-аварийное торможение с целью обеспечения функции безопасности привода,
-остановка исполнительных механизмов машин, связанная с функцией их позиционирования,
-сокращение к минимуму выбега приводов,
-смонтированный на электрическом двигателе тормоз образует самотормозящий двигатель, приводной узел, отвечающий требованиям с точки зрения безопасности пользования и позиционирования привода.

Выделяют три типа электромагнитных тормозов: дисковые тормоза, питаемые переменным током; дисковые тормоза, питаемые постоянным током; порошковые муфты.

Схема устройства электродвигателя с электромагнитным тормозом представлена на рисунке 1:

Существуют два варианта электродвигателей с электромагнитным тормозом в зависимости от подводимого питания:
-питаемые переменным током, для возбуждения электромагнита подводится переменный ток;
-питаемые постоянным током, для возбуждения электромагнита подводится постоянный ток, выпрямленный выпрямителем, поставляемым вместе с электродвигателем согласно требованиям, уточненным получателем.

Электромагнитные тормоза электродвигателей представляют собой компактную конструкцию, состоящую из трех главных подузлов:
-электромагнит, представляющий собой корпус с размещенной в нем катушкой или набором катушек,
-якорь, являющийся исполнительным элементом, представляет собой антифрикционную поверхность для тормозного диска,
-тормозной диск, перемещающийся по зубчатой втулке, закрепленной на валу двигателя или заторможенного привода, представляет собой рабочую часть тормоза, тормозные диски изготавливаются с фрикционными накладками безасбестными.
В состоянии покоя электродвигатель является заторможенным, нажим пружин на якорь, который в свою очередь оказывает нажим на тормозной диск, вызывает блокировку тормозного диска, и создает принятый тормозной момент.
Отпуск тормоза происходит посредством подачи напряжения к катушке электромагнита и притягивания якоря возбужденным электромагнитом. Ликвидированный таким образом нажим якоря на тормозной диск вызывает его отпуск и свободное вращение с валом электрического двигателя или совместно работающего с тормозом устройства.
Возможным является оснащение тормозов рычагом для ручного отпуска, обеспечивающего переключение привода в случае исчезновения напряжения, необходимого для отпуска тормозов.

Электромагнитные тормоза находят широкое применение в системах электрических приводов.

Тормоз колодочный ТКГ (электромагнитный тормоз) предназначен для остановки и удержания валов механизмов (преимущественно подъемно-транспортных машин) в заторможенном состоянии при неработающем приводе. В зависимости от типа электропривода, установленного на тормозе, применяют следующие обозначения: ТКТ (с электромагнитом переменного тока серии МО); ТКП (с электромагнитом постоянного тока серии МП), ТКГ (с электрогидравлическим толкателем серии ТЭ).
Электромагнит ТКГ состоит из привода и механической части. Основные элементы механической части: подставка, пружин, рычажная система, колодки. Электромагнитный тормоз устанавливается на механизмах в вертикальном положении (с горизонтальным расположением оси тормозного шкива и основания для крепления тормоза). Механическая часть тормозов переменного и постоянного тока со шкивом одного диаметра - одинаковая. Обозначается буквами ТК и числом, соответствующим диаметру тормозного шкива. При неработающем приводе под действием сжатой пружины рычажная система прижимает колодки к поверхности тормозного шкива. При включении привода рычаги расходятся, освободившись от действия пружины, разводят колодки и растормаживают шкив.

 

Также электромагнитные тормоза применяются для:

-блокировки механизмов и противодействие крутящему моменту, созданному этими механизмами в момент исчезновения напряжения питания (электрическая таль, подъемные краны, складские укладочные машины, транспортные лифты, стреловые краны);
-остановки движущихся механизмов в определенное время или в определенном положении (конвеерные ставы, транспортные пути, намоточные станки, ткацкие станки, задвижки, прессовальные машины, прокатное оборудование);
-сокращения к требуемому минимуму времени выбега при циклической работе (быстроходные станки, станки для дерева и металлов);
-аварийного торможения с целью предотвращения несчастных случаев (эскалатор, мешалки, оборудование действующее в автоматическом цикле);
-применяются везде там, где требуется остановка приводной системы в определенном положении или времени.

Общая схема индукционного торможения заключается в том, что взаимодействие полей индуктора (электромагнит, создающая магнитное поле) и якоря (обмотка, в которой при изменении магнитного потока возникают индуцированные токи) создает механический момент, направленный против вращения ротора (тормозящий его).

Например, рассмотрим конструкцию, изображенную на рисунке 1. При включении тока в обмотке статора появляется магнитный поток, и в массивном вращающемся роторе возникают вихревые токи i. Их возникновение может быть приписано действию сил Лоренца со стороны возникшего магнитного поля на свободные заряды ротора, вращающиеся вместе с ним относительно поля. На вихревые токи со стороны поля действуют силы Ампера, которые создают тормозной момент. Тормоз подобной конструкции применяется в буровых установках (рисунок 2).

Так же в режиме торможения могут работать синхронные, асинхронные и постоянного тока электрические машины.
Особенностью таких тормозных систем является то, что тормозное действие полностью отсутствует при нулевой скорости подвижной части тормоза – ротора – относительно статора. Торможение происходит только при наличии относительного движения – «скольжения». Поэтому такие тормоза применяются чаще всего не для полной остановки, а для замедления движения и их тормозной момент можно плавно регулировать.
 

Ротор гистерезисного тормоза имеет вид, изображенный на рисунке 3. При включении поля статора на вращающийся ротор действует тормозящий вращающий момент, который возникает за счет явления гистерезиса при перемагничивании ротора.

 

Выясним физические причины возникновения гистерезисного тормозящего момента. Рассмотрим задачу в системе отсчета, связанной с ротором (рисунок 4). В этой системе отсчета ротор неподвижен, а статор с полем вращаются вокруг него. Итак, допустим, при включении поля оказалось, что ферромагнитное кольцо ротора намагничено в направлении поля статора (рисунок 4-а; если это не так, то переходим сразу к следующей ступени описания). Силы взаимодействия элементарных магнитиков, например М1 и М2, с потоком статора Fэм направлены вдоль этого потока и вращающего момента не создают.

При перемещении потока статора в положение Б, в том же направлении будут поворачиваться и элементарные магнитики (рисунок 4-б). Однако вследствие явления гистерезиса магнитики не повернутся на тот же угол, что и поток Ф₁, и между ними образуется угол гистерезисного запаздывания. При этом силы F_эм будут иметь тангенциальные составляющие F_t, которые и создадут вращающий гистерезисный момент, действующий на ротор. Этот вращающий момент направлен в ту же сторону, что и вращение статора. Таким образом, он действует в сторону снижения относительной скорости ротора и статора. В системе отсчет связанной со статором ротор тормозится.
Все типы тормозов в процессе работы нагреваются. Теплоту необходимо отводить во избежание повреждения или отказа тормозной системы.