Le terme frein solénoïde fait référence à un groupe de mécanismes de freinage qui s’appuient sur un solénoïde électrique pour leur actionnement. Le mécanisme de freinage se compose généralement de deux patins de frein ou plus qui sont poussés contre l’élément rotatif par des liaisons actionnées par solénoïde. Les freins solénoïdes sont généralement utilisés pour ralentir et arrêter les équipements en rotation, y compris les tambours de treuil, les bacs de lavage domestique et les roues de véhicules. Il existe deux types de base d’installations de freinage à solénoïde – l’une qui exerce une pression de freinage lorsque l’alimentation est appliquée et l’autre lorsque l’alimentation est interrompue. Les freins électromagnétiques peuvent être utilisés seuls ou en combinaison avec des freins mécaniques.
Un solénoïde électrique se compose d’une bobine de fil enroulée autour d’un noyau creux avec un piston métallique à ressort à l’intérieur. Lorsqu’un courant électrique traverse la bobine, il crée un champ électromagnétique qui attire le piston dans le noyau. Lorsque l’alimentation de la bobine est coupée, le ressort repousse le piston. Cette conversion de la force électromagnétique en mouvement linéaire est à la base du fonctionnement d’un frein électromagnétique. Généralement, le piston agit par l’intermédiaire d’une série de liaisons qui déplacent un ensemble de mâchoires de frein contre tout ce qui doit être ralenti ou arrêté.
Ces ensembles de chaussures varient considérablement dans la conception selon l’application. Les treuils à tambour tels que ceux utilisés dans les opérations minières souterraines utilisent un ensemble de sabots de frein demi-ronds qui sont pressés contre le collier de freinage sur le tambour. D’autres freins à solénoïde tirent un disque plat recouvert de matériau de frein contre une bride similaire pour arrêter la rotation. Les systèmes de liaison utilisés diffèrent également avec certains mécanismes de freinage à solénoïde n’utilisant aucune liaison physique. Ces systèmes reposent plutôt sur un collier à ressort tiré contre une garniture de frein sur la face du solénoïde.
Le fonctionnement global des freins solénoïdes se divise en deux catégories de base : mise sous tension et hors tension. Les freins sous tension reposent sur l’actionnement du solénoïde pour exercer des forces de freinage. Les systèmes de mise hors tension exercent une force de freinage lorsque l’alimentation est coupée et ne se relâchent que lorsque l’alimentation est appliquée au solénoïde. Les systèmes de mise hors tension sont fréquemment utilisés sur les palans miniers verticaux transportant des personnes comme mesure de sécurité contre les pannes de courant.
Les freins solénoïdes sont souvent inclus en tant que sécurité de secours pour les systèmes de freinage mécaniques. L’une de ces applications est le verrouillage des freins en marche arrière sur les remorques. Ces systèmes utilisent le signal des feux de recul pour activer un solénoïde qui désengage les freins de la remorque lors de la marche arrière. De nombreux véhicules sont également équipés de systèmes de freinage à solénoïde qui bloquent leurs freins jusqu’à ce que le moteur tourne. Cela empêche les véhicules lourds à l’arrêt et sans surveillance de commencer à rouler par inadvertance.