Motori con freno elettromagnetico – Motore trifase serie YEJ con freno a disco CC
Panoramica del motore con freno elettromagnetico serie YEJ/Y2EJ
Il motore con freno elettromagnetico della serie YEJ deriva dal motore a induzione trifase della serie Y2, con un gruppo freno a disco elettromagnetico in corrente continua integrato, montato sul lato opposto all'azionamento (NDE). Quando il motore viene alimentato in corrente alternata, un raddrizzatore integrato energizza la bobina del freno, creando una forza elettromagnetica che allontana la piastra dell'indotto dal disco del freno, vincendo la pressione della molla. Il freno si disinnesta e il motore continua a funzionare liberamente.
Quando l'alimentazione viene interrotta, il campo elettromagnetico collassa e le molle di compressione spingono immediatamente la piastra dell'indotto contro il disco del freno, applicando una coppia di attrito che arresta completamente il rotore. Questo sistema di sicurezza a molla con rilascio elettrico garantisce l'arresto del motore e il mantenimento della posizione anche in caso di interruzione di corrente, rendendolo adatto ad applicazioni di sollevamento verticale in cui lo slittamento del carico potrebbe causare lesioni o danni alle apparecchiature.
I nostri motori dei freni sono fabbricati con la stessa tecnologia dello statore e del rotore dei nostri motori a induzione trifase standard, garantendo prestazioni elettriche costanti e aggiungendo al contempo la funzione frenante. Il meccanismo frenante aggiunge solo 50-80 mm alla lunghezza complessiva del motore, a seconda della taglia del telaio.
Specifiche tecniche
La tabella seguente elenca i principali parametri tecnici della nostra serie di motori con freno elettromagnetico YEJ/Y2EJ. Tutti i valori elettrici si riferiscono alle condizioni nominali di 380 V e 50 Hz.
| Parametro | Specifiche |
|---|---|
| Serie di motori | YEJ (IE2), Y2EJ (IE2/IE3 disponibile) |
| Gamma di potenza | 0,12 kW – 55 kW (0,16 CV – 75 CV) |
| Dimensioni dei telai IEC | 63M, 71M, 80M, 90S/L, 100L, 112M, 132S/M, 160M/L, 180M/L, 200L, 225S/M, 250M |
| Numero di poli | 2 poli (2800 giri/min), 4 poli (1400 giri/min), 6 poli (930 giri/min), 8 poli (690 giri/min) |
| Tensione nominale | Disponibili nelle versioni da 380 V (standard), 400 V, 415 V, 440 V e 460 V. |
| Frequenza nominale | 50Hz (standard), 60Hz disponibile |
| Tipo di freno | Freno a disco elettromagnetico a corrente continua, ad azionamento a molla / rilascio elettrico (a prova di guasto) |
| Tensione del freno | CC 99 V (telaio 71–100), CC 170 V (telaio 112–250), tramite raddrizzatore CA/CC integrato |
| Intervallo di coppia frenante statica | Da 2,4 N·m (fotogramma 63) a 280 N·m (fotogramma 250) |
| Tempo di risposta alla frenata | ≤ 0,1 secondi (dallo spegnimento completo all'arresto totale, senza carico) |
| Tempo di rilascio del freno | ≤ 0,15 secondi (dall'accensione al rilascio completo del freno) |
| Sblocco manuale | Leva di sblocco manuale per il disinnesto di emergenza del freno in caso di interruzione di corrente. |
| Classe di isolamento | Classe F (155 °C), aumento di temperatura valutato in Classe B (80 K) |
| Classe di protezione | IP55 (resistente alla polvere e ai getti d'acqua) |
| Metodo di raffreddamento | IC411 (raffreddamento a ventola completamente chiuso) |
| Valutazione del servizio | Sono applicabili anche le versioni S1 (continua), S3 (intermittente) e S4 (intermittente con avvio). |
| Montaggio | IM B3, IM B5, IM B35, IM V1 (tutte le dimensioni standard IEC) |
| Materiale per alloggi | Lega di alluminio (telaio 63–160), ghisa (telaio 160–250) |
| Materiale del disco freno | Materiale composito ad alto attrito, durata utile ≥ 1.000.000 di operazioni |
| Temperatura ambiente | da -15 °C a +40 °C |
| Conformità agli standard | JB/T 8680-2008, Q/HDJ01-2008, IEC 60034, GB/T 755 |
Tabella di selezione della coppia frenante
La tabella seguente fornisce i valori di coppia frenante statica e i tempi di rilascio/innesto del freno per ogni dimensione del telaio. Selezionare la coppia frenante appropriata in base ai requisiti di tenuta del carico e al calcolo della distanza di arresto. Per le applicazioni di sollevamento verticale, la coppia frenante statica deve superare la coppia gravitazionale del carico sospeso di un fattore di sicurezza minimo di 1,5.
| Dimensioni della cornice | Potenza del motore 4P (kW) | Coppia frenante statica (N·m) | Modello freno | Tempo di frenata (s) |
|---|---|---|---|---|
| 63 milioni | 0,12 – 0,25 | 2.4 | DZD-2.4 | ≤ 0,08 |
| 71 milioni | 0,25 – 0,55 | 4.0 | DZD-4 | ≤ 0,08 |
| 80 milioni | 0,55 – 0,75 | 7.5 | DZD-7.5 | ≤ 0,08 |
| 90S/L | 1.1 – 1.5 | 15 | DZD-15 | ≤ 0,10 |
| 100 litri | 2,2 – 3,0 | 30 | DZD-30 | ≤ 0,10 |
| 112 milioni | 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 litri | 30 – 37 | 280 | DZD-280 | ≤ 0,20 |
| 225S/M | 37 – 45 | 450 | DZD-450 | ≤ 0,25 |
| 250 milioni | 45 – 55 | 600 | DZD-600 | ≤ 0,25 |
Come funziona il meccanismo del freno elettromagnetico
Motore acceso (freno rilasciato)
Quando viene applicata corrente alternata ai terminali del motore, il raddrizzatore a ponte integrato converte la corrente alternata in corrente continua e alimenta la bobina del freno elettromagnetico. Il campo magnetico risultante attrae la piastra dell'indotto, comprimendo le molle del freno e allontanando il disco di attrito dalla superficie frenante. L'albero del rotore è ora libero di ruotare. Il rilascio del freno avviene entro 0,15 secondi dall'applicazione dell'alimentazione, consentendo al motore di accelerare fino alla velocità nominale senza attrito.
Arresto del motore (freno inserito)
Quando l'alimentazione viene interrotta, il campo elettromagnetico collassa immediatamente. Le molle di compressione precaricate spingono la piastra dell'indotto contro il disco del freno, generando una coppia di attrito che decelera il rotore fino all'arresto completo. Questa azione frenante, azionata da molle, è interamente meccanica anche dopo l'interruzione di corrente, garantendo una vera e propria funzione di sicurezza. Il motore manterrà la posizione sotto carico statico indefinitamente anche in assenza di alimentazione elettrica, una caratteristica fondamentale per i paranchi delle gru e le applicazioni di sollevamento verticale.
Funzione di sblocco manuale
Ogni motore con freno Ever-Power di Korea è dotato di una leva di sblocco manuale accessibile dall'esterno dell'alloggiamento del motore. In caso di interruzione di corrente, questa leva consente al personale di manutenzione di disinnestare manualmente le molle del freno, liberando l'albero per il riposizionamento manuale del carico. Questa caratteristica è richiesta dalle normative di sicurezza per le applicazioni con gru a ponte e paranchi. Lo sblocco manuale è a molla e si riattiva automaticamente quando viene rilasciato dall'operatore.
Caratteristiche e vantaggi ingegneristici
Frenata rapida e ripetibile
Il tempo di risposta in frenata è inferiore a 0,1 secondi a vuoto e inferiore a 0,25 secondi a pieno carico per telai fino a 200L. La costanza della coppia frenante rimane entro ±5% per l'intera durata del disco di attrito, consentendo un posizionamento preciso e ripetibile nelle linee di produzione automatizzate.
Elevata durata del ciclo di vita
Il disco freno è progettato per un minimo di 1.000.000 di cicli di frenata nelle condizioni nominali. L'usura del disco freno si compensa automaticamente grazie al meccanismo a molla, mantenendo una coppia frenante costante senza necessità di regolazioni manuali fino al raggiungimento dello spessore minimo del disco. Un indicatore di usura visibile semplifica la programmazione della manutenzione.
Design a molla a prova di guasto
Il freno si innesta automaticamente in caso di interruzione dell'alimentazione elettrica, grazie alla sola forza della molla. Non è necessaria energia elettrica per mantenere lo stato di frenatura. Questa caratteristica di sicurezza è obbligatoria per le attrezzature di sollevamento secondo le norme EN 60204-32 e ISO 12100 in materia di sicurezza delle macchine, ed elimina il rischio di caduta del carico durante interruzioni di corrente impreviste.
Modulo raddrizzatore integrato
All'interno della morsettiera è montato un ponte raddrizzatore AC/DC sigillato che converte la corrente alternata del motore nella tensione continua richiesta dalla bobina del freno. Per il funzionamento standard non è necessario un alimentatore esterno o un controller del freno separato. Per le applicazioni che richiedono un controllo indipendente del freno (come i sistemi azionati da inverter), è possibile utilizzare un alimentatore CC separato per il freno.
Applicazioni industriali
I motori con freno elettromagnetico sono specificati ovunque sia necessario arrestare rapidamente e in modo controllato un carico azionato e mantenerlo in posizione. I seguenti settori e tipologie di apparecchiature rappresentano le principali aree di applicazione per la nostra serie YEJ:
Gru, paranchi e attrezzature di sollevamentoGru a ponte, gru a cavalletto, gru a braccio, paranchi e argani. Il freno di sicurezza trattiene il carico sospeso durante le interruzioni di corrente. Le dimensioni del telaio da 100L a 250M sono le più comunemente utilizzate per i sistemi di traslazione, carrello e paranco delle gru. |
Macchine per imballaggio e stampaMacchine per l'inscatolamento, macchine per l'etichettatura, le macchine formatrici, riempitrici e sigillatrici e le macchine da stampa a bobina. La posizione di arresto precisa è fondamentale per mantenere l'allineamento del prodotto e la precisione di registro. Le dimensioni tipiche dei telai vanno da 71M a 132M con potenze da 1,5 a 7,5 kW. |
Nastri trasportatori inclinati ed elevatoriNastri trasportatori inclinati, elevatori a tazze e trasportatori verticali a movimento alternato, dove il carico scivolerebbe all'indietro senza un freno di bloccaggio. Il freno impedisce il movimento inverso quando il motore viene diseccitato, proteggendo sia il prodotto che l'attrezzatura. |
Macchine utensili
Torni, fresatrici, alesatrici e rettificatrici. Il freno arresta rapidamente il mandrino o l'asse dopo ogni operazione di lavorazione, riducendo i tempi di ciclo e migliorando la sicurezza dell'operatore. Tipicamente motori a 2 o 4 poli con potenza compresa tra 1,5 e 15 kW.
Metallurgia e lavorazione dell'acciaio
Laminatoi, avvolgitori di bobine, raddrizzatrici e linee di taglio a misura. L'elevato ciclo di lavoro richiede motori con freno di classe S4 (funzionamento intermittente con avviamento e frenatura). Si raccomandano motori con telaio in ghisa e coppia frenante maggiorata.
Attrezzature edili
Montacarichi da cantiere (per persone e materiali), betoniere e motori di rotazione per gru a torre. Le norme di sicurezza EN 12159 e EN 14439 richiedono un sistema di frenatura a prova di guasto per tutti i movimenti di gru e montacarichi. I nostri motori con freno soddisfano questi requisiti.
Guida di sostituzione dei riferimenti incrociati
I nostri motori freno della serie YEJ utilizzano dimensioni del telaio standard IEC e sono sostituti diretti delle seguenti famiglie di motori freno internazionali:
| Marca | Serie di motori freno | Sostituzione di Ever-Power in Corea |
|---|---|---|
| ABB | M3BP con opzione freno | Serie YEJ (corrispondente al telaio IEC) |
| Siemens | 1LE1 con freno 2LM8 | Serie YEJ (corrispondente al telaio IEC) |
| SEW-Eurodrive | Motori freno DRE/DRS | Serie YEJ + piastra adattatrice se necessaria |
| Nord Drivesystems | Motori freno SK 200E-B | Serie YEJ (corrispondente al telaio IEC) |
| WEG | Motori freno W22 BRK | Serie YEJ (corrispondente al telaio IEC) |
Installazione e cablaggio
L'installazione di un motore con freno YEJ segue le stesse procedure meccaniche di un motore trifase standard, con le seguenti considerazioni aggiuntive per il circuito del freno:
Montare il motore su una superficie piana e rigida, rispettando le dimensioni di montaggio standard IEC. Assicurarsi che l'estremità del freno (lato non motore) abbia uno spazio libero di almeno 50 mm per la circolazione dell'aria e l'accesso alla leva di sblocco manuale.
Collegare i tre cavi di alimentazione del motore (U1, V1, W1) all'uscita del contattore. Collegare i cavi di ingresso del raddrizzatore del freno in parallelo con i cavi di alimentazione del motore all'interno della morsettiera. Questa configurazione di cablaggio garantisce che il freno si disinnesti simultaneamente all'accensione del motore e si innesti all'apertura del contattore.
Per i motori alimentati tramite un variatore di frequenza (VFD), non collegare il raddrizzatore del freno all'uscita del VFD. Collegare invece la bobina del freno a un contattore separato alimentato dalla rete elettrica, oppure utilizzare un alimentatore CC indipendente per il freno. Ciò impedisce al VFD di interferire con il funzionamento della bobina del freno durante le fasi di decelerazione.
Prima del primo utilizzo, utilizzare la leva di sblocco manuale per verificare manualmente che il freno si innesti e si disinnesti senza intoppi. Testare il motore in entrambe le direzioni di rotazione a vuoto. Verificare che il motore si arresti completamente entro il tempo di frenata specificato quando l'alimentazione viene interrotta.
Programma di manutenzione dei freni
Il freno elettromagnetico richiede ispezioni periodiche per garantire un funzionamento continuo, sicuro e affidabile. Seguire il seguente programma di manutenzione:
Ogni 3 mesi: Ispezionare il freno per verificare la presenza di rumori anomali durante l'azionamento. Controllare il traferro tra l'indotto e l'elettromagnete utilizzando spessimetri (traferro nominale: 0,2–0,5 mm a seconda della taglia del telaio).
Ogni 6 mesi: misurare lo spessore del disco freno e confrontarlo con lo spessore minimo indicato sul disco o specificato nel manuale di manutenzione. Sostituire il disco se lo spessore è inferiore al limite di usura.
Ogni 12 mesi: pulire il gruppo freno con aria compressa per rimuovere polvere e residui di materiale d'attrito. Controllare la tensione delle molle dei freni e sostituirle se la coppia frenante è diminuita di oltre 10% rispetto al valore nominale.
La lubrificazione dei cuscinetti del motore segue lo stesso programma dei motori trifase standard: rilubrificare ogni 8.000-10.000 ore per le taglie fino a 132 e ogni 5.000-8.000 ore per le taglie pari o superiori a 160.
Domande frequenti
Che cos'è un motore con freno elettromagnetico?
Un motore con freno elettromagnetico è un motore a induzione trifase con un freno a disco elettromagnetico in corrente continua integrato, montato sull'estremità opposta all'albero motore. Quando l'alimentazione viene interrotta, le molle azionano automaticamente il freno per arrestare e bloccare l'albero. Quando l'alimentazione viene ripristinata, l'elettromagnete rilascia il freno consentendo la libera rotazione. Questa configurazione a prova di guasto garantisce l'arresto del motore anche in caso di interruzione improvvisa dell'alimentazione.
Qual è la differenza tra un motore con freno e un motore standard con freno esterno?
Un motore con freno integra il meccanismo frenante direttamente nell'alloggiamento del motore, come unità assemblata in fabbrica. Ciò garantisce un'installazione più compatta, una coppia frenante calibrata in fabbrica e connessioni elettriche correttamente abbinate. Un freno esterno aggiunto a un motore standard richiede un adattatore di montaggio separato, un cablaggio indipendente e la regolazione manuale della coppia, con conseguente assemblaggio più lungo e costi complessivi più elevati.
È possibile utilizzare un motore con freno in un variatore di frequenza?
Sì, ma con uno specifico requisito di cablaggio. La bobina del freno non deve essere alimentata dall'uscita del VFD. Invece, collegare il raddrizzatore del freno a un contattore CA separato o utilizzare un alimentatore CC indipendente per il freno. Ciò impedisce che le variazioni della tensione di uscita del VFD influiscano sul funzionamento del freno. La serie YVF2EJ combina motore per servizio inverter costruzione con freno integrato per applicazioni azionate da inverter.
Come posso calcolare la coppia frenante necessaria per la mia applicazione?
Per gli azionamenti dei trasportatori orizzontali, la coppia frenante statica richiesta è pari alla coppia nominale del motore moltiplicata per un fattore di sicurezza da 1,2 a 1,5. Per le applicazioni di sollevamento verticale (paranchi, ascensori), calcolare la coppia gravitazionale del carico massimo sospeso al raggio del tamburo e moltiplicarla per un fattore di sicurezza di almeno 1,5 secondo la norma EN 60204-32. Selezionare sempre una coppia frenante pari o superiore al valore calcolato.
Quanto dura un disco freno?
Il disco freno è progettato per un minimo di 1.000.000 di cicli di frenatura alle condizioni di coppia nominale. La durata effettiva dipende dall'inerzia del carico azionato, dalla velocità del motore al momento della frenata e dalla frequenza di frenata. Per applicazioni con elevata frequenza di frenata (superiore a 120 cicli all'ora), la durata del disco può essere ridotta e deve essere monitorata mediante misurazioni periodiche dello spessore.
Cosa succede se il disco del freno si usura completamente?
Con l'usura del disco del freno, lo spazio tra l'indotto e l'elettromagnete aumenta. Quando tale spazio supera il valore massimo consentito (in genere 0,8-1,2 mm), la forza elettromagnetica diventa insufficiente a rilasciare completamente il freno, causando un maggiore attrito del motore e una generazione eccessiva di calore. La maggior parte dei motori dei freni è dotata di un indicatore di usura visibile che segnala quando il disco ha raggiunto lo spessore minimo consentito e deve essere sostituito.
È possibile regolare la coppia frenante?
La coppia frenante standard è impostata in fabbrica e non è regolabile dall'utente finale. Se è necessaria una coppia frenante diversa, specificare il valore desiderato al momento dell'ordine. Possiamo fornire motori freno con coppia frenante ridotta o aumentata, entro i limiti della capacità meccanica di ciascuna taglia. Per applicazioni che richiedono una coppia frenante variabile, è possibile utilizzare un regolatore di frenatura proporzionale separato con una bobina freno alimentata in corrente continua.
Il motore del freno è adatto all'installazione all'esterno?
Sì. I nostri motori con freno YEJ hanno un grado di protezione IP55, che garantisce una protezione completa dalla polvere e resistenza ai getti d'acqua provenienti da tutte le direzioni. Per installazioni esposte a forti piogge, luce solare diretta o atmosfere corrosive, si consiglia di aggiungere una copertura protettiva e di specificare l'opzione di isolamento resistente all'umidità tropicale al momento dell'ordine.
Quali sono i tempi di consegna per i motori dei freni?
I motori con freno YEJ standard, nelle taglie più comuni (da 80M a 160L) e con configurazione a 4 poli, sono disponibili con un tempo di consegna di 10-18 giorni lavorativi. Per le configurazioni meno comuni (2 poli, 6 poli, 8 poli o taglie superiori a 200L) potrebbero essere necessari dai 25 ai 35 giorni. Contatta il nostro team di vendita per informazioni sulla disponibilità a magazzino e sulle date di consegna precise in base alle vostre esigenze specifiche.
Fornite motori freno con efficienza IE3?
Sì. I nostri motori con freno della serie Y2EJ sono disponibili con avvolgimenti motore con classificazione IE3 (Premium Efficiency) pur mantenendo lo stesso meccanismo di frenatura elettromagnetica. Il motore con freno IE3 utilizza le stesse dimensioni del telaio della serie YEJ standard, pertanto può essere sostituito direttamente negli impianti esistenti in cui si applicano le normative aggiornate in materia di efficienza.
Esperienze dei clienti
Abbiamo installato 24 motori freno YEJ-132M-4 sul nostro sistema di gru a ponte, distribuito su due magazzini. La risposta di frenatura si è dimostrata costante e affidabile per oltre otto mesi di funzionamento su tre turni. Le leve di sblocco manuale sono state testate durante l'ispezione annuale di sicurezza e hanno funzionato correttamente su ogni unità. Il costo di sostituzione è stato di circa 451 TP3T inferiore rispetto ai precedenti motori freno di marca europea.
David L., Responsabile della struttura
Magazzino logistico, Houston, Texas, USA
La nostra linea di confezionamento funziona a 200 cicli al minuto, ognuno dei quali richiede l'avvio e l'arresto del motore. Dopo 10 mesi, i motori freno YEJ-90L-4 non mostrano alcun aumento misurabile del tempo di frenata. L'indicatore di usura del disco freno si trova ancora nella zona verde. Questo livello di durata, a questo prezzo, non era qualcosa che ci aspettavamo da un marchio di motori non europeo.
Anna G., Ingegnere di produzione
Imballaggi per beni di consumo, Varsavia, Polonia
Utilizziamo motori YEJ-160M-4 sui nostri montacarichi per materiali edili. Ogni montacarichi trasporta fino a 2.000 kg di mattoni e malta ai piani superiori. La coppia frenante di 150 N·m fornisce una forza di tenuta più che sufficiente, con un fattore di sicurezza calcolato di 1,8. Non abbiamo registrato alcun episodio di slittamento del carico su 16 unità durante un periodo di costruzione di 14 mesi.
Mahmoud S., Ingegnere Meccanico di Cantiere
Construction Group, Dubai, Emirati Arabi Uniti
Nota tecnica importante
I valori di coppia frenante e i tempi di frenata indicati in questo documento sono misurati in condizioni di prova standard (velocità nominale, assenza di inerzia di carico esterno, alimentazione a 380 V 50 Hz). La distanza e il tempo di arresto effettivi dipendono dall'inerzia totale del sistema, dalla velocità del motore al momento della frenata e dall'efficienza meccanica della trasmissione. Per le applicazioni di sollevamento critiche per la sicurezza, calcolare sempre la coppia frenante richiesta in base al carico sospeso massimo e verificarne la conformità alle norme di sicurezza applicabili (EN 60204-32, ISO 12100 o normative locali sulle gru). Tutte le specifiche sono conformi alle norme JB/T 8680-2008, IEC 60034 e GB/T 755.
Hai bisogno di un preventivo per un motorino del freno?
Inviaci i dettagli della tua applicazione (potenza del motore, coppia frenante, ciclo di lavoro e tipo di montaggio) e ti forniremo un preventivo dettagliato con scheda tecnica entro 24 ore.
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