韩国永力Y2EJ系列AS/RS堆垛起重机仓库驱动指南

用于自动化立体仓库堆垛机和仓库升降机的制动电机:
起吊、运输和安全握持指南

自动化存储和检索系统 (AS/RS) 堆垛机在高架仓库通道中连续运行,行走速度最高可达 4 米/秒,提升速度最高可达 2 米/秒,每班次需停靠数千次,以将托盘或周转箱精确地放置在货架上。定位精度要求(通常为 ± 5 至 ± 20 毫米)和故障安全负载保持要求(断电时提升机不得掉落托盘)使得提升轴和行走轴上的制动电机成为 AS/RS 设备的标准配置。本指南涵盖了堆垛机提升、行走和升降驱动装置的 Y2EJ 制动电机选型。

故障安全型提升机保持架
± 5 毫米停止精度
S4 高循环负载
行程速度 0.5 至 4 米/秒
0.18–45千瓦

故障安全
负载保持于断电状态
± 5 毫米
起重机停止重复性
S4值班
高频循环
240/小时
最大制动操作
24伏直流电
集成制动整流器

韩国永力高位堆垛机起重机Y2EJ弹簧式制动电机

韩国Ever-Power Y2EJ系列制动电机——采用弹簧式集成制动器,可为AS/RS堆垛机提供起升轴上的托盘安全固定以及行走轴和提升轴上的精确停止定位。断电后,制动器会在几毫秒内自动接合,防止高架仓库环境中断电或紧急停止事件发生时负载发生移动。

1. 自动化立体仓库堆垛机起重机驱动轴

单桅或双桅自动化立体仓库堆垛机具有三个独立的驱动轴,每个轴的速度、定位和安全要求各不相同。三个轴都需要制动电机,但每个轴的制动电机需求各不相同。

轴 1:提升机(垂直提升)

提升轴沿桅杆升降负载载具(托盘叉或周转箱)。运行速度:0.3 至 1.5 米/秒。最大安全工作载荷:500 至 3,000 公斤,具体取决于机器等级。制动要求:故障安全型弹簧制动器,可在断电、紧急停止或任何驱动故障时保持悬挂负载静止。这是安全关键轴——此处制动器失效会导致托盘从货架位置坠落,造成严重的安全隐患,并可能损坏负载和货架结构。

安全关键:制动器失效→负载坠落。必须使用Y2EJ弹簧制动器。
轴线 2:行程(过道穿越)

行走轴驱动起重机沿通道在货架间移动。行走速度:1.0 至 4.0 米/秒。定位精度:在目标货架立柱处为 ± 5 至 ± 20 毫米。制动要求:在变频器减速至接近零速后,制动器接合,起重机可在目标立柱位置实现可重复停止。制动器还可在紧急停止和紧急情况下提供安全停止,防止起重机越过端部缓冲器。

定位和安全停止:变频器减速后启动Y2EJ制动器。位置反馈采用编码器或激光。
轴 3:提取(叉子进/出)

伸缩轴将载货叉或穿梭车伸入货架,以拾取或放置托盘。行程:水平伸缩距离 0.5 至 1.5 米,速度 0.2 至 0.5 米/秒。定位精度:± 3 至 ± 10 毫米。制动要求:制动电机在负载转移过程中将叉子保持在伸出位置(托盘升降过程中叉子不得缩回),并在伸缩行程结束时快速停止,以防止与货架横梁碰撞。

负载转移保持和碰撞防止:根据精度要求,采用 Y2EJ 制动器或伺服电机。

2. 起重机轴制动电机要求

自动化存储和检索系统 (AS/RS) 提升机制动扭矩计算——1000 公斤托盘负载
系统参数:
安全工作负荷 = 1,000 公斤
绳索系统 = 2:1 机械优势
提升机滚筒直径 = 300 毫米(半径 0.15 米)
变速箱传动比 = 30:1
提升电机:4极,额定扭矩T
所需升力 = 1,000 × 9.81 = 9,810 牛顿
电机轴上的负载扭矩 = 9,810 × 0.15 ÷ (2 × 30 × 0.88) = 27.9 N·m
制动扭矩选择:
所需电机额定扭矩:P = Tω,其中 T ≥ 27.9 N·m
选择 3.0 kW、4 极:T 型额定扭矩 = 9,550 × 3.0 ÷ 1,450 = 19.8 N·m
(选择下一个尺寸:4.0 kW,T 额定值 = 26.3 N·m — 临界值)
选择 5.5 kW:T 额定值 = 36.2 N·m → 负载扭矩 77% 额定值 — 正确
制动扭矩(2.5倍)= 36.2 × 2.5 = 90.5 N·m → Y2EJ 5.5 kW
制动保持力与负载扭矩:90.5 ÷ 27.9 = 3.2倍安全系数

对于自动化立体仓库(AS/RS)提升电机,应指定制动扭矩至少为额定电机扭矩的2.5倍,并验证由此产生的制动保持扭矩至少为电机轴最大负载扭矩的2.0倍。这样,在距卷筒中心最大半径处,制动能力与满载额定扭矩之间便有2.0倍的安全系数,从而考虑了齿轮箱效率变化和卷筒直径公差。

3. 齿条定位用行程轴制动电机

行走轴制动电机的使用方式与起升轴制动电机不同。行走轴制动电机不是用来保持重力负载的,而是在变频器将起重机减速至接近零速后,提供快速减速停止,然后将起重机保持在目标货架立柱位置,同时起升轴和提取轴完成存储或提取循环。

两段式停车:VFD 斜坡启动,然后制动

AS/RS 的运行循环采用两阶段减速:(1) 在接近目标立柱的最后 0.5 至 2.0 米路段,变频器 (VFD) 将起重机从全速减速至约 0.1 米/秒的蠕动速度;(2) 当位置传感器(编码器、激光或条形码阅读器)确认起重机已到达目标立柱时,变频器输出逐渐降至零,Y2EJ 制动器接合,使起重机在距离目标位置 50 至 150 毫米处停止。Y2EJ 制动器提供最终的精确停止,并在整个存储或检索操作过程中保持起重机静止。

全速行驶时的紧急停止

在紧急制动的情况下(例如,当有人进入通道时),行走制动器必须在规定的距离内使满载堆垛起重机停止。以 4 m/s 的行驶速度和 2,000 kg 的总起重机质量计算,动能为 0.5 × 2,000 × 4² = 16,000 J。Y2EJ 制动器必须吸收此能量;请确认制动器每次制动的额定制动能量(以焦耳为单位,在制动电机数据表中指定)在适当的安全系数下超过 16,000 J。对于高速重型堆垛起重机,通过变频器 (VFD) 的再生制动功能进行辅助制动,可以降低紧急制动期间的机械制动负载。

4. AS/RS堆垛机起重机的S4高循环负载等级

在吞吐量极高的电子商务或冷链仓库应用中,自动化立体仓库(AS/RS)堆垛机每小时可能需要执行 100 到 400 次存储或检索循环。每个循环都涉及起升轴和行走轴上的多次启停操作。Y2EJ 制动电机必须满足 S4 工作模式(间歇性启动)的要求,才能承受频繁启动和制动带来的热负荷。

每小时制动操作次数 240 次

韩国Ever-Power Y2EJ电机在额定制动扭矩下,最大制动次数为每小时240次。对于一个每小时运行120个循环的自动化立体仓库(AS/RS),每个循环包含一台提升机和一次行走制动,则总制动次数为每小时240次——正好达到额定极限。对于更高的循环频率,可以选择更大功率的电机以降低每次制动的热负荷,或者使用带再生制动功能的变频器(VFD)来降低每次制动时的机械热负荷。

CDF 和电机绕组温度

对于每小时循环次数为 120 次的自动化立体仓库 (AS/RS),典型的提升轴的循环持续时间系数 (CDF) 为 30 至 50%——在提升和下降过程中,提升电机在每个循环中运行 50%。应根据实际 CDF 选择 Y2EJ 电机,并采用 S4 占空比,而不是 S1 连续运行。对于相同电机机架,S4 额定功率通常比 S1 高 15 至 25%,因此可以在不降低热功率的情况下,为实际占空比选择功率更小的电机。

用于热保护的PTC热敏电阻

对于额定负载能力达到 Y2EJ 上限的自动化立体仓库 (AS/RS) 驱动器,应在电机绕组中安装 PTC 热敏电阻,并将其连接至起重机控制面板中经认证的热敏电阻继电器。如果绕组温度超过 F 级限值,热敏电阻继电器将抑制起重机电机运行,从而保护电机在异常运行期间(例如通道堵塞或需要在短时间内重复进行起升操作的人工救援作业后)免受热损坏。

5. 自动化立体仓库驱动中的变频器和制动电机协调

所有自动化存储和检索系统(AS/RS)堆垛机的轴均采用变频器(VFD)实现平稳的加减速控制。Y2EJ制动电机与变频器配合使用,而非替代变频器。变频器速度控制与制动器接合之间的协调是实现高吞吐量和安全负载保持的关键。

自动化存储和检索系统 (AS/RS) 提升循环 — 变频器和制动器协调顺序
1:准备开始
PLC发出启动起重机的指令。变频器输出电源,但频率保持在0 Hz(直流磁通建立)。制动控制继电器断开;制动器开始释放(释放时间为50-100毫秒)。
2:升降
制动器释放确认后(制动器反馈触点),变频器在 1-3 秒内将频率提升至额定速度。电机以额定速度提升或降低负载。变频器的扭矩控制功能可防止提升轴加速过程中负载打滑。
3:减速
PLC指令停止。变频器以受控斜坡(0.5-2秒)减速至0 Hz。再生能量返回电源。电机保持零速运转,等待制动指令。
4:刹车并保持
PLC发出信号启动制动器。制动线圈断电;弹簧在50-100毫秒内接合。随后移除变频器输出。机械制动器在断电后无限期地保持负载。起重机已准备好接收下一个指令。

关键事项:当使用变频器 (VFD) 驱动 Y2EJ 制动电机时,制动器直流电源绝不能来自变频器的输出端——变频器的输出电压会随频率变化,在低频下无法可靠地释放制动器。制动线圈的直流电源应由单独的市电整流器或专用的制动电源模块提供。通过起重机 PLC 协调制动器的接合/释放指令,并在调试期间确认适当的延时。

6. 韩国永力Y2EJ用于AS/RS堆垛机起重机驱动装置

韩国Ever-Power Y2EJ系列制动电机是AS/RS堆垛机提升轴、行走轴和提取轴驱动的标准配置,可确保制动保持和精确的停止定位。其功率范围为0.18至45 kW,涵盖了从最小的小型堆垛机(安全工作载荷30至100 kg)到中型托盘堆垛机(安全工作载荷500至1,500 kg)的提升轴和行走轴电机。对于安全工作载荷超过1,500 kg且提升电机功率超过45 kW的重型托盘堆垛机,请联系我们。 韩国永力技术支持 适用于其他制动电机配置。完整的 Y2EJ 系列产品均在…… 制动电机产品部.

Y2EJ — AS/RS堆垛机数据
功率范围 0.18–45千瓦
刹车类型 春季应用,DC发布
制动扭矩 1.5–4.0倍额定电机
参与时间 50–100毫秒
发布时间 50–100毫秒
职务类别 S3/S4起重机作业
最大制动操作 每小时 240
手动释放 救援行动标准

7. 自动化立体仓库和仓库起重应用

韩国永动力(Ever-Power)Y2EJ型制动电机自动化立体仓库堆垛机高位仓库提升机行程轴

高位托盘堆垛起重机

高位托盘式自动化存储和检索系统(货架高度 10 至 40 米),适用于配送中心、冷库和制造仓库。提升轴:Y2EJ,功率 5.5 至 22 千瓦,4 极电机,制动扭矩为额定扭矩的 2.5 倍,安全工作载荷 500 至 1500 公斤。行走轴:Y2EJ,功率 2.2 至 11 千瓦,4 极电机,起重机横移速度 1.5 至 3.0 米/秒。两个轴均采用变频驱动 (VFD) 控制,实现平稳的斜坡控制;Y2EJ 制动器在变频减速至接近零速后启动。

韩国 Ever-Power Y2EJ 制动电机小型负载 AS/RS 料箱穿梭仓库提升机定位

小型装载自动化立体仓库料箱堆垛机

适用于周转箱、纸箱和小零件存储的小型自动化存储和检索系统 (AS/RS)(安全工作载荷 30 至 150 公斤,货架高度 8 至 20 米)。提升轴:Y2EJ,功率 0.37 至 1.5 千瓦,用于轻型周转箱的提升,速度为 1.0 至 2.0 米/秒。移动轴:Y2EJ,功率 0.75 至 2.2 千瓦,用于高速移动,速度为 2.5 至 4.0 米/秒。循环频率极高(300 至 500 次/小时)——调试时请根据实际循环频率验证制动器的热额定值。电子商务物流应用通常以循环频率上限运行小型自动化存储和检索系统。

冷库自动化存储/检索系统

冷冻食品和冷藏产品高架冷库的温度范围为-25至+5°C。Y2EJ制动电机必须适用于冷库环境:需选择适用于低温轴承运行的润滑脂,并满足低温下制动弹簧的特性要求。请联系韩国永力动力公司(Korea Ever-Power)获取Y2EJ冷库规格,包括低温环境下的F级绝缘认证。

垂直升降模块

用于制造和维护、维修和运行 (MRO) 应用中零件存储的垂直升降模块 (VLM)。VLM 托盘托架由单个提升电机垂直驱动。电机型号为 Y2EJ,功率范围为 0.55 至 3.0 kW,4 极。故障安全制动器可防止托盘在存储层之间垂直移动过程中,如果电机或电源发生故障,托盘会坠落到检修口。

转运车(RGV)

轨道导引车 (RGV) 用于在自动化立体仓库 (AS/RS) 通道之间或存储站与拣选站之间转移托盘。Y2EJ 型号的 RGV 行走电机功率为 0.75 至 2.2 kW。制动电机可在通道转移位置实现精确停车,并在 RGV 与输送机之间进行托盘转移时保持车辆静止。

带安全制动装置的货梯

适用于符合 EN 14492 电动升降机标准的夹层货梯和托盘升降机。Y2EJ 型号,功率 0.75 至 7.5 kW,4 极,制动扭矩为额定扭矩的 2.0 倍。断电时,需手动释放制动器以进行紧急负载恢复。升降机额定值符合 EN 1570 或同等货梯标准。

韩国永力Y2EJ电机转子

汽车生产

韩国 Ever-Power Y2EJ 制动测试

制动接合测试

韩国永力起重机电机 CE ISO

CE 和 ISO

韩国永动力全球仓库汽车配送

全球配送

8. 常见问题

如何营救被断电的AS/RS堆垛机困住的人员或货物?

所有供应给自动化存储和检索系统 (AS/RS) 起重机的韩国 Ever-Power Y2EJ 制动电机均标配手动制动释放杆。手动释放杆允许维护技术人员在手动使用变速箱上的应急手轮或连接维护变频器(手持式服务单元)以受控动力下降起重机时,用手(或某些 Y2EJ 型号配备的锁定装置)保持制动器打开状态。手动释放程序必须记录在起重机应急救援程序中,并且维护团队必须接受相关培训。在任何情况下,起重机无人值守时都不得保持手动释放杆处于接合状态(制动器保持打开状态)——手动释放杆必须设计为在技术人员松开控制杆后自动恢复到自动模式。对于货架高度超过 10 米的起重机,如果手动释放导致重力下降速度过快而无法安全控制,则必须在 AS/RS 系统设计中配备维护下降驱动装置(带电池备用电源的应急驱动单元)。

Y2EJ 在 AS/RS 服务中的制动盘使用寿命是多少?

制动盘磨损取决于每次制动吸收的能量和制动总次数。对于自动化立体仓库(AS/RS)行走轴制动器,由于变频器(VFD)在机械制动器接合前将起重机减速至接近零速,因此每次制动吸收的能量较低(起重机在制动器接合前几乎停止),制动盘磨损也最小——通常在两班制运行、每小时制动200次的情况下,5至10年才需要更换制动盘。对于起升轴制动器,由于制动器还需执行中等速度下的紧急制动,因此磨损更为严重。应在每次年度维护保养时检查制动器气隙(电枢盘与电磁铁表面之间的间隙);当气隙达到Y2EJ维护手册中规定的最大值时,应调整气隙或更换制动盘。气隙检查只需15分钟,仅需使用塞尺——应将其纳入起重机的标准年度维护保养计划。

伺服电机能否替代自动化立体仓库堆垛机起重机轴上的Y2EJ制动电机?

在微型负载提取轴和一些需要定位精度低于±2mm的高精度托盘起重机提升轴上,通常使用带安全级制动器的伺服电机。然而,对于大多数托盘堆垛机的提升轴和行走轴而言,配备变频器的Y2EJ制动电机仍然是标准配置,原因如下:其成本远低于同等功率的伺服电机;Y2EJ制动电机在变频器减速后可实现±5至±20mm的定位精度,足以满足标准托盘货架系统的需求;此外,Y2EJ的故障安全弹簧制动器符合EN 14492标准,无需像安全级伺服电机那样进行伺服电机安全制动器认证。对于需要±1mm定位精度且无机械止挡的新型高速微型负载系统,伺服电机是合适的选择——韩国永力动力公司可就伺服电机制动器与自动化立体仓库(AS/RS)安全控制器之间的接口提供咨询服务。

 

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韩国Ever-Power Y2EJ:功率0.18–45千瓦,故障安全型弹簧制动器,接合时间50–100毫秒,制动次数240次/小时,S3/S4起重机工况,标配手动释放。可提供变频器协调指导。

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