브레이크를 선택할 때 고려할 사항
Dunkermotoren
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1. 소개
Dunkermotoren은 기능·모양·크기가 다른 원리를 가진 브레이크를 제공한다. 이들 모두에 대한 제동 토크는 표면 사이의 마찰 때문에 발생한다. 따라서 제동 토크는 여러 파라미터에 따라 달라진다. 그 영향에 대해 논의해 보고자 한다.
브레이크를 선택할 때 설치 상황과 제동 토크의 변화, 마찰력, 주행 특성, 제품과 환경 조건을 점검하고 고려해야 한다.
온도가 변하면 제동 토크가 감소될 수 있다(예 : 응축에 의해서). 브레이크를 장시간 전환하지 않으면 제동 표면이 서로 달라붙을 수도 있다. 대책은 사용자가 수행해야 한다. Dunkermotoren에 명시된 값은 지침이며 편차가 있을 수 있다. 브레이크에 대한 기술 사양은 필요에 따라서 제공된다.
2. 애플리케이션
2.1 정격 전압 및 전류
모든 정격 전기값(rated electrical values)은 공칭 전압(nominal voltage) 공급을 기준으로 한다. 편차가 있는 온도에서 기능을 보장하려면 브레이크를 일정한 전류로 구동하는 것이 좋다.
브레이크에 정류 전압이나 펄스변조 전압을 공급하면 스위칭 동작과 전류 흐름에 영향을 줄 수 있으므로 실험을 거쳐야 한다.
2.2 전기적 실험
절연 실험은 VDE 0580(1초)에 의해 수행된다. 반복 실험을 할 땐 실험 전압을 원래 값의 80%로 낮춰야 한다. 브레이크 또는 VDE 0580에 따라 이미 실험된 브레이크 부품은 감소된 실험 전압으로만 다시 실험해야 한다.
2.3 정격 토크
정격 토크는 정적 유지 토크(static holding torque)로 정의된다. 25rpm보다 높은 속도에서는 토크가 더 적을 수 있다. 정격 토크는 최대마찰 값을 달성한 직후 20°C에서 결정된다(러닝 실험에 의해). 브레이크는 모델에 따라 이미 공장에서 진행 중인 러닝 실험을 통과했다. 그럼에도 불구하고 제동 토크는 재고기간과 환경 영향에 따라 다르다.
2.4 토크 선택
브레이크를 선정할 때 브레이크의 공칭 토크는 애플리케이션에서 요구되는 제동 토크보다 높아야 한다. 안전 계수를 고려해야 하며, 안전 계수의 값은 적용에 따라 다르고 1.5~2배 높아야 한다.
2.5 수명 기간
Dunkermotoren의 브레이크는 전적으로 브레이크만 잡고 있다.
브레이크는 역동적인 사용을 목적으로 설계된 것이 아니다(속도로 닫히거나 열림). 회 전자와 정류자 사이의 격차를 다시 조정하는 것은 불가능하다.
환경 온도, 토크, 스위칭 주파수와 같은 많은 매개 변수가 겹쳐서 영향을 미치기 때문에 수명 기간에 대한 일반적인 진술은 불가능하다.
2.6 온도와 환경
코일의 스위칭 성능은 전류에 따라 달라진다. 일정 전압에서 스위칭 성능은 온도에 따라 다르다. 브레이크는 정상 습도에서 작동하도록 설계됐다. 습도가 매우 높거나 낮으면 제동 토크가 다를 수 있다. 극단적인 습도 또는 응축 상태에서의 작동은 실험을 거쳐 인증받아야 한다. 브레이크에는 아이스에 대한 보호 장치나 이와 유사한 것이 없다.
브레이크는 정상 기압에서 작동하도록 설계됐다. 진공이나 높은 공기압력은 열 손실에 영향을 줄 수 있다. 특수 공기압에서의 작동은 실험을 거쳐야 한다.
또한 정상적인 대기 조건에서 작동하도록 설계됐다. 다른 조성, 매체 또는 물질에서 작동할 땐 실험되고 검증돼야 한다.
브레이크가 장시간 작동하면 제동 표면이 서로 달라붙을 수 있다. 이를 피하기 위해 브레이크를 한 번씩 바꿔야 한다.
2.7 축 방향 힘
브레이크의 회전자가 조립된 샤프트에 축 방향 힘이 가해지는 적용은, 브레이크 기능에 영향을 줄 수 있다. 대부분 브레이크의 회전자가 모터 샤프트에 조립된다. 특히 브레이크 E300A, E300R, E100A와 E100R은 이것에 매우 예민하다. 30N 이상의 축 방향 힘이 발생할 땐 Dunkermotoren에 문의해야 한다.
2.8 설치 위치
브레이크는 수평 위치로 지정된다. 설치 위치가 다르면 동작이 달라질 수 있다. 특히 스프링 장착형 브레이크는, 브레이크가 작동할 때 소음과 마찰 그리고 마모가 변경된다.
2.9 IP 보호
다른 언급이 없다면 보호 장치는 IP 20이다. IP 65까지 모터와 부착형 보호 장치를 설치할 수 있다.
2.10 방해
브레이크에 대해 직접적인 환경에서 강자성 물질이나 강한 자기장은 브레이크의 스위칭과 토크에 영향을 줄 수 있다. 자계 또는 전기장에서 작동하는 것은 실험되고 검증돼야 한다.
2.11 EMI 특성
브레이크는 유도 부하(inductive load)이며 전환할 때 피크 전압(peak voltages)을 유발할 수 있다. 바리스터(varistors)와 자유 회전 다이오드(free-wheeling diodes) 또는 유사한 부품을 포함한 회로를 사용하면 피크가 감소되거나 제거된다. 회로에서 이러한 구성 요소를 사용하면 브레이크의 스위칭 동작에 영향을 줄 수 있다. 브레이크를 전환하면 브레이크 근처에 있는 구성 요소를 방해하는 자기장이 발생할 수 있다.
2.12 안전 기능
브레이크는 기능상의 안전 요구 사항을 충족 못 한다.
2.13 일반적인 발언
브레이크가 정상적으로 장시간 전환되지 않는 경우, 제동 표면이 붙지 않도록 잠시 동안 전환하는 것이 좋다.
3. 정의
3.1 파워 오프와 파워 온 브레이크
3.1.1 파워 오프 브레이크
안전장치 브레이크(fail safe brake)라고도 한다. 제동력은 기계적(스프링 장착) 또는 자기적(영구 자석)으로 발생한다. 코일의 전원을 켜면 이 힘이 보상된다.
3.1.1 파워 온 브레이크
제동력은 코일에 전원을 공급해서 발생한다. 전원을 끄면 브레이크가 열린다.
3.2 정격 토크
정격 토크는 전달할 수 있는 토크 M4(VDE 0580에 따른 정적 제동 거리 토크)과 같다.
3.3 정격 전압
정격 전압은 규정된 허용 오차 안에서 다를 수 있다.
해당 규격에서 다르게 명시되지 않으면 공차는 +6%/-10%이다(VDE 0580 참조).
3.4 정격 전류
브레이크가 정격 전압과 20°C의 환경 온도에서 작동할 때의 전류 소비량으로 결정한다(VDE 0580 참조).
3.5 힘
20°C, 정격 전압과 정격 전류(VDE 0580 참조)의 일반적인 입력 전력과 동일하다.
3.6 온도 범위
관련 문서에 달리 명시되지 않은 경우, 온도 범위는 -5 ~ +35°C이며 상대 습도는 +40°C에서 50%, 20°C에서 90%이다(VDE 0580 기준). 전류 유입, 동력, 정격 토크, 일반 스위칭 전압(개방, 폐쇄), 일반적인 스위칭 시간 (개방, 폐쇄)은 온도에 따라 다르다. 값은 20°C의 환경 온도에서 규정된다.
3.7 듀티 사이클
관련 문서에 다르게 명시되지 않은 경우 듀티 사이클은 20°C 환경 온도에서 S1=100%, 공기 중 자유 대류와 모터에서의 열전달은 없다.
3.8 스위칭 시간
명시된 스위칭 시간은 공칭 공기 갭(nominal air gap)과 허가된 공칭 토크가 있는 브레이크를 나타낸다. 시간은 일반적인 모터와 조합해서 결정된다. 모터 유형은 사양에 이름이 지정된다. 명시된 시간은 평균값이다.
• 개방 시간 정의(VDE 0580에 따름) : 기계적 개방(t2)까지 전기적으로 스위칭하는 것 사이에서 만료되는 시간.
• 마감 시간 정의(VDE 0580에 따름) : 기계적 정지(t2)까지 전기적으로 스위치 OFF되는 시간 사이에 만료되는 시간.
자료 제공 : Dunkermotoren(www.dunkermotoren.com)
