伺服电磁制动器解决方案

2021年11月29日

        1、解决方案

        电磁制动器作为机械设备中的安全部件，随着在应用场合逐步取代液压和气压制动，市场对其制动性能要求也在不断提高。电磁制动器的制动响应时间、制动力矩和耐热性都是决定制动性能的关键因素。如果制动时间过长，负载重力势能所转化的动能就越大，溜车路程也越长，这样就会加剧制动器的转子磨损，严重缩短制动器的使用寿命。同样如果电磁制动器的耐热性能不佳，制动器的线圈在断电时的反电动势下则很容易被击穿烧毁。对于制动器的制动力矩，用户需求的制动力矩是越大越好，这也意味着产生电磁力的线圈电流也要增大，制动功率也随之增加。

        2、具体实施方案

        制动器失电抱闸是电磁制动器的一个关键技术指标，电磁制动器的失电形式与制动器制动特性密切相关，其对制动过程中的动态电压、电流、电磁力、制动力矩和制动效果具有重要影响。

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图2 制动器实施路线


        首先，基于有限元仿真软件，优化制动器的磁路结构，调节电磁力与弹簧力的比值，保证制动器通电能及时打开，断电迅速制动。其次采用脉宽调整技术，制动器打开时产生过励磁电压，保持时调制成保持电压，减小断电时线圈中的初始电流，此外在线圈端部反向并联泄放回路，减小反向电压，并实现线圈能量快速释放；同时基于多物理场耦合仿真，考虑软磁材料磁滞效应，结合控制策略对制动器动态、稳态电磁、机械特性进行精确计算。


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