Frein moteur

Un frein moteur est un dispositif électromécanique conçu pour fournir une retenue statique et/ou une force d’arrêt dynamique à l’arbre d’un moteur électrique. Il est généralement intégré directement au moteur, souvent sur l’extrémité non entraînante, créant un ensemble compact et efficace.

La conception la plus répandue dans les applications industrielles est le frein à serrage par ressort, libéré électromagnétiquement. Cette configuration est intrinsèquement « sans danger en cas de défaillance », ce qui est une caractéristique de sécurité critique. Son principe de fonctionnement est le suivant :

1. État de freinage (Alimentation coupée): Dans son état par défaut, déenergisé, un ensemble de ressorts de compression puissants exerce une force constante sur une plaque d’armature. Cette plaque serre un disque (ou des disques) de friction multidisques montés sur l’arbre du moteur, le bloquant contre une plaque finale stationnaire. Cette friction empêche l’arbre de tourner. Le frein est engagé et la charge est maintenue en sécurité.
2. État libéré (Alimentation active): Lorsque l’alimentation est appliquée au moteur, une bobine électromagnétique intégrée au frein est simultanément energisée. Cela crée un champ magnétique puissant qui surmonte la force des ressorts, tirant la plaque d’armature loin du disque de friction. Avec la force de serrage retirée, le disque peut tourner librement avec l’arbre du moteur.

Les principales fonctions d’un frein moteur sont :

• Static Holding: Son rôle le plus critique consiste souvent à maintenir une charge à l'arrêt lorsque l'alimentation du moteur est coupée, évitant tout mouvement incontrôlé dû à la gravité ou à d'autres forces externes. Cela est essentiel pour des applications comme les palans, les grues, les ascenseurs et les convoyeurs inclinés.
• Arrêt dynamique: Bien que l’action d’arrêt principale dans de nombreux systèmes soit gérée par l’entraînement du moteur (par ex. freinage régénératif), les freins moteurs sont également utilisés pour la décélération dynamique, amenant la charge à un arrêt rapide et contrôlé. Ils sont cruciaux pour les arrêts d’urgence (E-stop) où l’alimentation est entièrement coupée.
• Positioning: Dans l'automatisation et la robotique, les freins moteur garantissent un positionnement précis et répétable en éliminant le « glissement » du moteur et en bloquant l'axe en place une fois que l'emplacement souhaité est atteint.

En essence, un frein moteur est un élément fondamental pour la sécurité et le contrôle des processus dans d’innombrables systèmes automatisés, fournissant une puissance d’arrêt et de retenue fiable exactement au moment nécessaire, surtout en cas de panne de courant.