Antes de introducirse en el detalle técnico objetivo de este artículo, es conveniente definir algunos términos.
Se denomina, por lo general, “freno electromagnético de seguridad”, a aquellos que generan el momento de torsión de frenado cuando se les anula la alimentación eléctrica. El ejemplo de este tipo de equipo es el de la serie 254 de nuestra fabricación.
Consulte en nuestra página: https://antriebsa.com/producto/electromag-serie-254-00-copia/ el detalle constructivo y una breve explicación de su funcionamiento.
Motor auto-frenante es aquel que, cuando se le quita la alimentación eléctrica, se detiene inmediatamente. Este efecto se logra adosándole un freno de seguridad.
En la foto siguiente se muestra un motor con el freno adosado en su parte posterior, cubierto con la chapa que direcciona el flujo de aire, y con palanca para destrabe manual.
Nuestros frenos pueden adaptarse a cualquier motor eléctrico, ya sea trifásico o monofásico, normalizado o no normalizado. También pueden instalarse en cualquier posición dentro de la cadena cinemática de la transmisión.
Lo recomendable es colocarlo en el eje más rápido de la transmisión, ya que en él se presenta el menor momento de torsión a generar para lograr el frenado.
Los frenos que fabricamos cubren un rango de momentos de torsión de frenado desde 5 a 100 Nm pudiendo proveer frenos de mayor capacidad.
También disponemos de frenos de menor capacidad con diseño apropiado para aplicar a servomotores.
Para determinar el tamaño adecuado es necesario conocer el momento de frenado que se requiera. El modo más sencillo es elegirlo a partir del conocimiento del momento de torsión máximo que genera el motor.
Los motores eléctricos asíncronos entregan un momento de torsión que varía en función de la velocidad angular del rotor (o eje). Esa curva se muestra en la figura siguiente.
En el instante en que se lo energiza, el motor entrega el “Momento de torsión de arranque: Mtarr”. Luego, a medida que comienza a girar, desarrolla paulatinamente mayor momento de torsión, efecto que le permite acelerar las masas inerciales que tiene conectadas al eje. Este concepto es fundamental para todo lo que sigue.
Aproximadamente en el 80% de su velocidad nominal, se llega al “Momento de torsión máximo: Mtmáx”.
Luego de este máximo, el momento de torsión decrece hasta ubicarse en el “Momento de torsión nominal Mtnom”, que se desarrolla para la velocidad real del rotor (o del eje), que no coincide con la teórica.
El valor del momento de torsión nominal está indicado en las tablas de características del motor, pero puede calcularse del siguiente modo:
Mtnom=9550×P/n
Donde debe ser:
P Potencia en Kw.
n Frecuencia de giro real en r.p.m.
Se obtendrá el momento de torsión nominal en N.m.
Luego, el momento de torsión máximo es 2 a 2,5 veces el nominal, por lo que se obtiene:
Mtmáx=(2 a 2,5)×Mtnom
Por lo general, en las planillas comerciales de los motores se indica, ya sea el valor del Mtmáx o su relación con respecto al Mtnom.
Luego se acepta que:
“Si el momento de torsión máximo que genera el motor, es capaz de acelerar las masas inerciales a él conectadas, en un tiempo aceptable, el mismo valor de momento de torsión del freno, detendrá esas masas inerciales en un tiempo similar”.
Luego, por razones exclusivas derivadas de las características electromagnéticas y mecánicas de los frenos, es conveniente aumentar dicho valor con la aplicación de un factor de servicio.
Es importante indicar que la limitación, en cuanto a la cantidad de paradas y arranques en el tiempo es pertinente al motor y no al freno. Se debe seleccionar un motor eléctrico para servicio intermitente, si ello fuera necesario.
Los frenos electromagnéticos de seguridad pueden ser instalados para:
a) frenado “tipo emergencia”, es decir frenado rápido, deteniendo las masas inerciales y disipando su energía cinemática de modo inmediato.
b) frenado “de estacionamiento”, que es cuando la disipación de la energía cinética se realiza de otro modo, por ejemplo con un variador de frecuencia, y el freno actúa sólo luego que el movimiento ya se ha detenido.
Próximamente ofreceremos instructivos respecto del modo de montaje del freno en un motor.
Recuerde que nuestra empresa está a su servicio para asesorarlo.
Marzo 2021