Тормоза с отключением питания обычно используются в системах управления движением для остановки или удержания груза (или и того, и другого), особенно на вертикальных осях, или для функции аварийной остановки в сервоприводах. Тормоза с отключением питания названы так потому, что тормоз включается при отключении питания от системы — намеренно или случайно. (Тормоза с отключением питания также иногда называют безотказными тормозами.)

В то время как существует много типов тормозов с отключением питания, электромагнитные вариантыобычно используются в сервоприводах. Две конструкции электромагнитных тормозов с отключением питания — пружинные и с постоянным магнитом — предпочтительны для применений, требующих высокого крутящего момента, низкого люфта и возможности настройки под конкретное применение.

Пружинные тормоза (также называемые подпружиненными) отключаются электрически с помощью электромагнитной силы при подаче питания и включаются механически с помощью силы пружины при отключении питания. Их конструкция относительно проста: катушка, пластина якоря, фрикционный диск, нажимная пластина, пружины и ступица. Ступица соединена с валом двигателя или компонента, подлежащего торможению.

Чтобы отключить тормоз, для нормальной работы на катушку подается напряжение. Катушка создает электромагнитное поле, и магнитный поток от этого поля притягивает пластину якоря к катушке, которая сжимает пружины. Это освобождает фрикционный диск и позволяет ему вращаться вместе со ступицей и подключенным грузом.

Чтобы включить тормоз, для остановки или удержания, питание снимается с катушки. Электромагнитная (притягивающая) сила рассеивается, и пластина якоря отодвигается от катушки. Это разжимает пружины, поэтому они прижимают пластину якоря к фрикционному диску, удерживая фрикционный диск между пластиной якоря и прижимной пластиной. Это останавливает (или удерживает неподвижно) фрикционный диск, ступицу и груз.

Электромагнитные тормоза с пружинным приводом легко настраиваются с возможностью использования различных усилий пружины, материалов трения и рабочих напряжений. Некоторые производители электромагнитных тормозов с пружинным зацеплением рекламируют их высокую эффективность, поскольку количество энергии, подаваемой на тормоз, может быть уменьшено после зацепления пластины якоря. (Требуется гораздо меньше энергии, чтобы удерживать пластину якоря на месте, как только она притянута к катушке и пружины сжаты.) Для тормозов соответствующего размера также возможно использовать перенапряжение — кратковременное приложение напряжения, превышающего номинальное, — чтобы сократить время срабатывания тормоза. Однако конструкции с пружинным зацеплением обычно имеют некоторый люфт, поэтому могут не подходить для применений, где важна точная остановка или удержание.

Тормоза с отключением питания на постоянных магнитах отключаются электрически при подаче питания и включаются магнитно при отключении питания. Эти конструкции включают в себя как электромагнитную катушку, так и постоянные магниты, а также пластину якоря и ступицу.

Ключом к работе тормоза с постоянными магнитами является использование магнитных сил как от катушки, так и от постоянных магнитов. Когда на катушку подается напряжение — для отключения тормоза для нормальной работы — создается электромагнитное поле. Это поле противостоит полю постоянных магнитов и сводит его на нет. Поскольку отсутствует магнитное поле, притягивающее якорь к катушке, между ними создается воздушный зазор. А при отсутствии контакта (и, следовательно, трения) между якорем и катушкой якорь, ступица и подключенный груз могут свободно вращаться.

Для включения тормоза — для остановки или удержания груза — мощность отключается. При отсутствии мощности для создания электромагнитного поля, противодействующего электромагнитному полю постоянных магнитов, поле, создаваемое постоянными магнитами, воздействует на якорь и притягивает его к катушке, и этот контакт металл-металл создает тормозную силу.

Электромагнитные тормоза с отключением питания на постоянных магнитах имеют очень хорошее соотношение крутящего момента к размеру и могут работать на высоких скоростях, которые часто требуются серводвигателям, поскольку в них отсутствуют движущиеся части. Версии с постоянными магнитами также не имеют люфта и обычно предпочтительны в системах высокоточного позиционирования. Однако для этих тормозов требуется постоянный, узкий диапазон тока (и, следовательно, напряжения), чтобы противодействовать силе постоянных магнитов и отпустить тормоз. Условия, которые могут вызвать колебания тока, такие как перепады температуры или экстремальные перепады температур*, не подходят для тормозов с отключением питания на постоянных магнитах.

*The на сопротивление металлического проводника влияет температура (более высокая температура равна более высокому сопротивлению, и наоборот), и поскольку ток обратно пропорционален сопротивлению (I = V/R), изменение температуры повлияет на величину вырабатываемого тока.