池州市，東至縣，石臺縣，青陽縣，貴池區(qū)行車配件遙控器齒輪箱配起重機電箱電纜減速機電動葫蘆 

Y 系列圓柱電機和電磁制動器組合而成的電磁制動電機是歐式電動葫蘆的標準配置，隨著電機極數和轉速的不斷創(chuàng)新，例如2 極/12 極雙速電機的應用，電磁制動器經常不能與電機較好的匹配，造成電動葫蘆在高、低速轉換，突然制動等情況下，制動器不能標準要求的制動下滑量，造成溜鉤。 

1 存在的問題
在對一臺20 t 歐式鋼絲繩電動葫蘆進行動載試驗時，由于電氣接線人員對歐式電動葫蘆性能及電氣控制不夠熟悉，從而造成電動葫蘆從低速轉入高速運行、從高速轉入低速運行、從高速運行過程中突然停車、以及運行過程中突然斷電等操作中會出現溜鉤。
該電動葫蘆的配置為： 電動機型號LYP365.1/YHC160L1 － 12/2/B150，電動機為雙速國產電動機，極數為2 極/12 極，功率為2.0/12.5 kW，轉速分別為430/2 855 r/min，起升減速比216.6；制動器為進口直流電磁圓盤式制動器，動態(tài)制動扭矩150 N·m，靜態(tài)制動扭矩225 N·m，制動器電壓AC220V 轉DC205V，配PMB 全波整流器，直流側開關。

 2 原因分析
針對上述故障，由于是新樣機，技術人員根據經驗，判定是電氣控制問題，且鎖定在電磁制動器的控制上。參照電動機說明書和電磁制動器說明書，現場對制動器和電控進行排查，發(fā)現電磁制動器整流模塊的5 和6 端子之間的端接片未拆除，整流模塊的5 和6 端子未按照圖紙接到電氣控制箱的153 和151 端子。
1）未將整流模塊的5 和6 端子接入電氣控制箱，不能通過電氣控制控制電磁制動器的直流側開關，不能實現制動器的快速制動。
2）制動器交流電源直接與電機接線柱連接，在不受直流側開關控制的情況下，只受交流側開關控制。電動葫蘆無論在高速、低速、上升、下降、停止的各個狀態(tài)，電磁制動器與電動機同時得電、同時失電。在沒有直流側開關控制實現快速制動的情況下，會出現在低速切換至高速的過程中，電磁制動器瞬間上閘，若此時制動器打開時間早于電動機得電時間，則造成高速電動機不能及時得電。相當于重物吊起后，制動器打開，而電動機未運轉，產生的扭矩為零，導致電動機隨重物作用反向旋轉，從而造成溜鉤。
3）在沒有直流側開關實現快速制動的情況下，當突然停止時，由于重力勢能和慣性的作用，電動機并未能立即停止，電動機產電狀態(tài)，制動器繼續(xù)得電，不能立即制動，故產生溜鉤。
4）在起升時，由于制動器與電動機同時得電，電動機尚未建立足夠的向上轉矩，制動器已開閘造成溜鉤。
3 問題的解決
將電氣原理圖按照圖1 和圖2 進行改進，且滿足：交流接觸器KM13 通電延時整定時間為1.7 ～ 2 s，交流接觸器KM15 斷電延時整定時間為0.5 ～ 0.7 s。按圖1 和圖2 所示電氣原理圖接線，將電磁制動器的5 和6 端子連接電氣控制箱的153 和151 接線端子。

圖1 控制原理圖

圖2 接線原理圖
4 縮短制動時間的方法研究
4.1 制動時間分析
電磁制動器的制動總時間是機械和電氣綜合影響的結果，制動總時間一般與控制方式、整流模塊的響應時間、制動上閘時間以及制動力矩大小等因素有關。制動過程總時間可表示為

式中：tz 為制動過程總時間，指從制動器驅動裝置斷電開始至制動軸轉速為零的時間；t1 為響應時間，指從制動器驅動裝置斷電開始至制動器開始動作的時間；t2 為制動器閉合動作時間，指制動器閉合動作開始至制動襯墊開始接觸制動偶件并建立制動力矩的時間；t3 為制動減速時間，指制動器實施實際制動的時間。制動器制動彈簧的回彈速度為

式中：A、ψ 為與彈簧參數及位置有關的隨機變量；ω 為彈性模量；

式中：J 為轉動系統(tǒng)及負載的轉動慣量，n 為制動偶件的制動初轉速，Md 為動態(tài)制動力矩，Mz 為轉動系統(tǒng)的阻力矩。
綜上所述，制動器響應時間t1 取決于制動器控制方式以及電控系統(tǒng)和整流模塊的響應時間；制動器閉合時間t2 取決于制動彈簧和釋放行程，主要為彈簧的參數、壓縮量、釋放行程等；制動減速時間t3 主要取決于制動力矩。
4.2 縮短制動時間的方法
1）由直流電源直接供電，電磁制動器和電動機立供電；
2）由電控箱將交流電轉換成直流電給電磁制動器供電；
3）由交流電源供電，由整流模塊轉換為直流電給制動器供電。通常情況下，制動器連接交流側開關，與電動機同時得電、同時失電，通過電動機開關控制，交流側開關控制如圖3 所示；為了實現快速制動，一般采用直流側開關，直流側開關控制直接有電控控制，與電動機之間立控制，可以實現與電動機之間的時序控制，直流側開關的吸合時間比交流側吸合時間快約6 ～ 10倍。直流側開關如圖4 所示。
整理模塊一般分為半波整流器、全波整流器和過勵磁整流器，如需更快的響應時間，可選用過勵磁整流器，過勵磁整流器與標準半波整流器相比，釋放時間要比正常的半波整流器要短50%，且制動器的耐磨損能力增加一倍，壽命延長；與標準全波爭流器相比，制動時間縮短約30%, 發(fā)熱量小，能耗降低約25%。

圖3 交流側開關

圖4 直流側開關
4.3 縮短閉合時間的方法
制動閉合時間與制動器間隙大小及彈簧力度有關，間隙大彈簧工作長度增加，制動力度減小，制動閉合時間長。間隙小彈簧工作長度減小，制動力度增加，制動閉合時間短，剎車效果好。間隙過小則易造成制動吸合后制動件與摩擦面互相摩擦、制動部分發(fā)熱、摩擦片過度磨損和摩擦系數熱衰減、制動力下降，延長制動減速時間。根據經驗，一般間隙0.5 mm 左右比較合適。
4.4 縮短制動減速時間的方法
4.4.1 增大制動力矩
由式（3）可知，在其他條件不變的情況下，增大制動力矩可縮短制動減速時間，即有

式中：Me 為額定制動力矩，動態(tài)制動力矩一般為額定制動力矩的90% 左右；m 為彈簧個數；N 為摩擦副的個數；μ 為摩擦系數；R 為制動盤有效摩擦半徑；P 為彈簧正壓力；K 為彈簧彈性系數；Δ L 為彈簧壓縮量。
增加制動力矩，減小制動時間，可增加彈簧的個數、增加彈簧的彈力、增大摩擦系數、增加摩擦副個數和增大摩擦盤有效摩擦半徑等方法。
4.4.2 減少制動器拖磨
電動機啟動時制動器開閘晚于電動機運轉，制動器將造成拖磨，使得摩擦盤磨損變薄，制動力矩減小，延長了制動減速時間。減少制動器拖磨的方法有：
1）縮短整流模塊的響應速度，提高制動器的開閘速度，避免制動器啟動晚于電機運轉，電機拖著制動器轉動。選用整流速度快的整流模塊，如過勵磁整流器。
2）增大制動器電磁吸力，增大開閘速度。增大制動器電磁線圈的線徑，減小制動器的工作氣隙等。
3）優(yōu)化控制方式，實現快速制動。采用立開關控制，采用直流側開關單控制制動器的開閉。
4）制動器時序控制，控制好制動器和電動機啟停的時間。通過時間繼電器等控制邏輯，控制制動器和電動機的啟動順序和時間差。
5）增大制動力矩，減小制動減速時間，從而減少制動器拖磨時間。
5 制動下滑量研究
制動器的制動下滑量主要分為制動器斷電到制動器上閘這一段時間（響應時間t1+ 閉合時間t2）的加速下滑量S1，和制動減速階段的下滑量S2。
5.1 制動下滑時間
假設制動器斷電到制動器上閘的這一段時間為△ t，由式（3）可知此時制動減速時間為

由于制動器上閘延時△ t 而引起的制動減速時間會大幅增加，則增加量

本文雙速電機高速2 855 r/min，低速430 r/min，起升減速器速比i ＝ 216.6，取g ＝ 9.8 kg/m2，式（8）得0.74 △ t 和4.9 △ t，也就是說制動減速時間增加了0.74 △ t 倍和4.9 △ t 倍，如果延時時間△ t ＝ 1 s，則制動減速時間可以增加約5 倍。
5.2 制動下滑距離
制動下滑距離可表示為

式中：v0 為電機斷電時重物的下降速度。D 為卷筒名義直徑，m 為倍率，vmax 為制動減速的初速度。從上述公式可以看出，制動延時將造成很大的制動下滑距離。
6 結論
1）電磁制動器制動下滑主要原因是制動器的制動力矩、整流器的響應時間、制動器閉合動作時間、制動器和電機的時序控制等的綜合因素。2）電氣上縮短制動器制動時間，可以采用響應快的整流器，如過勵磁整理器，可以采用直流電源直接供電，或電控箱交流轉直流后給制動器供電。3）控制上縮短制動器制動時間，可以采用直流側開關，可以由電控箱單對制動器時序控制。
4）機械上縮短制動時間，可以增大制動器線圈的電磁力，增大制動力，減小制動器工作氣隙。5）制動器上閘延時對制動器的制動減速時間和制動下滑量影響。