Brake Motor Buying Guide for Industrial Applications

Un motore con freno combina un motore e un sistema di frenatura meccanica in un unico gruppo. È ampiamente utilizzato in nastri trasportatori, piattaforme di sollevamento, gru, macchine per l’imballaggio, paranchi e linee di produzione automatizzate dove è richiesto un arresto controllato o il mantenimento del carico.

Un’unità selezionata correttamente deve essere adatta al carico, all’inerzia, alla frequenza di arresto, alla sequenza di controllo e all’ambiente operativo. DAYOU MOTOR fornisce motori standard e personalizzati con sistemi di frenatura elettromagnetica a molla per apparecchiature industriali e OEM.

Definire la funzione del freno

Il sistema di frenatura può essere necessario per arrestare il movimento, mantenere un carico fermo, impedire il movimento inverso o mettere in sicurezza l’apparecchiatura dopo un’interruzione di corrente.

L’arresto di mantenimento e l’arresto dinamico sono condizioni operative diverse. Un freno di mantenimento si innesta dopo l’arresto dell’albero e mantiene il carico in posizione. Un freno dinamico assorbe energia meccanica mentre l’apparecchiatura è ancora in movimento.

Gli arresti dinamici frequenti generano una quantità considerevole di calore e usura da attrito. Gli acquirenti devono quindi specificare se il freno viene utilizzato principalmente per il mantenimento, per arresti occasionali o per frenature ripetute ad alta frequenza.

La maggior parte dei modelli industriali utilizza freni a molla con rilascio elettrico. Il freno si apre quando la sua bobina viene alimentata e si chiude quando l’alimentazione viene interrotta, garantendo un bloccaggio sicuro anche dopo un’interruzione di corrente.

Tuttavia, un sistema di azionamento a molla non deve essere automaticamente considerato un freno di emergenza o di sicurezza per il personale certificato. Paranchi, gru, ascensori e altre macchine critiche per la sicurezza potrebbero richiedere ulteriori valutazioni del rischio, ridondanza, monitoraggio e conformità alle normative specifiche dell’applicazione.

Scegliere il motore in base al carico effettivo

Un fornitore cinese di motori con freno elettrico per OEM europei dovrebbe richiedere una potenza e una velocità superiori a quelle nominali. Una selezione accurata richiede:

  • Carico massimo e tipologia di carico
  • Velocità del motore e velocità di esercizio
  • Trasmissione diretta o con riduttore
  • Rapporto di trasmissione ed efficienza della trasmissione
  • Inerzia del carico riferita all’albero motore
  • Movimento orizzontale, inclinato o verticale
  • Avviamenti e arresti all’ora
  • Tempo o distanza di arresto richiesti
  • Ciclo di lavoro e ore di funzionamento

La potenza del motore deve essere sufficiente a garantire il normale funzionamento, mentre il sistema frenante deve controllare sia la coppia di carico che la coppia di decelerazione. Per le attrezzature verticali, il calcolo deve includere anche la direzione del gravità e la possibilità di un carico di ribaltamento.

Il dimensionamento di un motore con freno non deve essere effettuato applicando una semplice percentuale alla coppia nominale del motore. Il riduttore, il giunto, il tamburo, la puleggia, la direzione del carico, l’inerzia e il margine di sicurezza richiesto influenzano tutti il ​​risultato.

Scegliere la coppia frenante corretta

Una coppia insufficiente può aumentare lo spazio di arresto o consentire al carico di muoversi dopo l’arresto. Una coppia eccessiva può causare un innesto brusco, danneggiare giunti e riduttori e accelerare l’usura delle guarnizioni di attrito.

Un motore con freno trifase per i sistemi di trasporto del Sud-est asiatico deve essere selezionato in base al carico del trasportatore, al rapporto di riduzione, alla velocità del nastro, al metodo di avviamento e alla frequenza di arresto. Un trasportatore orizzontale con carico leggero ha solitamente requisiti di frenatura diversi rispetto a un trasportatore inclinato che trasporta materiale.

Il fornitore deve confermare:

  • Coppia frenante nominale e tolleranza
  • Campo di regolazione della coppia disponibile
  • Coppia di tenuta minima
  • Energia frenante massima ammissibile
  • Frequenza operativa massima
  • Tempi di rilascio e innesto del freno
  • Limiti di regolazione del traferro
  • Disponibilità di sblocco manuale

Quando la precisione di posizionamento è fondamentale, la costanza dei tempi di risposta può essere altrettanto importante quanto il valore nominale della coppia.

Verifica dell’energia di frenatura dinamica e del calore

Ogni arresto dinamico converte parte dell’energia meccanica del sistema in movimento in calore. Velocità più elevate, maggiore inerzia, tempi di arresto più brevi e funzionamento più frequente aumentano lo stress termico. In quest’ottica, un motore con freno industriale per attrezzature di sollevamento in Medio Oriente deve essere controllato sia per la coppia che per la capacità termica, soprattutto dove le alte temperature ambiente riducono le prestazioni di raffreddamento. La sola verifica della coppia non dimostra che il sistema di attrito possa resistere a ripetuti arresti.

Il calore eccessivo può ridurre la forza frenante, accelerare l’usura delle guarnizioni, danneggiare la bobina e accorciare gli intervalli di manutenzione. Il fornitore deve pertanto ricevere i dati relativi all’energia per frenata, alle frenate all’ora e al ciclo operativo completo.

Abbinamento bobina e alimentazione di controllo

Le bobine dei freni possono funzionare con corrente alternata (CA) o continua (CC). Alcuni gruppi accettano un ingresso CA ma utilizzano un raddrizzatore per alimentare una bobina CC, quindi le specifiche di acquisto devono indicare:

  • Tensione e frequenza del motore
  • Collegamento dell’avvolgimento del motore
  • Tensione della bobina del freno
  • Tipo e posizione del raddrizzatore
  • Tensione di controllo
  • Tempi di rilascio e innesto richiesti
  • Commutazione lato CA o lato CC

Un motore con freno elettromagnetico per macchine confezionatrici africane deve essere verificato anche in base alla stabilità della tensione locale e alla progettazione del quadro di controllo. Una tensione della bobina errata può causare uno sblocco lento, surriscaldamento, rumore o mancato disinnesto completo.

Per un innesto più rapido, alcuni sistemi utilizzano la commutazione sul lato CC o un raddrizzatore rapido. Queste configurazioni devono essere confermate con il fornitore poiché influiscono sul cablaggio, sul tempo di risposta e sulla selezione dei contatti.

Coordinare il freno con un VFD

Quando il motore è controllato da un VFD, la bobina del freno richiede normalmente un’alimentazione fissa separata. Il collegamento diretto all’uscita a frequenza variabile può impedire il corretto sblocco o innesto.

La sequenza di controllo deve consentire al motore di sviluppare una coppia sufficiente prima che il freno si disinnesti. Durante l’arresto, l’azionamento deve ridurre la velocità prima che il freno meccanico si innesti, a meno che l’applicazione non sia stata progettata per l’arresto meccanico dinamico.

Una resistenza di frenatura del VFD e un freno di mantenimento meccanico svolgono funzioni diverse. La resistenza aiuta l’azionamento a gestire l’energia elettrica rigenerata, mentre l’unità meccanica mantiene l’albero o il carico dopo l’arresto.

Adeguare la protezione all’ambiente

Polvere, acqua, olio, salsedine, corrosione e temperature estreme possono danneggiare il motore e i componenti di attrito. Il grado di protezione del corpo motore non sempre garantisce la stessa protezione anche per la sezione frenante.

A seconda dell’installazione, un motore con freno IE3 per progetti di automazione in Sud America potrebbe richiedere protezione contro umidità, polvere, condensa o detergenti corrosivi.

Prima di ordinare, verificare:

  • Livelli di protezione del motore e della sezione frenante
  • Classe di isolamento e aumento di temperatura consentito
  • Temperatura ambiente e altitudine
  • Installazione interna o esterna
  • Polvere, acqua, nebbia d’olio e gas corrosivi
  • Riscaldatori anticondensa o sensori termici
  • Classificazione delle aree pericolose quando applicabile

I gruppi di attrito aperti non devono essere esposti direttamente a pioggia, polvere pesante, contaminazione da olio o condizioni di lavaggio senza un’adeguata protezione.

Verificare l’accesso al montaggio e alla manutenzione

I progetti di sostituzione richiedono verifiche delle dimensioni del telaio, del tipo di montaggio, del diametro dell’albero, dell’estensione dell’albero, della sede della chiavetta, della flangia, della posizione della morsettiera e della direzione del cavo.

Encoder, ventole di raffreddamento indipendenti, leve di sblocco manuali e coperture protettive possono aumentare la lunghezza complessiva. Deve essere disponibile spazio sufficiente per l’installazione, la regolazione e la sostituzione del materiale d’attrito.

Poiché il materiale d’attrito è un componente soggetto a usura, gli acquirenti dovrebbero anche valutare:

  • Ispezione e regolazione del traferro
  • Procedura di sostituzione del rivestimento
  • Indicazione o monitoraggio dell’usura
  • Attrezzatura necessaria
  • Disponibilità di bobine e raddrizzatori di ricambio
  • Intervallo di ispezione consigliato
  • Funzionamento di sblocco manuale

Per le linee di produzione continue, ordinare i ricambi essenziali insieme alle apparecchiature originali può ridurre i tempi di fermo futuri.

Richiedi la documentazione tecnica completa

Un fornitore qualificato dovrebbe fornire più di una semplice pagina di catalogo. Il preventivo e il pacchetto di approvazione tecnica dovrebbero includere:

Motore

Transmission

Quantità, consegna, garanzia, ispezione e pezzi di ricambio
ArticoloInformazioni richieste
ApplicazioneNastro trasportatore, paranco, elevatore, macchina confezionatrice o altra attrezzatura
CaricoCarico massimo, coppia, direzione e inerzia
Potenza, velocità, tensione, frequenza e ciclo di lavoro
Requisiti di frenataMantenimento o funzionamento dinamico, tempo di arresto e frequenza
Trasmissione diretta, rapporto di trasmissione ed efficienza
MontaggioB3, B5, B14, B35, shaft dimensions, and orientation

Controllare

Avviamento diretto, avviatore graduale o VFD
AmbienteTemperatura, altitudine, umidità, polvere e corrosione
OpzioniCodificatore, ventola, riscaldatore, sblocco manuale o protezione antideflagrante
Termini commerciali

Il fornitore deve inoltre indicare il modello completo, la coppia, l’energia di frenatura consentita, i tempi di risposta, la tensione della bobina, lo schema elettrico, le dimensioni, le istruzioni di manutenzione e la documentazione di ispezione.

Se viene consigliato un modello senza informazioni sull’inerzia del carico, la frequenza di arresto e il tempo di arresto richiesto, i criteri di selezione devono essere rivisti prima dell’approvazione.

Domande frequenti

Una coppia di frenatura più elevata è sempre migliore?

No. Una coppia eccessiva può generare shock meccanici e aumentare l’usura. Il valore selezionato deve arrestare o mantenere il carico in sicurezza senza sovraccaricare la trasmissione.

È possibile collegare la bobina del freno all’uscita del variatore di frequenza?

Normalmente dovrebbe avere un’alimentazione fissa separata. Il suo funzionamento deve essere coordinato con l’inverter tramite il circuito di controllo e con una corretta temporizzazione di innesto e disinnesto.

Quali pezzi di ricambio devono essere ordinati?

I ricambi più comuni includono guarnizioni di attrito, raddrizzatori, bobine, molle e guarnizioni. L’elenco esatto dipende dalla progettazione e dalle condizioni di manutenzione.

È possibile utilizzare un design industriale standard su un paranco?

Solo dopo aver valutato l’intera applicazione di sollevamento e i requisiti di sicurezza applicabili. Il sollevamento di persone e altre attrezzature ad alto rischio possono richiedere sistemi di frenatura certificati, monitorati o ridondanti.

Selezionare per il ciclo operativo completo

Un arresto affidabile dipende da molto più che dalla potenza del motore e dalla coppia frenante nominale. Occorre considerare anche la direzione del carico, l’inerzia, la capacità termica, il tempo di risposta, la logica di controllo, la protezione e l’accessibilità per la manutenzione.

DAYOU MOTOR fornisce motori con freno di diverse potenze, tensioni, configurazioni di montaggio, opzioni di coppia, livelli di protezione e accessori. Fornire dati completi sul carico e sul funzionamento consente di selezionare il gruppo motore-freno più adatto per un servizio affidabile a lungo termine.