adecuada.

Verificar el montaje y el acceso para mantenimiento

Los proyectos de sustitución requieren verificar el tamaño de la carcasa, el tipo de montaje, el diámetro y la extensión del eje, el chavetero, la brida, la posición de la caja de bornes y la orientación del cable.

Los encoders, los ventiladores de refrigeración independientes, las palancas de desbloqueo manual y las cubiertas protectoras pueden aumentar la longitud total. Debe haber espacio suficiente para la instalación, el ajuste y la sustitución del revestimiento de fricción.

Dado que el revestimiento de fricción es un componente sujeto a desgaste, los compradores también deben revisar:

  • Inspección y ajuste del entrehierro
  • Procedimiento de sustitución del material de fricción
  • Indicación o supervisión del desgaste
  • Herramientas necesarias
  • Disponibilidad de bobina y rectificador de repuesto
  • Intervalo de inspección recomendado
  • Operación de desbloqueo manual

Para líneas de producción continua, solicitar los repuestos esenciales junto con el equipo original puede reducir el tiempo de inactividad futuro.

Solicite la documentación técnica completa

Un proveedor cualificado debe ofrecer más que una simple página de catálogo. El paquete de cotización y aprobación técnica debe incluir:












ElementoInformación requerida
ApplicationConveyor, hoist, lift, packaging machine, or other equipment
CargaCarga máxima, par, dirección e inercia
MotorPotencia, velocidad, tensión, frecuencia y régimen de servicio
Requisito de frenadoServicio de retención o dinámico, tiempo de parada y frecuencia
TransmisiónAccionamiento directo, relación de transmisión y eficiencia
MontajeB3, B5, B14, B35, dimensiones del eje y orientación
ControlArranque directo, arrancador suave o variador de frecuencia (VFD)
EntornoTemperatura, altitud, humedad, polvo y corrosión
OpcionesCodificador, ventilador, calentador, desbloqueo manual o protección contra explosiones.
Condiciones comercialesCantidad, entrega, garantía, inspección y repuestos

El proveedor también debe especificar el modelo completo, el par, la energía de frenado admisible, los tiempos de respuesta, la tensión de la bobina, el esquema de conexiones, las dimensiones, las instrucciones de mantenimiento y la documentación de inspección.

Si se recomienda un modelo sin información sobre la inercia de la carga, la frecuencia de parada y el tiempo de parada requerido, se debe revisar el criterio de selección antes de la aprobación.

Preguntas frecuentes

¿Un par de frenado mayor es siempre mejor?

No. Un par excesivo puede provocar impactos mecánicos y aumentar el desgaste. El valor seleccionado debe detener o retener la carga de forma segura sin someter a esfuerzos excesivos a la cadena cinemática.

¿Se puede conectar la bobina del freno a la salida del variador de frecuencia (VFD)?

Normalmente debería tener un suministro fijo independiente. Su operación debe coordinarse con el VFD a través del circuito de control y la sincronización correcta de liberación y activación.

¿Qué repuestos se deben pedir?

Las piezas de servicio comunes incluyen forros de fricción, rectificadores, bobinas, resortes y sellos. La lista exacta depende de las condiciones de diseño y mantenimiento.

¿Se puede utilizar un diseño industrial estándar en un polipasto?

Solo después de que se hayan evaluado la aplicación de elevación completa y los requisitos de seguridad aplicables. El levantamiento de personal y otros equipos de alto riesgo pueden requerir dispositivos de frenado certificados, monitoreados o redundantes.

Seleccione para el ciclo operativo completo

Una frenada fiable depende de algo más que la potencia del motor y el par de frenado nominal. Es preciso tener en cuenta factores como la dirección de la carga, la inercia, la capacidad térmica, el tiempo de respuesta, la lógica de control, la protección y el acceso para el mantenimiento.

DAYOU MOTOR suministra motores con freno que ofrecen diversas opciones de potencia, tensión, configuración de montaje, par, nivel de protección y accesorios. Disponer de datos completos sobre la carga y las condiciones de funcionamiento permite seleccionar el conjunto motor-freno adecuado para garantizar un servicio fiable a largo plazo.