Motores con freno electromagnético – Serie YEJ: Motor trifásico con freno de disco de CC
Descripción general del motor con freno electromagnético de la serie YEJ/Y2EJ
El motor con freno electromagnético de la serie YEJ deriva del motor de inducción trifásico de la serie Y2, con un conjunto de freno de disco electromagnético de CC integrado montado en el extremo opuesto al de accionamiento (NDE). Al suministrar corriente alterna al motor, un rectificador incorporado energiza la bobina del freno, creando una fuerza electromagnética que separa la placa del inducido del disco de freno, venciendo la presión del resorte. El freno se libera y el motor gira libremente.
Cuando se interrumpe el suministro eléctrico, el campo electromagnético colapsa y los resortes de compresión empujan inmediatamente la placa del inducido contra el disco de freno, aplicando un par de fricción que detiene por completo el rotor. Este diseño a prueba de fallos, con activación por resorte y liberación eléctrica, garantiza que el motor se detenga y mantenga su posición incluso durante un corte de energía, lo que lo hace idóneo para aplicaciones de elevación vertical donde el deslizamiento de la carga podría causar lesiones o daños al equipo.
Nuestros motores de freno se fabrican con la misma tecnología de estator y rotor que nuestros motores de inducción trifásicos estándar, lo que garantiza un rendimiento eléctrico constante a la vez que incorpora la función de frenado. El mecanismo de frenado añade tan solo entre 50 y 80 mm a la longitud total del motor, dependiendo del tamaño del bastidor.
Especificaciones técnicas
La siguiente tabla enumera los parámetros técnicos clave para nuestra serie de motores con freno electromagnético YEJ/Y2EJ. Todos los valores eléctricos corresponden a condiciones nominales de 380 V y 50 Hz.
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Serie de motores | YEJ (IE2), Y2EJ (IE2/IE3 disponible) |
| Rango de potencia | 0,12 kW – 55 kW (0,16 CV – 75 CV) |
| Tamaños de bastidor IEC | 63M, 71M, 80M, 90S/L, 100L, 112M, 132S/M, 160M/L, 180M/L, 200L, 225S/M, 250M |
| Número de polos | 2 polos (2800 rpm), 4 polos (1400 rpm), 6 polos (930 rpm), 8 polos (690 rpm) |
| Tensión nominal | Disponible en 380 V (estándar), 400 V, 415 V, 440 V y 460 V. |
| Frecuencia nominal | 50 Hz (estándar), 60 Hz disponible |
| Tipo de freno | Freno de disco electromagnético de CC, accionado por resorte y liberado eléctricamente (a prueba de fallos). |
| Voltaje de frenado | 99 V CC (cuadros 71-100), 170 V CC (cuadros 112-250), mediante rectificador CA/CC incorporado |
| Rango de par de frenado estático | De 2,4 N·m (fotograma 63) a 280 N·m (fotograma 250) |
| Tiempo de respuesta de frenado | ≤ 0,1 segundos (desde el apagado hasta la parada total, sin carga) |
| Tiempo de liberación del freno | ≤ 0,15 segundos (desde el encendido hasta la liberación total del freno) |
| Liberación manual | Palanca de liberación manual para la desactivación manual de emergencia del freno en caso de fallo eléctrico. |
| Clase de aislamiento | Clase F (155 °C), aumento de temperatura evaluado en la Clase B (80 K) |
| Clase de protección | IP55 (hermético al polvo, protegido contra chorros de agua) |
| Método de enfriamiento | IC411 (totalmente cerrado con ventilación forzada) |
| Clasificación de servicio | También se aplican S1 (continuo), S3 (intermitente) y S4 (intermitente con arranque). |
| Montaje | IM B3, IM B5, IM B35, IM V1 (todas las dimensiones estándar IEC) |
| Material de vivienda | Aleación de aluminio (cuadro 63–160), hierro fundido (cuadro 160–250) |
| Material del disco de freno | Material compuesto de alta fricción, vida útil ≥ 1.000.000 de operaciones. |
| Temperatura ambiente | -15°C a +40°C |
| Cumplimiento de las normas | JB/T 8680-2008, Q/HDJ01-2008, IEC 60034, GB/T 755 |
Tabla de selección de par de frenado
La tabla a continuación proporciona los valores de par de frenado estático y los tiempos de activación/desactivación del freno para cada tamaño de bastidor. Seleccione el par de frenado adecuado según sus requisitos de sujeción de carga y el cálculo de la distancia de frenado. Para aplicaciones de elevación vertical, el par de frenado estático debe superar el par gravitatorio de la carga suspendida con un factor de seguridad mínimo de 1,5.
| Tamaño del marco | Potencia del motor 4P (kW) | Par de frenado estático (N·m) | Modelo de freno | Tiempo de frenado (s) |
|---|---|---|---|---|
| 63M | 0,12 – 0,25 | 2.4 | DZD-2.4 | ≤ 0,08 |
| 71M | 0,25 – 0,55 | 4.0 | DZD-4 | ≤ 0,08 |
| 80M | 0,55 – 0,75 | 7.5 | DZD-7.5 | ≤ 0,08 |
| 90S/L | 1.1 – 1.5 | 15 | DZD-15 | ≤ 0,10 |
| 100 litros | 2.2 – 3.0 | 30 | DZD-30 | ≤ 0,10 |
| 112M | 4.0 | 40 | DZD-40 | ≤ 0,10 |
| 132S/M | 5,5 – 7,5 | 75 | DZD-75 | ≤ 0,10 |
| 160 ml | 11 – 15 | 150 | DZD-150 | ≤ 0,15 |
| 180 ml | 18,5 – 22 | 220 | DZD-220 | ≤ 0,15 |
| 200 litros | 30 – 37 | 280 | DZD-280 | ≤ 0,20 |
| 225S/M | 37 – 45 | 450 | DZD-450 | ≤ 0,25 |
| 250 metros | 45 – 55 | 600 | DZD-600 | ≤ 0,25 |
Cómo funciona el mecanismo de freno electromagnético
Motor en marcha (freno liberado)
Al aplicar corriente alterna a los terminales del motor, el rectificador de puente integrado convierte la corriente alterna en corriente continua y energiza la bobina del freno electromagnético. El campo magnético resultante atrae la placa del inducido, comprimiendo los resortes del freno y separando el disco de fricción de la superficie de frenado. El eje del rotor queda entonces libre para girar. La liberación del freno se produce en 0,15 segundos tras la aplicación de la corriente, lo que permite que el motor acelere hasta su velocidad nominal sin resistencia.
Parada del motor (freno activado)
Cuando se interrumpe el suministro eléctrico, el campo electromagnético colapsa inmediatamente. Los resortes de compresión precargados presionan la placa del inducido contra el disco de freno, generando un par de fricción que detiene el rotor por completo. Esta acción de frenado, aplicada por resorte, es totalmente mecánica tras la pérdida de energía, lo que garantiza una verdadera seguridad. El motor mantiene su posición bajo carga estática indefinidamente sin alimentación eléctrica, lo cual es fundamental para grúas y sistemas de elevación vertical.
Función de liberación manual
Cada motor de freno Korea Ever-Power incluye una palanca de liberación manual accesible desde el exterior de la carcasa. En caso de un corte de energía, esta palanca permite al personal de mantenimiento desactivar manualmente los resortes del freno, liberando el eje para el reposicionamiento manual de la carga. Esta característica es obligatoria según las normas de seguridad para grúas puente y polipastos. La liberación manual está accionada por resorte y se reactiva automáticamente al ser liberada por el operador.
Características y ventajas de ingeniería
Frenado rápido y repetible
El tiempo de respuesta de frenado es inferior a 0,1 segundos sin carga y a 0,25 segundos a plena carga para tamaños de bastidor de hasta 200 L. La consistencia del par de frenado se mantiene dentro de ±5% durante toda la vida útil del disco de fricción, lo que permite una precisión de posicionamiento precisa y repetible en líneas de producción automatizadas.
Durabilidad de alto ciclo
El disco de fricción del freno está diseñado para un mínimo de 1.000.000 de ciclos de frenado en condiciones normales. El desgaste del disco se compensa automáticamente mediante un mecanismo de resorte, manteniendo un par de frenado constante sin necesidad de ajuste manual hasta que el disco alcanza su límite de espesor mínimo. Un indicador de desgaste visible simplifica la planificación del mantenimiento.
Diseño a prueba de fallos con aplicación por resorte
El freno se activa automáticamente al perderse el suministro eléctrico mediante la fuerza del resorte. No se requiere energía eléctrica para mantener el frenado. Esta característica de seguridad es obligatoria para los equipos de elevación según las normas de seguridad de maquinaria EN 60204-32 e ISO 12100, y elimina el riesgo de caída de la carga durante interrupciones inesperadas del suministro eléctrico.
Módulo rectificador integrado
Dentro de la caja de bornes se monta un puente rectificador AC/DC sellado que convierte la alimentación de CA del motor en la tensión de CC necesaria para la bobina de freno. Para el funcionamiento estándar, no se requiere una fuente de alimentación externa ni un controlador de freno independiente. En aplicaciones que requieren un control de freno independiente (como los sistemas con variador de frecuencia), se puede utilizar una fuente de alimentación de CC independiente para el freno.
Aplicaciones industriales
Los motores con freno electromagnético se especifican en aplicaciones donde se requiere detener de forma rápida y controlada una carga accionada y mantenerla en posición. Las siguientes industrias y tipos de equipos representan las principales áreas de aplicación de nuestra serie YEJ:
Grúas, polipastos y equipos de elevaciónGrúas puente, grúas pórtico, grúas de pluma, polipastos y cabrestantes. El freno de seguridad mantiene la carga suspendida durante los cortes de energía. Los tamaños de bastidor más comunes para el desplazamiento de grúas, carros y sistemas de elevación son de 100L a 250M. |
Máquinas de embalaje e impresiónMáquinas de encartonado, etiquetadoras, equipos de formado, llenado y sellado, y prensas rotativas. La precisión en la posición de parada es fundamental para mantener la alineación y el registro del producto. Los tamaños de bastidor típicos son de 71 m a 132 m con una potencia de 1,5 a 7,5 kW. |
Transportadores y elevadores inclinadosTransportadores de banda inclinados, elevadores de cangilones y transportadores verticales alternativos donde la carga retrocedería sin un freno de retención. El freno impide el movimiento inverso cuando el motor está desenergizado, protegiendo tanto el producto como el equipo. |
Máquinas herramienta
Tornos, fresadoras, mandrinadoras y rectificadoras. El freno detiene el husillo o eje rápidamente después de cada operación de mecanizado, reduciendo el tiempo de ciclo y mejorando la seguridad del operario. Generalmente, utilizan motores de 2 o 4 polos con una potencia de entre 1,5 y 15 kW.
Metalurgia y procesamiento del acero
Laminadoras, bobinadoras, enderezadoras y líneas de corte a medida. El funcionamiento a alta frecuencia de ciclos exige motores con freno de clase S4 (funcionamiento intermitente con arranque y frenado). Se recomiendan motores con carcasa de hierro fundido y mayor par de frenado.
Equipos de construcción
Elevadores de construcción (para pasajeros y materiales), hormigoneras y sistemas de giro de grúas torre. Las normas de seguridad EN 12159 y EN 14439 exigen un sistema de frenado a prueba de fallos en todos los movimientos de grúas y elevadores. Nuestros motores de frenado cumplen con estos requisitos.
Guía de sustitución de referencias cruzadas
Nuestros motores con freno de la serie YEJ utilizan dimensiones de bastidor estándar IEC y son reemplazos directos para las siguientes familias internacionales de motores con freno:
| Marca | Serie de motores de freno | Reemplazo de Ever-Power en Corea |
|---|---|---|
| TEJIDO | M3BP con opción de freno | Serie YEJ (marco IEC compatible) |
| Siemens | 1LE1 con freno 2LM8 | Serie YEJ (marco IEC compatible) |
| SEW-Eurodrive | motores de freno DRE/DRS | Serie YEJ + placa adaptadora si es necesario |
| Sistemas de transmisión Nord | Motores de freno SK 200E-B | Serie YEJ (marco IEC compatible) |
| WEG | Motores de freno W22 BRK | Serie YEJ (marco IEC compatible) |
Instalación y cableado
La instalación de un motor de freno YEJ sigue los mismos procedimientos mecánicos que un motor trifásico estándar, con las siguientes consideraciones adicionales para el circuito de frenado:
Monte el motor sobre una superficie plana y rígida, siguiendo las dimensiones de montaje estándar IEC. Asegúrese de que el extremo del freno (el extremo opuesto al de accionamiento) tenga al menos 50 mm de espacio libre para la circulación del aire y el acceso a la palanca de liberación manual.
Conecte los tres cables de alimentación del motor (U1, V1, W1) a la salida del contactor. Conecte los cables de entrada del rectificador de freno en paralelo con los cables de alimentación del motor dentro de la caja de bornes. Esta disposición del cableado garantiza que el freno se libere simultáneamente al energizar el motor y se active al abrirse el contactor.
Para motores alimentados mediante un variador de frecuencia (VFD), no conecte el rectificador de freno a la salida del VFD. En su lugar, conecte la bobina de freno a un contactor independiente alimentado por la red eléctrica o utilice una fuente de alimentación de freno de CC independiente. Esto evita que el VFD interfiera con el funcionamiento de la bobina de freno durante las rampas de desaceleración.
Antes de la primera puesta en marcha, utilice la palanca de liberación manual para comprobar que el freno se activa y desactiva correctamente. Pruebe el motor en ambos sentidos de giro sin carga. Verifique que el motor se detenga por completo dentro del tiempo de frenado especificado al desconectar la alimentación.
Programa de mantenimiento de frenos
El freno electromagnético requiere una inspección periódica para garantizar un funcionamiento seguro y fiable. Siga este programa de mantenimiento:
Cada 3 meses: Inspeccione el freno para detectar ruidos inusuales durante el acoplamiento. Verifique la distancia entre la armadura y el electroimán utilizando galgas de espesores (distancia nominal: 0,2–0,5 mm según el tamaño del bastidor).
Cada 6 meses: Mida el grosor del disco de freno y compárelo con el grosor mínimo marcado en el disco o especificado en el manual de mantenimiento. Reemplace el disco si el grosor es inferior al límite de desgaste.
Cada 12 meses: Limpie el conjunto del freno con aire comprimido para eliminar el polvo y los residuos de material de fricción. Compruebe la tensión del muelle del freno y reemplácelo si el par de frenado ha disminuido en más de 10% con respecto al valor nominal.
La lubricación de los cojinetes del motor sigue el mismo programa que los motores trifásicos estándar: volver a engrasar cada 8.000-10.000 horas para tamaños de bastidor de hasta 132, y cada 5.000-8.000 horas para tamaños de bastidor de 160 y superiores.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un motor con freno electromagnético?
Un motor con freno electromagnético es un motor de inducción trifásico con un freno de disco electromagnético de CC integrado, montado en el extremo opuesto al de accionamiento. Al interrumpirse la alimentación, unos resortes aplican automáticamente el freno para detener y sujetar el eje. Al restablecerse la alimentación, el electroimán libera el freno, permitiendo la libre rotación. Este diseño a prueba de fallos garantiza que el motor se detenga incluso ante una pérdida de energía inesperada.
¿Cuál es la diferencia entre un motor con freno y un motor estándar con freno externo?
Un motor con freno integra el mecanismo de frenado directamente en la carcasa del motor como una unidad ensamblada de fábrica. Esto permite una instalación más compacta, un par de frenado calibrado de fábrica y conexiones eléctricas perfectamente adaptadas. Un freno externo añadido a un motor estándar requiere un adaptador de montaje independiente, cableado independiente y ajuste manual del par, lo que resulta en un montaje más largo y un mayor coste total.
¿Se puede utilizar un motor con freno con un variador de frecuencia?
Sí, pero con un requisito de cableado específico. La bobina del freno no debe alimentarse desde la salida del variador de frecuencia (VFD). En su lugar, conecte el rectificador del freno a un contactor de CA independiente o utilice una fuente de alimentación de CC independiente para el freno. Esto evita que las variaciones de voltaje de salida del VFD afecten el funcionamiento del freno. La serie YVF2EJ combina un motor para uso con inversor. Construcción con freno integrado para aplicaciones con variador de frecuencia.
¿Cómo calculo el par de frenado necesario para mi aplicación?
Para accionamientos de transportadores horizontales, el par de frenado estático requerido es igual al par nominal del motor multiplicado por un factor de seguridad de 1,2 a 1,5. Para aplicaciones de elevación vertical (polipastos, ascensores), calcule el par gravitatorio de la carga máxima suspendida en el radio del tambor y multiplíquelo por un factor de seguridad de al menos 1,5 según la norma EN 60204-32. Seleccione siempre un par de frenado igual o superior al valor calculado.
¿Cuánto dura el disco de freno?
El disco de fricción del freno está diseñado para un mínimo de 1.000.000 de ciclos de frenado bajo condiciones de par nominal. La vida útil real depende de la inercia de la carga accionada, la velocidad del motor en el momento del frenado y la frecuencia de frenado. En aplicaciones con alta frecuencia de frenado (más de 120 ciclos por hora), la vida útil del disco puede verse reducida y debe controlarse mediante mediciones periódicas de su espesor.
¿Qué ocurre si el disco de freno se desgasta por completo?
A medida que el disco de freno se desgasta, aumenta la distancia entre la armadura y el electroimán. Cuando esta distancia supera el valor máximo permitido (normalmente entre 0,8 y 1,2 mm), la fuerza electromagnética resulta insuficiente para liberar completamente el freno, lo que provoca que el motor funcione con mayor resistencia y genere un calor excesivo. La mayoría de los motores de freno incluyen un indicador de desgaste visible que muestra cuándo el disco ha alcanzado su grosor mínimo permitido y debe reemplazarse.
¿Se puede ajustar el par de frenado?
El par de frenado estándar viene preconfigurado de fábrica y no es ajustable por el usuario. Si se requiere un par de frenado diferente, especifique el valor deseado al realizar el pedido. Podemos suministrar motores de frenado con un par de frenado reducido o aumentado, dentro de la capacidad mecánica de cada tamaño de carcasa. Para aplicaciones que requieren un par de frenado variable, se puede utilizar un controlador de frenado proporcional independiente con una bobina de frenado alimentada por CC.
¿Es el motor de freno apto para instalación en exteriores?
Sí. Nuestros motores de freno YEJ cuentan con clasificación IP55, lo que proporciona protección total contra el polvo y resistencia a chorros de agua desde cualquier dirección. Para instalaciones expuestas a lluvias intensas, luz solar directa o atmósferas corrosivas, recomendamos añadir una cubierta protectora y especificar la opción de aislamiento resistente a la humedad tropical al realizar el pedido.
¿Cuál es el plazo de entrega de los motores de freno?
Los motores de freno YEJ estándar, disponibles en tamaños de bastidor comunes (de 80M a 160L) y configuración de 4 polos, tienen un plazo de entrega de 10 a 18 días hábiles. Las configuraciones menos comunes (de 2, 6 u 8 polos, o tamaños de bastidor superiores a 200L) pueden requerir de 25 a 35 días. Contacta con nuestro equipo de ventas. Para conocer la disponibilidad actual de existencias y las fechas de entrega exactas según sus necesidades específicas.
¿Suministran motores de frenado con eficiencia IE3?
Sí. Nuestros motores con freno de la serie Y2EJ están disponibles con bobinados de motor con clasificación IE3 (Eficiencia Premium), manteniendo el mismo mecanismo de freno electromagnético. El motor con freno IE3 utiliza las mismas dimensiones de carcasa que la serie YEJ estándar, por lo que sirve como reemplazo directo en instalaciones existentes donde se aplican las normativas de eficiencia actualizadas.
Experiencias del cliente
Instalamos 24 motores de freno YEJ-132M-4 en nuestro sistema de grúa puente en dos almacenes. La respuesta de frenado ha sido constante y fiable durante más de ocho meses de funcionamiento en tres turnos. Las palancas de liberación manual se probaron durante nuestra inspección de seguridad anual y funcionaron correctamente en todas las unidades. El coste de reemplazo fue aproximadamente 451 TP3T inferior al de nuestros anteriores motores de freno de marca europea.
David L., Gerente de Instalaciones
Almacén logístico, Houston, Texas, EE. UU.
Nuestra línea de empaquetado funciona a 200 ciclos por minuto, y cada ciclo requiere el arranque y la parada del motor. Tras 10 meses, los motores de freno YEJ-90L-4 no muestran un aumento apreciable en el tiempo de frenado. El indicador de desgaste del disco de freno sigue dentro de la zona verde. Este nivel de durabilidad, a este precio, era algo que no esperábamos de una marca de motores no europea.
Anna G., Ingeniera de Producción
Embalaje de bienes de consumo, Varsovia, Polonia
Utilizamos motores YEJ-160M-4 en nuestros elevadores de materiales de construcción. Cada elevador transporta hasta 2000 kg de ladrillos y mortero a los pisos superiores. El par de frenado de 150 N·m proporciona una fuerza de sujeción más que suficiente, con un factor de seguridad calculado de 1,8. No hemos registrado ningún incidente de deslizamiento de carga en 16 unidades durante un período de construcción de 14 meses.
Mahmoud S., Ingeniero Mecánico de Obra
Grupo de construcción, Dubái, Emiratos Árabes Unidos
Nota técnica importante
Los valores de par de frenado y los tiempos de frenado que se indican en este documento se miden en condiciones de prueba estándar (velocidad nominal, sin inercia de carga externa, alimentación de 380 V y 50 Hz). La distancia y el tiempo de frenado reales dependen de la inercia total del sistema, la velocidad del motor en el momento del frenado y la eficiencia mecánica del tren de transmisión. Para aplicaciones de elevación críticas para la seguridad, calcule siempre el par de frenado necesario en función de la carga máxima suspendida y verifique el cumplimiento de las normas de seguridad aplicables (EN 60204-32, ISO 12100 o normativa local para grúas). Todas las especificaciones cumplen con las normas JB/T 8680-2008, IEC 60034 y GB/T 755.
¿Necesita un presupuesto para un motor de freno?
Envíenos los detalles de su aplicación (potencia del motor, par de frenado, ciclo de trabajo y tipo de montaje) y le proporcionaremos un presupuesto detallado con la ficha técnica en un plazo de 24 horas.
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