¿En qué circunstancias se necesitaría o no un freno electrónico para un motor de imán permanente?

A mi empresa se le pidió que diseñara un producto personalizado hace varios años. El solicitante original nunca lo compró, pero hemos vendido varios al año a través de la distribución. Ha sido un pequeño margen durante un tiempo, pero nos gustaría entender el uso más amplio y el mercado potencial para ello.

Este producto se encuentra entre un controlador de motor y un motor de imán permanente. En el caso de que se reciba una señal, tal vez indicando que se ha roto una cortina de luz, esta unidad desconecta el motor del controlador y aplica resistencias a través de los cables del motor. Esto detiene el motor. Esto es claramente útil principalmente para aplicaciones de seguridad. Cosas que me gustaría entender:

¿Qué soluciones alternativas existen?
¿Quién sería más probable que especifique tales soluciones?
¿Cómo puedo llegar más efectivamente a esas personas?

— Stephen Collings
fuente

¿Entonces su producto es solo una resistencia de frenado y un contratista de algún tipo? Muchos, si no la mayoría de los controladores de motor modernos tienen esa funcionalidad incorporada.

— Ethan48

@ Ethan48 Tres resistencias y un contactor de tres polos, pero sí. Desafortunadamente, vivo principalmente en el mundo de los variadores de frecuencia, que no tienen este tipo de freno. ¿Alguna sugerencia sobre dónde debo buscar información general o específica sobre los tipos de controladores de los que está hablando?

— Stephen Collings

Muchos VFD tienen puntos de conexión para una resistencia de frenado. He comprado muchos de ellos de SEW, por ejemplo. Por lo general, el fabricante de la unidad también venderá resistencias.

— Ethan48

@ ethan48 oh, sí, ese es nuestro mercado principal. Este freno de parada de emergencia para motores de imanes permanentes es lo que nos confunde. Quiero saber por qué todavía se venden y a quién. La distribución no me lo dirá.

— Stephen Collings

Ah ok. Interesante. Me pregunto si se trata principalmente de proyectos de modernización o si se están desarrollando nuevos sistemas con él.

— Ethan48

Respuestas:

Su solución se ajusta a una brecha bastante estrecha del mercado.

La primera parte del mercado es donde no se necesita un freno: los dispositivos de propulsión del motor donde la fricción de operación estándar es suficiente para detenerlos cuando no tienen energía. Es un dominio muy amplio: el motor no es crítico, por ejemplo, alimenta un ventilador que es inofensivo cuando se le permite girar lentamente después de apagarlo; Máquinas de alto par (industrial pesado) de inercia moderada, que se detendrán en 1-2 vueltas por sí mismas sin una entrada de potencia constante, maquinaria donde el ciclo de trabajo del motor es tan largo en comparación con los tiempos de encendido / apagado que se vuelven insignificantes (bombas en funcionamiento en grandes embalses) y muchos otros.

El otro lado del mercado requiere un frenado mucho más eficiente que un par de resistencias. Estos utilizarán embragues mecánicos o frenos mecánicos externos que pueden detener la rotación en mucho menos de varias rotaciones, e inhiben la rotación libre lenta (su freno no hace nada en contra de eso). Esto será un equipo de seguridad que detiene las máquinas que pueden ser peligrosas para la vida y salud: hojas de sierra, elevadores, maquinaria pesada de alta inercia que llevaría mucho tiempo hundir todo el impulso almacenado a través de las resistencias, vehículos y dispositivos de transporte (grúas / pórticos), también líneas de producción donde una falla en un punto podría conducir a accidente grave si se permite propagarse por la línea de producción con producto dañado.

Estás en un segmento estrecho donde un freno débil como el tuyo es suficiente. Puede ser maquinaria de presupuesto que permita un retraso en el frenado a expensas de la seguridad; Puede ser maquinaria muy pesada, de alta inercia, donde el frenado mecánico rápido es simplemente imposible debido a las fuerzas involucradas. También puede ser una característica de comodidad / eficiencia para dispositivos que no requieren frenos, pero la presencia de uno permite un cambio de operación más rápido, por ejemplo, acceso de servicio / regulación a una sección de una máquina que está bloqueada por la duración de la operación.

E incluso en estos casos, un segmento de su mercado es robado por controladores que tienen su característica integrada y la proporcionan como parte del control, no solo de seguridad adicional.

— SF.
fuente

Me preocuparía que el freno del OP no sea a prueba de fallas. Si la resistencia, el cableado en el contactor falla, entonces no hay efecto de frenado.

— Transistor

@Transistor: mayormente de acuerdo. Las resistencias son dispositivos demasiado primitivos para fallar. Pero los contactores tienen una tendencia desagradable a pegarse, y necesitaría observar cuidadosamente el apagado del motor para notar esto. Y, por supuesto, el cableado. Donde hay motores, hay vibraciones, y los contactos se rompen. Es una buena solución de 'conveniencia' para reducir el tiempo de apagado, pero no es una cosa para proteger vidas humanas.

— SF.

Necesitaría un freno cuando el motor esté empujando un automóvil. La inversión de las polaridades en los imanes para romper se utilizan actualmente en los automóviles Prius y también para recuperar la energía cinética cuesta abajo llamada sinergia. Esto también se ha hecho para aplicar ingeniería inversa a los ventiladores de techo para convertirlos en generadores eólicos.

Después de hablar con el autor de la imagen a continuación, dijo que esto también se usó en trenes desde 1900 para recolectar energía cinética al descender.

Tiene mi permiso para usar o vincular ilustraciones de mi tutorial sobre motores paso a paso en, o cualquier espejo de ese sitio web, con la condición de que acredite esas ilustraciones con algo como:

- Ilustración de - http://www.cs.uiowa.edu/~jones/step/ , - Control de motores paso a paso - por Douglas W. Jones - usado con permiso.

La redacción real es su elección: haga que se ajuste con gracia a lo que está haciendo. Lo único que me importa es que los 4 elementos finales enumerados anteriormente estén incluidos en el crédito. Si está acreditando múltiples fuentes, se lee mejor si usa una forma de crédito similar para todas ellas, pero si no, simplemente siga con esto:

- Ilustración de http://www.cs.uiowa.edu/~jones/step/ , Control of Stepping Motors por Douglas W. Jones, utilizada con permiso.

Lo que no puede hacer es implicar ningún respaldo por mi parte de lo que está escribiendo, ya que no tengo idea de lo que es.

            Doug Jones
            jones@cs.uiowa.edu
            (aka douglas-w-jones@uiowa.edu)

Imagen original recuperada de aquí