1. 为什么起重机需要故障安全制动电机
起重机吊装设备用于提升和悬挂重物以对抗重力。无论何时吊装电机断电——无论是在起升循环结束时有意断电,还是由于电源故障、电机过载跳闸或接触器故障等意外断电——除非采取了保持机构,否则悬挂的重物都会在重力作用下坠落。失控坠落的严重程度从产品和起重机损坏到人员乘坐或高空作业区域的致命伤害不等。
当标准感应电机断电时,转子仅靠摩擦力减速。没有电源,电机无法进行再生制动,且在低于同步转速约20%时,电机无法提供有效的减速转矩。没有机械制动器的起重机电机将使负载在重力作用下下降,其速度仅受钢丝绳速度和摩擦力的限制——对于标准车间起重机而言,通常为0.5至2.0米/秒。
安装在起重机齿轮输出轴或负载链卷筒上的外部制动器需要单独的安装、对准和控制线路。制动器必须连接到与电机接触器动作精确协调的控制信号——电机断电和制动器接合之间的任何时序误差都会导致负载漂移。起重机上的外部制动器还需要定期手动调整,并且比内置电机制动器更容易受到起重机环境污染。
Y2EJ制动电机将电机和制动器集成在一个密封单元内,共用一个接线盒。制动器直流电源与电机直流电源相同,均通过内部整流器供电,确保制动器与电机通电同步释放,与电机断电同步接合。该电机无需外部制动器接线、单独安装、定时继电器或对准程序。这种一体化设计消除了外部制动系统所有常见的协调故障模式。
2. 弹簧式制动器:确保起重机安全故障安全
Y2EJ 制动电机采用弹簧施加、电释放的电磁制动器。这是一种故障安全设计:默认情况下,弹簧使制动器保持接合状态,负载保持静止。需要通电才能释放制动器,使电机运转。这意味着任何电源中断——无论是主动停止、断电、过载跳闸还是紧急停止——都会自动接合制动器并停止负载,无需任何人工干预。
提升或下降接触器闭合。三相电源为电机绕组供电;直流整流器为制动线圈供电。电磁铁克服弹簧力;制动器释放。电机在0.5至1.5秒内加速至额定转速,具体时间取决于负载惯性。
电机以额定速度提升或降低负载。制动线圈保持通电状态;制动盘自由旋转,无接触。运行阶段无磨损。
接触器断开。电机和制动线圈同时断电。弹簧在 50–150 毫秒内接合制动盘。电机在 0.1–0.4 秒内从额定转速减速至零,具体时间取决于制动扭矩和负载惯性。负载无限期保持静止,无需任何电源。
与步骤 3 相同——制动器自动接合。负载被牢固固定。无需辅助电源即可保持制动。正是这种故障安全特性使得弹簧式制动器成为起重机和吊车应用中的必备装置。
3. 制动扭矩选择:额定电机扭矩的 1.5 倍至 4 倍
制动扭矩必须足以在规定的停止时间内将负载从额定提升速度减速至零,并在最大额定负载下保持负载静止不动,抵抗重力而不发生滑动。对于提升机应用,制动扭矩的选择取决于提升机是物料提升机还是载人提升机,以及绳索系统的倍率系数。
| 起重机应用 | 所需停止时间 | 制动扭矩比 | 监管依据 |
|---|---|---|---|
| 载人升降机(人员升降机) | < 0.15 秒 | 3.0–4.0倍评分 | EN 14492-2;AS 1418.3;当地起重法规 |
| 桥式起重机(安全工作载荷大于1吨) | < 0.25 秒 | 2.0–3.0倍评级 | FEM 1.001;ISO 4301;EN 13001 |
| 链式起重机/车间起重机 | < 0.30 秒 | 1.5–2.5倍评级 | EN 14492-1;AS 1418.2 |
| 悬臂起重机/回转起重机 | < 0.30 秒 | 1.5–2.5倍评级 | EN 13001;当地起重机法规 |
| 单轨起重机(梁下) | < 0.35 秒 | 1.5–2.0倍评级 | EN 14492-1 |
安全提示:对于载人升降机,切勿依赖蜗轮蜗杆的自锁功能作为主要安全保持机构。振动、润滑油粘度随温度变化或齿轮比接近临界值时,自锁功能均可能失效。载人电动升降机的EN 14492-2标准要求配备经认证的制动器,其保持扭矩至少为额定悬挂负载扭矩的1.5倍,且该制动器必须独立于齿轮传动装置。
4. 起重机制动器停止时间计算
ω = 额定转速下的角速度 (rad/s)
M 制动器 = 制动扭矩 (N·m)
M-负载 = 电机轴上的负载扭矩 (N·m)
ω = 1,450 × π ÷ 30 = 151.8 弧度/秒
电机额定扭矩 = 9,550 × 0.75 ÷ 1,450 = 4.95 N·m
J-total(电机+滚筒)= 0.012 kg·m²
制动扭矩 (2.0×) = 9.9 N·m;电机轴负载扭矩 = 1.8 N·m
t = 0.012 × 151.8 ÷ (9.9 − 1.8) = 0.22 秒 → 不超过 0.30 秒的限制
电机轴上的负载扭矩是负载重力扭矩经绳索系统、齿轮箱速比和滑轮效率折算后的结果。对于一个负载为 500 kg、齿轮箱速比为 20:1、齿轮箱效率为 85% 的双股绳索系统:电机负载扭矩 = (500 × 9.81 × 0.1) ÷ (2 × 20 × 0.85) = 490.5 ÷ 34 = 14.4 N·m。验证制动扭矩是否至少比该负载扭矩大一倍,且该倍数必须满足安全要求。
5. 起重机作业等级:S3 和 S4
电机运行一段设定的运行时间后停止一段时间,如此循环往复。Y2EJ 电机在 S3 负载下的铭牌功率是根据特定的循环持续时间系数 (CDF) 来额定的,通常为 15%、25% 或 40% 的运行时间。例如,一台额定功率为 1.5 kW、CDF 为 S3 25% 的 Y2EJ 电机,在每次运行时间不超过额定值且停机时间提供充分冷却的情况下,可以在运行期间产生 1.5 kW 的功率。对于普通仓库和车间作业,起重机和吊机的运行工况通常属于 S3 25% 至 40% 的范围。
S4 工况考虑了频繁启动时产生的热损耗,这部分损耗占电机总发热的很大一部分,而不仅仅是运行损耗。对于每小时起升次数超过 60 次的高频次起重机——例如钢铁厂起重机、集装箱起重机和高吞吐量工业起重机——必须选择 S4 工况的电机,或者必须验证每小时启动次数是否符合 Y2EJ 系列电机的最大允许启动频率。韩国 Ever-Power Y2EJ 系列电机在连续循环运行条件下,额定制动次数高达每小时 240 次。
6. 韩国永力Y2EJ起重机和提升机
韩国永力Y2EJ系列制动电机是链式起重机、车间桥式起重机、悬臂起重机和单轨起重机的标准配置。其内置的弹簧式电磁制动器可提供额定电机扭矩1.5至4.0倍的静态保持扭矩,具体数值取决于所选尺寸和制动器型号,涵盖从轻型车间链式起重机到重型生产起重机的各种应用场景。Y2EJ全系列产品均有现货供应。 制动电机产品部.
对于需要极快停止时间(载人操作时低于 0.15 秒)的起重机应用,或者对于横向行程较长、需要在货架位置精确停止的起重机桥架,韩国永力电力公司推荐: 联系技术团队 根据应用工况等级、绳索系统和所需停止距离来确定电机制动系统的尺寸。
| 功率范围 | 0.18–45千瓦 |
| 杆(起重机) | 4P(1450 转/分)标准 |
| 刹车类型 | 春季应用,DC发布 |
| 制动线圈电压 | 24V直流(集成整流器) |
| 停止时间(典型值) | 0.10–0.40 秒 |
| 制动扭矩比 | 1.5–4.0倍额定电机扭矩 |
| 每小时最多启动次数 | 每小时 240 次制动操作 |
| 手动释放 | 所有车型标配 |
| 保护 | IP54电机+刹车 |
7. 起重机和提升机的应用
桥式起重机(EOT起重机)
车间和仓库中使用的单梁和双梁电动桥式起重机(EOT起重机)的起升机构采用Y2EJ制动电机,功率范围为0.75至15千瓦,4极(1450转/分),并配备卷筒式减速器。桥式行走和横向行走驱动装置采用独立的Y2EJ电机,功率范围为0.37至3.0千瓦,以确保精确定位并在每次行程结束时实现无负载停止。所有EOT起重机起升电机的制动扭矩均为额定扭矩的2.0至3.0倍;室内工业起重机应用的标准配置为IP54防护等级。 |
链式起重机和车间起重设备
0.25吨至5吨的电动链式葫芦采用功率范围为0.18千瓦至2.2千瓦的Y2EJ制动电机。制动电机是所有电动链式葫芦设计的核心部件——它以额定速度提升链条,在停止时无限期地保持负载,并在下降过程中限制下降速度。韩国Ever-Power Y2EJ四极制动电机,其制动扭矩为额定值的1.5至2.5倍,是链式葫芦OEM制造商的标准配置,满足他们对紧凑、可靠且经济高效的葫芦电机单元的需求。 |
车间悬臂起重机和立柱式回转起重机(最大起升能力2吨)的起升部分采用功率为0.37至2.2千瓦的Y2EJ电机,回转驱动部分则采用独立的Y2EJ电机或标准电机。紧凑型4极Y2EJ电机可安装在标准起重机小车内,且不会增加起重机吊钩的运动路径尺寸。
汽车装配、食品加工和仓库取放作业中使用的单轨提升系统采用 Y2EJ 0.18 至 3.0 kW 电机,并配备精确停止装置,用于在工作站进行定位。制动电机可确保提升电机停止时,负载不会在工作站之间发生偏移。
装卸平台唇板和平台驱动电机需要故障安全制动装置,以便在车辆装载过程中将平台保持在任何中间位置。Y2EJ 0.37 至 0.75 kW,制动扭矩为 2.0 倍,是动力装卸平台驱动单元的标准规格。
货梯和夹层货梯(非客梯)使用Y2EJ制动电机,其制动扭矩为额定扭矩的2.0至3.0倍。Y2EJ 4极电机功率范围为0.75至5.5千瓦,适用于额定安全工作载荷(SWL)不超过约500公斤、标准运行速度为0.15至0.30米/秒的货梯。




8. 常见问题
由 Cxm 编辑