1. ブレーキモーターの仕組み
ブレーキモーターは、三相誘導モーターと電磁ブレーキを一体化したコンパクトなユニットです。ブレーキはモーターシャフトの非駆動端に取り付けられ、モーター筐体の一部である保護カバー内に収められています。モーターとブレーキは同じ端子ボックスを共有するため、電気配線が簡素化されます。主三相電源は標準的な方法でモーター巻線に接続され、独立した直流電源（通常はモーターの端子ボックス内の整流器モジュールまたは制御盤から供給される24V DC）がブレーキコイルに電力を供給します。
重要な運用原則は フェイルセーフ設計ブレーキはバネの力によって機械的に作動し、直流電磁石によって電気的に解除されます。つまり、停電、緊急停止、または電源供給の中断が発生すると、制御信号なしにブレーキが自動的に作動します。負荷は、能動的な制御動作ではなく、デフォルトの状態として保護されます。
三相電源がモーター巻線に供給されると同時に、ブレーキコイルにも直流電源が供給されます。電磁石がバネの力に打ち勝ち、アーマチュアディスクをブレーキディスクから解放し、シャフトの回転を可能にします。モーターは1～3秒以内に定格速度まで加速します。
モーターは定格速度で負荷を駆動します。ブレーキコイルは通電状態を維持し、ブレーキを開いたままにします。ブレーキディスクはシャフトと共に自由に回転し、通常の運転中は回転するブレーキディスクと固定されたブレーキプレートとの間に接触はありません。
三相電源と直流ブレーキコイルは同時に遮断されます。バネの力によって電機子ディスクが摩擦ブレーキディスクに押し付けられます。摩擦ブレーキにより、ブレーキトルクと負荷慣性に応じて、0.1～0.5秒以内にシャフトが停止します。
2. ばね作動式電磁ブレーキの原理
Y2EJブレーキモーター内部の電磁ブレーキは、5つの主要部品で構成されており、すべてモーターシャフト延長部の非破壊端に同心円状に取り付けられています。
モーターシャフトにスプラインで接続され、モーターシャフトと共に回転します。動作温度範囲全体にわたって高い摩擦係数と安定した摩擦係数を持つ摩擦材で作られています。ブレーキディスクはブレーキアセンブリの中で摩耗する部分であり、ブレーキをかけるたびに厚みが減少するため、摩耗の進行に合わせてエアギャップを調整する必要があります。
ガイドピン上を軸方向にスライドするものの回転しない鋼製ディスク。ブレーキが作動すると、圧縮スプリングがアーマチュアディスクを回転するブレーキディスクに押し付け、制動トルクを発生させる締め付け力を生み出す。電磁石が通電されると、スプリングの力に抗してアーマチュアディスクをブレーキディスクから引き離し、自由回転を可能にするエアギャップを形成する。
ブレーキの外周に配置された複数の圧縮ばねは、電磁石の通電が停止した際にクランプ力を発生させます。ばねの力によって、ブレーキの静的保持トルクが決まります。ばねは、モーターの定格トルクの特定の倍数（通常は定格モータートルクの1.5～2.0倍）のブレーキトルクを発生させるように設計されており、傾斜面での負荷保持や外部からの力によるドリフト防止に使用されます。
ブレーキハウジング内に取り付けられた直流電磁石コイル。直流電圧（韓国のEver-Power Y2EJシリーズでは、モーターの三相電源から半波整流器または全波整流器によって得られる24V DCが一般的）が印加されると、磁場が発生し、スプリングの力に抗してアーマチュアディスクをブレーキディスクから引き離し、0.1～0.3mmの解放エアギャップを形成します。
ブレーキハウジングに取り付けられた機械式レバーは、直流電源を使用せずに手動でブレーキを解除できます。手動解除は、メンテナンス時の位置決め、停電時の負荷降下、および初期試運転に使用されます。モーターが生産運転を再開する前に、手動解除を解除し、レバーを元の位置に戻す必要があります。
3. ブレーキトルクと停止時間の選択
ブレーキ選定における重要なパラメータは、必要な制動トルクと必要な停止時間の2つです。これらのパラメータは減速度と負荷慣性によって連動しているため、個別に指定するのではなく、同時に指定する必要があります。
| 応用 | 必要な停止時間 | 標準的なブレーキトルク比 | 注記 |
|---|---|---|---|
| 人間を乗せる昇降装置 | 0.15秒未満 | モーター定格トルクの3.0～4.0倍 | 安全規制要件; 緊急用大型ブレーキ |
| 資材運搬用ホイスト／クレーン | 0.3秒未満 | モーター定格トルクの1.5～2.5倍 | 位置決め後の荷重保持；揺れを防ぐための高速停止 |
| コンベア（位置決め） | 0.5秒未満 | モーター定格トルクの1.5～2.0倍 | 製品搬送時の正確な停止位置。ドリフトを防止。 |
| 包装機 | 0.3秒未満 | モーター定格トルクの1.5～2.0倍 | 工具の位置決め、製品の詰まり防止、安全ガードの連動 |
| 保持（動作不要） | 静止保持のみ | モーター定格トルクの1.2～1.5倍 | 傾斜コンベア、垂直軸、逆回転防止 |
4. ブレーキのデューティサイクルと熱定格
ブレーキをかけるたびに、運動エネルギーはブレーキディスクの摩擦面で熱として放出されます。ブレーキの熱容量によって、ブレーキディスクが過熱して摩擦特性が劣化するまでの1時間あたりの最大ブレーキ回数が制限されます。これがブレーキのデューティサイクル制限であり、モーターのデューティサイクルとは無関係です。
定格速度から停止までのブレーキ動作ごとに、運動エネルギー E = ½ × J × ω² が消費されます。4 kW モーターが 1,450 rpm で J = 0.04 kg·m² の場合、E = 0.5 × 0.04 × (151.8)² = 461 J となります。モーターが 1 時間に 60 回始動および停止する場合、ブレーキは 461 × 60 = 27,660 J/時間 = 平均 7.7 W の熱を消費します。これは、ブレーキの定格平均熱放散容量内に収まる必要があります。
ブレーキディスクの摩耗速度は、1回の制動エネルギーに比例し、ディスク材質の耐摩耗性に反比例します。韓国エバーパワーY2EJシリーズのブレーキは、通常の周囲温度とまれな緊急ブレーキを想定した場合、定格速度から定格制動トルクで200万回以上の制動操作を行うとディスクの交換が必要になるように設計されています。ディスクが摩耗すると、アーマチュアとブレーキディスク間のエアギャップが増加します。エアギャップが規定の最大値（ブレーキサイズに応じて通常0.5～0.8mm）を超えた場合は、ブレーキを調整する必要があります。
韓国エバーパワー社製Y2EJシリーズブレーキは、定格制動トルクおよび定格モータ回転数において、1時間あたり最大240回の制動動作（IEC 60947準拠の動作クラスAC3）に対応しています。この制限は、包装機械や短サイクルコンベアなどの連続反復サイクル用途に適用されます。1時間あたり240回を超える制動動作を行う用途には、より高い動作クラス定格のブレーキモータが必要となり、ご要望に応じて特別仕様としてご提供可能です。
5. 韓国エバーパワー社製 Y2EJシリーズ ブレーキモーター
韓国エバーパワーのY2EJシリーズは、スプリング作動式で電気的に解除される電磁ブレーキを内蔵した三相誘導電動機です。制御された停止が必要な用途において、標準のY2シリーズ電動機の直接代替品として設計されています。Y2EJはY2と同じIECフレーム寸法と端子ボックスレイアウトを採用しているため、機械構造を変更することなく同じ設置面積に設置できます。 ブレーキモーター製品ラインナップ 2極（2,850 rpm）、4極（1,450 rpm）、6極（960 rpm）、および8極（720 rpm）構成で、0.18～45 kWの範囲をカバーします。
ブレーキコイルは、モーターの端子箱内に設置された半波整流器モジュールから供給される24V DCで通電されます。整流器は主三相電源の2相から給電されるため、主接触器が閉じるとモーターと同時にブレーキが解除されます。別途ブレーキ制御回路は必要ありません。この統合設計により、パネル配線が簡素化され、モーターの始動とブレーキ解除を同期させるために必要となるタイミングリレーやPLC出力が不要になります。
| パワーレンジ | 0.18～45kW |
| ポーランド人 | 2人用 / 4人用 / 6人用 / 8人用 |
| ブレーキの種類 | スプリング式、DCリリース |
| ブレーキ電圧 | 24V DC（整流器内蔵） |
| 標準的な停止時間 | 0.1～0.5秒 |
| ブレーキトルク | 定格モータートルクの1.5～2.5倍 |
| 手動リリース | 全モデルに標準装備 |
| 保護 | IP54（モーター＋ブレーキ） |
| 絶縁 | クラスF |
6．ブレーキモーターの応用分野
ホイストとクレーン
チェーン式およびワイヤーロープ式ホイスト、天井走行クレーン、ジブクレーンが、ブレーキモーターの主な用途です。内蔵ブレーキは、ホイストが作動していないときは常に吊り下げられた荷物を静止させ、ドリフトや重力によるドリフトを防ぎます。Y2EJ 4極シリーズは、0.37～5.5kWの出力範囲で、作業場用ホイストや産業用クレーンの全範囲をカバーします。人乗りホイストの安全規制では、特定のブレーキ性能基準が求められます。Korea Ever-Powerは、安全分類された吊り上げ用途に適したブレーキトルク定格についてアドバイスを提供できます。 |
包装・加工機械
充填機、成形充填シール包装ライン、ラベリング機、カートン組立機など、あらゆる包装機械は、サイクル完了時に一定の位置で停止し、次のサイクル開始までその位置を保持するモーターを必要とします。ブレーキモーターは、エンコーダーフィードバックやサーボ制御なしでこれを実現します。ブレーキはサイクル停止時に作動し、ツールの位置を正確に維持します。Y2EJ 4極および6極シリーズ（出力0.18～2.2kW）は、ほとんどの包装機械の駆動要件に対応します。 |
重荷重を搬送する傾斜ベルトコンベアやチェーンコンベアは、モーター停止時に重力によって逆回転するのを防ぐため、ブレーキモーターが必要です。Y2EJブレーキは、外部の機械式バックストップなしで荷物の逆回転を防ぎます。
ドリル盤、ボーリング盤、旋盤などの垂直軸駆動装置では、ワークピースの交換中にスピンドルヘッドやクロススライドを所定の位置に保持するためにブレーキモーターが使用され、工具やワークピースを損傷する可能性のある重力によるずれを防ぎます。
産業用ローラーシャッター、セクショナルドア、自動ゲート駆動装置には、Y2EJブレーキモーターが使用されており、ドアやゲートを任意の中間位置で保持し、安全エッジセンサーが作動した場合にドアが即座に停止するようにします。
整経機、巻取機、および張力調整機の駆動部は、糸の張力とウェブの位置を維持するために、パターン変更時やロールの終端で迅速かつ再現性の高い停止動作を必要とします。ブレーキモーターは、メンテナンス箇所が少ない機械式クラッチ・ブレーキの組み合わせに取って代わります。
7. よくある質問
Cxmによる編集
