Что такое магнитные тормоза?
Автор перевода: И.А. Лысяк
Аннотация
Eddy Current, Что такое магнитные тормоза?
Магнитные тормоза это устройство, которое использует сильные магнитные силы, чтобы замедлить автомобиль вниз. Существуют различные типы магнитных тормозных систем, в том числе те, которые используют электромагниты для приведения в действие традиционные фрикционные накладки, и те, что использовать сам магнитного отталкивания для обеспечения устойчивости. Их можно найти на различных транспортных средств, от поездов к горок.
Наиболее распространенный тип магнитного тормоза электромагнитный тормоз, в котором электрический ток пропускают через магнитов, прикрепленных к паре тормозных колодок. Поскольку они притягиваются друг к другу, магниты зажим тормоза через тормозной диск, который генерирует трение, чтобы обеспечить тормозное усилие. Есть несколько вариаций на эту дизайна, в том числе так называемых отказоустойчивых тормозов, на которых работают очень сильные постоянные магниты, которые привлекают по умолчанию. Только противоположной электромагнита активно поддерживая их друг от друга они остаются открытыми, поэтому в отключении электроэнергии или других чрезвычайных ситуаций, они автоматически участвовать.
Другой вид электромагнитного тормоза известен как текущий тормоза Eddy — вихревые токи, являющейся форма сопротивления электромагниты создают для замедления транспортного средства. Вместо того, чтобы просто быть сила, которая приводит фрикционные накладки вместе, в текущем тормоза Eddy, когда электрический ток проходит через два круглых магнитов, расположенных по обе стороны от магнитного диска, вихревые токи сопротивление движению диска. Этот тип силы широко известен как электромагнитной индукции.
При увеличении или уменьшении количества электрического тока, тормозная способность к текущей тормоза Eddy может быть соответственно ослабляются вверх или вниз. Вместо того, чтобы колодки нажатием все труднее на роторе, резистивный магнитная сила усиливается. Хотя нет никакого физического контакта, процесс по-прежнему генерирует повышенное замедление, наряду с высокой температурой, в результате сопротивления. Вихретоковые тормозные системы в основном используются в больших транспортных средств, как поезда.
Подтип текущего тормоза Эдди известен как линейного индукционного тормоза. Вместо нормального круговой дизайн, магнитные катушки намотаны вокруг прямой железной дороге.Катушки чередуются между положительным и отрицательным магнитного заряда, так что при приведении генерировать сопротивление и замедление действие. Такая конструкция менее широко используется, чем традиционные электромагнитных тормозов на железнодорожных систем, но, в таких местах, как Европы, становится все более распространенным на высокоскоростных железнодорожных систем.
Ручной инструмент версии линейной конструкции — что вместо использования постоянных, редкоземельных магнитов — являются тормоз выбора на большинстве горок. Любой, кто ездил на американских горках будет знать, эти неэлектромагнитные типы работать на вкл-выкл основе, и не могут быть легко модулируется. Это приводит к очень резким периоды замедления, и, по этой причине, они не являются популярным выбором на более комфортных-ориентированных транспортных средств, как поезда.
Источник статьи: http://masters.donntu.org/2014/fimm/lisyak/library/article11.htm
Электромагнитные тормозные устройства
В некоторых устройствах, с целью торможения вращающихся элементов машины, применяется электромагнитный дисковый тормоз электродвигателя. Электромагнитное тормозное устройство монтируется прямо в двигателе или на двигателе, и по сути представляет собой вспомогательный двигатель или приводной узел, отвечающий всем требованиям касательно как позиционирования агрегата, так и с точки зрения безопасной его эксплуатации. Он включается пружинами и отпускается с помощью электромагнита.
Данное решение позволяет не только обеспечить безопасное торможение двигателя в случае аварии или позиционировать исполнительный орган машины во время ее функционирования, но и просто сокращает время работы машины во время ее торможения.
Существуют два типа дисковых электромагнитных тормозных устройств: дисковый тормоз переменного тока и дисковый тормоз постоянного тока (в зависимости от формы тока, которым питается данный тормоз). Для варианта тормоза, питаемого постоянным током, вместе с двигателем поставляется также и выпрямитель, при помощи которого постоянный ток получается из переменного, которым питается сам двигатель.
Конструкция тормозного устройства включает в себя: электромагнит, якорь и диск. Электромагнит изготовлен в виде набора катушек, расположенных в специальном корпусе. Якорь служит исполнительным элементом тормоза, и представляет собой антифрикционную поверхность, которая взаимодействует с тормозным диском.
Сам диск, с нанесенным на него фрикционным материалом, перемещается по зубцам втулки на валу двигателя. Когда в катушки тормозного устройства подано напряжение, якорь оттянут, и вал двигателя может свободно вращаться вместе с тормозным диском.
Затормаживание обеспечивается в свободном состоянии, когда пружины нажимают на якорь, и он воздействует на тормозной диск, вызывая тем самым остановку вала.
Тормоза такого типа находят обширное применение в системах с электрическим приводом. На случай аварийного отсутствия питания тормозного устройства, может быть предусмотрена возможность снять тормоз вручную.
В подъемно-транспортных машинах используется колодочный электромагнитный тормоз (ТКГ), удерживающий вал в заторможенном состоянии когда машина выключена.
ТКП — тормоз постоянного тока серии МП. ТКГ — тормоз электрогидравлический с толкателем серии ТЭ. Электромагнит тормоза ТКГ включает в себя привод и механическую часть, которая в свою очередь включает: подставку, пружины, систему рычагов и тормозные колодки.
Тормозное устройство устанавливается вертикально, причем тормозной шкив имеет горизонтальное положение. Механические части тормозных устройств питаемых переменным или постоянным током для шкивов одного и того же диаметра одинаковы.
Обычно такие устройства имеют буквенное обозначение ТК и число, обозначающее диаметр шкива для торможения. В момент включения питания рычаги нейтрализуют действие пружин и освобождают шкив для обеспечения ему возможности свободного вращения.
Электромагнитные тормоза находят применение в:
блокировке подъемных кранов, лифтов, укладочных машин и т. д. в выключенном состоянии; в механизмах остановки конвейеров, намоточных и ткацких станков, задвижек, прокатного оборудования и т. д.;
для сокращения выбега (времени холостого хода во время остановки) машин;
в системах аварийной остановки эскалаторов, мешалок и т. д.;
для остановки с позиционированием в точном положении в определенный момент времени.
В буровых установках применяется индукционное торможение, основанное на взаимодействии магнитных полей индуктора, в роли которого выступает электромагнит, и якоря, в обмотке которого наводятся токи, магнитные поля которых тормозят «причину их вызывающую» (см. Закон Ленца), создавая тем самым необходимый тормозящий момент ротору.
Рассмотрим это явление на рисунке. Когда в обмотке статора включается ток, его магнитное поле индуцирует вихревой ток в роторе. На вихревой ток в роторе действует сила Ампера, момент которой и является в данном случае тормозящим.
Как известно, в тормозном режиме способны работать асинхронные и синхронные машины переменного тока, а также машины постоянного тока, когда вал движется относительно статора. Если вал неподвижен (относительное перемещение отсутствует), то тормозящего действия не будет.
Таким образом, тормоза на основе электродвигателей применяются для затормаживания движущихся валов, а не для удержания их в состоянии остановки. При этом интенсивность замедления движения механизма можно в таких случаях плавно регулировать, что иногда удобно.
На следующем рисунке приведена схема работы гистерезисного тормоза. Когда в обмотку статора подается ток, на ротор действует вращающий момент, в данном случае он тормозящий, и возникает здесь из-за явления гистерезиса от перемагничивания монолитного ротора.
Физическая причина в том, что намагниченность ротора становится таковой, что его магнитный поток совпадает по направлению с потоком статора. И если ротор попытаться из такого положения повернуть (так чтобы статор оказался относительно ротора в положении Б), то он будет стараться вернуться обратно в положение А за счет тангенциальных составляющих магнитных сил, — так и возникает в данном случае торможение.
Источник статьи: http://electricalschool.info/spravochnik/apparaty/2110-elektromagnitnye-tormoznye-ustroystva.html
Электромагнитный тормоз — Electromagnetic brake
Электромагнитные тормоза (также называемые электромеханическими тормозами или электромагнитными тормозами ) замедляют или останавливают движение, используя электромагнитную силу для приложения механического сопротивления (трения). Первоначально они назывались «электромеханические тормоза», но с годами название изменилось на «электромагнитные тормоза», ссылаясь на способ их срабатывания. С тех пор, как они стали популярными в середине 20-го века, особенно в поездах и трамваях , разнообразие применений и конструкций тормозов резко возросло, но основные операции остались прежними.
И электромагнитные тормоза, и вихретоковые тормоза используют электромагнитную силу, но электромагнитные тормоза в конечном итоге зависят от трения, тогда как вихретоковые тормоза напрямую используют магнитную силу.
Содержание
Приложения
В локомотивах механическая связь передает крутящий момент на компонент электромагнитного торможения.
В трамваях и поездах используются электромагнитные рельсовые тормоза, в которых тормозной элемент прижимается магнитной силой к рельсу . Они отличаются от механических путевых тормозов, в которых тормозной элемент механически прижимается к рельсу.
Электродвигатели в промышленных и робототехнических установках также используют электромагнитные тормоза.
Последние конструкторские инновации привели к применению электромагнитных тормозов в самолетах. В этом приложении комбинированный двигатель / генератор используется сначала в качестве двигателя для раскрутки шин до скорости перед приземлением, что снижает износ шин, а затем в качестве генератора для обеспечения рекуперативного торможения.
Односторонний тормоз
Тормоз с фрикционным диском использует единственную поверхность трения, чтобы зацепить входной и выходной элементы сцепления. Односторонние электромагнитные тормоза составляют примерно 80% всех тормозных систем с механическим приводом.
Выключите тормоз
Выключенные тормоза останавливают или удерживают нагрузку при случайном отключении или преднамеренном отключении электроэнергии. В прошлом некоторые компании называли их «отказоустойчивыми» тормозами. Эти тормоза обычно используются на электродвигателе или рядом с ним. Типичные области применения включают робототехнику, стопорные тормоза для шарико-винтовой пары оси Z и тормоза серводвигателя. Тормоза доступны с несколькими напряжениями и могут иметь ступицы со стандартным люфтом или без люфта. Также можно использовать несколько дисков для увеличения тормозного момента без увеличения диаметра тормоза. Есть 2 основных типа удерживающих тормозов. Первый — это пружинные тормоза. Второй — это тормоза с постоянными магнитами.
Тип пружины — когда на тормоз не подается электричество, пружина нажимает на прижимную пластину, сжимая фрикционный диск между внутренней прижимной пластиной и внешней крышкой. Эта сила трения прижима передается на ступицу, установленную на валу.
Тип с постоянным магнитом — Стояночный тормоз с постоянным магнитом очень похож на стандартный электромагнитный тормоз с силовым приводом. Вместо того, чтобы сжимать фрикционный диск с помощью пружин, он использует постоянные магниты для притяжения одноточечного якоря. Когда тормоз включен, постоянные магниты создают магнитные линии потока, которые, в свою очередь, могут притягивать якорь к корпусу тормоза. Чтобы отключить тормоз, на катушку подается питание, которое создает переменное магнитное поле, которое нейтрализует магнитный поток постоянных магнитов.
Оба тормоза с отключенным питанием считаются включенными, если на них не подается питание. Обычно от них требуется удерживать или останавливаться в одиночку в случае потери мощности или когда мощность недоступна в цепи машины. Тормоза с постоянными магнитами обладают очень высоким крутящим моментом для своего размера, но также требуют постоянного контроля тока для компенсации постоянного магнитного поля. Пружинные тормоза не требуют постоянного контроля тока, они могут использовать простой выпрямитель, но имеют больший диаметр или для увеличения крутящего момента потребуются уложенные друг на друга фрикционные диски.
Тормоз твердых частиц
Тормоза с магнитными частицами по своей конструкции отличаются от других электромеханических тормозов благодаря широкому диапазону рабочего крутящего момента. Как и в электромеханическом тормозе, крутящий момент к напряжению почти линейный; однако в тормозе с магнитными частицами крутящий момент можно регулировать очень точно (в пределах рабочего диапазона оборотов устройства). Это делает эти устройства идеально подходящими для приложений контроля натяжения, таких как контроль натяжения проволоки, фольги, пленки и ленты. Благодаря быстрому реагированию они также могут использоваться в приложениях с большим циклом, таких как считыватели магнитных карт, сортировочные машины и этикетировочное оборудование.
Магнитные частицы (очень похожие на железные опилки) находятся в полости для порошка. Когда к катушке подается электричество, возникающий магнитный поток пытается связать частицы вместе, почти как слякоть магнитных частиц. По мере увеличения электрического тока связь частиц усиливается. Тормозной ротор проходит через эти связанные частицы. Вывод корпуса жестко прикреплен к некоторой части машины. Когда частицы начинают связываться друг с другом, на роторе создается сила сопротивления, которая замедляет и в конечном итоге останавливает выходной вал.
Гистерезисный силовой тормоз
Блоки с электрическим гистерезисом имеют чрезвычайно широкий диапазон крутящего момента. Поскольку этими устройствами можно управлять дистанционно, они идеально подходят для испытательных стендов, где требуется переменный крутящий момент. Поскольку крутящий момент сопротивления минимален, эти агрегаты предлагают самый широкий диапазон крутящего момента из всех гистерезисных продуктов. Большинство применений, связанных с устройствами гистерезиса с электроприводом, требуют испытательных стендов.
Когда к полю приложено электричество, он создает внутренний магнитный поток. Затем этот поток передается на гистерезисный диск (который может быть изготовлен из сплава AlNiCo ), проходящий через поле. Диск гистерезиса прикреплен к тормозному валу. Магнитное сопротивление гистерезисного диска допускает постоянное сопротивление или возможную остановку выходного вала.
Когда электричество снимается с тормоза, диск гистерезиса может свободно вращаться, и никакая относительная сила не передается между любым элементом. Следовательно, единственный момент, наблюдаемый между входом и выходом, — это сопротивление подшипника.
Многодисковый тормоз
Многодисковые тормоза используются для обеспечения чрезвычайно высокого крутящего момента на небольшом пространстве. Эти тормоза можно использовать как мокрые, так и сухие, что делает их идеальными для работы в многоскоростных коробках передач, станках или внедорожном оборудовании.
Электромеханические дисковые тормоза работают от электрического привода, но передают крутящий момент механически. Когда на катушку электромагнита подается электричество, магнитный поток притягивает якорь к торцу тормоза. При этом он сжимает вместе внутренний и внешний фрикционные диски. Ступица обычно устанавливается на вращающийся вал. Корпус тормоза прочно закреплен на раме машины. При сжатии дисков крутящий момент передается от ступицы на раму машины, останавливая и удерживая вал.
Когда электричество отключено от тормоза, якорь может свободно вращаться вместе с валом. Пружины удерживают фрикционный диск и якорь на расстоянии друг от друга. Нет контакта между тормозными поверхностями и минимальное сопротивление.
Источник статьи: http://ru.qaz.wiki/wiki/Electromagnetic_brake
