Mitsubishi AC Servo Motor HC-SFE102 HCSFE102 HC-SFE1O2

Mitsubishi HC-SFE102 | Serwomotor prądu przemiennego o średniej bezwładności serii HC-SF — 1,0 kW, 4,78 Nm, 2000 obr./min, 123 V, 6,0 A, IP65, klasa F, 7,3 kg

Numer części:HC-SFE102 (także HCSFE102)

Szereg:Seria MELSERVO HC-SF — serwomotor prądu przemiennego o średniej bezwładności i średniej wydajności

Znamionowa moc wyjściowa:1000 W (1,0 kW)

Znamionowy moment obrotowy:4,78 Nm

Maksymalny moment obrotowy:14,3 Nm

Prędkość znamionowa:2000 obr./min

Napięcie znamionowe wejściowe:123 V

Prąd znamionowy wejściowy:6,0 A

Waga:7,3 kg

Klasa izolacji:F (155°C)

Ochrona przed wnikaniem:IP65

Rozmiar kołnierza:130 × 130 mm

Kompatybilny wzmacniacz:Seria MR-J2S

Stan : schorzenie:Nowe / odnowione / nadwyżki

Przegląd

TheMitsubishi HC-SFE102to serwomotor prądu przemiennego o średniej bezwładności i mocy 1,0 kW z serii HC-SF, znamionowy przy 2000 obr./min na trójfazowym wejściu 123 V i prądzie znamionowym 6,0 A.

Przy znamionowym momencie obrotowym 4,78 Nm i wartości szczytowej 14,3 Nm zapewnia gęstość momentu obrotowego i skalę fizyczną — kołnierz 130 × 130 mm, 7,3 kg — których wymagają osie napędowe obrabiarek średniej klasy, napędy pozycjonujące przenośniki i urządzenia automatyki przemysłowej klasy 1 kW.

HC-SFE102 jest członkiem rodziny HC-SF o mocy 1 kW, przewyższającym bezpośrednio model HC-SFE52 o mocy 0,5 kW z tej samej serii. Obydwa silniki mają tę samą powierzchnię montażową 130 × 130 mm i tę samą prędkość znamionową 2000 obr./min, co oznacza, że ​​maszyna zaprojektowana wokół jednego z silników może dostosować się do drugiego, zapewniając mechaniczną wymienność na kołnierzu — różnią się jedynie połączeniami elektrycznymi, rozmiarem wzmacniacza i parametrami serwomechanizmu.

W zastosowaniach, w których analiza obciążenia potwierdza, że ​​wymagany jest ciągły moment obrotowy 1,0 kW i 4,78 Nm zamiast 0,5 kW / 2,39 Nm w przypadku HC-SFE52, HC-SFE102 zapewnia ten wzrost w ramach tej samej obwiedni mechanicznej.

Izolacja klasy F — znamionowa do 155°C — zapewnia zapas cieplny wymagany w ciągłej pracy przemysłowej.

Silnik może wytrzymać okresy obciążenia powyżej znamionowego, a temperatura uzwojenia nie osiągnie poziomu inicjującego degradację izolacji, co daje zarówno silnikowi, jak i projektantom systemu prawdziwy margines na wypadek awarii termicznej w przypadku zmiennych cykli pracy, jakie narzucają prawdziwe maszyny produkcyjne.

Kluczowe dane techniczne

1,0 kW w serii HC-SF — podwojenie wydajności przy tej samej powierzchni

Przejście z HC-SFE52 (0,5 kW) na HC-SFE102 (1,0 kW) w rodzinie HC-SF podwaja moc znamionową, zachowując identyczny interfejs montażowy — kołnierz 130 × 130 mm, rozstaw śrub i średnica rejestru.

Korpus silnika powiększa się, aby pomieścić dodatkową objętość uzwojenia i większy wirnik, który wytwarza dwukrotnie większy moment obrotowy niż znamionowy, ale ślad widoczny na powierzchni montażowej silnika maszyny pozostaje niezmieniony.

Jest to praktyczna korzyść dla konstruktorów maszyn, którzy muszą oferować linię produktów o wielu opcjach wydajności.

Pojedyncza konstrukcja mechaniczna z mocowaniem silnika 130 mm może współpracować z modelem HC-SFE52 o mocy 0,5 kW lub HC-SFE102 o mocy 1,0 kW, zapewniając zakres wyjściowy 2:1 bez modyfikowania konstrukcji konstrukcyjnej maszyny. Zmieniają się połączenia elektryczne, wzmacniacz i parametry oprogramowania; rysunek mechaniczny tego nie robi.

Przy znamionowym momencie obrotowym wynoszącym 4,78 Nm, HC-SFE102 obsługuje główne osie posuwu w średniej wielkości centrach obróbkowych, gdzie masa stołu i siły skrawania wymagają większego momentu obrotowego, niż jest w stanie wytrzymać silnik o mocy 0,5 kW.

Na centrum obróbczym ze stołem o masie 100–200 kg i śrubą kulową 10 mm przy sprzęgle 1:1 znamionowy i szczytowy moment obrotowy HC-SFE102 zapewnia siłę odpowiednią do agresywnych cykli cięcia bez ciągłej pracy silnika w pobliżu jego granicy termicznej.

Wartość znamionowa 4,78 Nm / wartość szczytowa 14,3 Nm — zakres roboczego momentu obrotowego

Stosunek wartości szczytowej do znamionowej 3:1 w serii HC-SF zapewnia HC-SFE102 trzykrotność ciągłego momentu obrotowego dostępnego w fazach przyspieszania. W praktyce: silnik przenosi obciążenie osi i pokonuje w stanie ustalonym opór skrawania wynoszący 4,78 Nm lub mniej; podczas przyspieszania od prędkości spoczynkowej do prędkości szybkiego posuwu dostępne jest 14,3 Nm, aby zmienić prędkość obciążenia w możliwie najkrótszym czasie.

Czas, w którym można utrzymać szczytowy moment obrotowy, zanim nastąpi wyłączenie elektronicznego modelu termicznego wzmacniacza, jest ograniczony przez obliczenie prądu RMS.

Przy znamionowym natężeniu 6,0 A prąd szczytowy dla 14,3 Nm wynosi około 18 A — wzmacniacz monitoruje prąd RMS w ruchomym oknie i pozwala na krótkie szczyty, jednocześnie zapobiegając przekroczeniu przez średni prąd pojemności cieplnej silnika.

Odpowiednio dobrany profil ruchu dla HC-SFE102 utrzymuje moment obrotowy RMS poniżej 4,78 Nm, jednocześnie wykorzystując maksymalny moment obrotowy w najkrótszych fazach przyspieszania, na jakie pozwala aplikacja.

W zastosowaniach, w których występują skokowe zmiany momentu obciążenia — przenośnik, który napotyka zmienne przeciwciśnienie wynikające z ciężaru materiału lub oś maszyny przechodzącą między cięciem powietrznym a wciąganiem materiału — rezerwa szczytowego momentu obrotowego zapewnia bieżący zapas mocy pozwalający na absorpcję tych stanów nieustalonych bez popadania serwa w błąd nadążania.

Izolacja klasy F — sufit termiczny 155°C

Izolacja uzwojenia klasy F zastosowana w modelu HC-SFE102 jest odporna na temperaturę w najgorętszym punkcie wynoszącą 155°C. Podczas normalnej pracy przy prądzie znamionowym, temperaturze otoczenia i odpowiedniej wentylacji temperatura uzwojenia utrzymuje się znacznie poniżej tego limitu.

Klasa F tworzy prawdziwy bufor termiczny — oznacza to, że silnik może wytrzymać sporadyczne przeciążenia, podwyższoną temperaturę otoczenia lub warunki ograniczonego przepływu powietrza bez temperatury uzwojenia zbliżającej się do poziomu, przy którym następuje szybka degradacja izolacji.

Żywotność izolacji skraca się o połowę przy każdej utrzymującej się temperaturze o 10°C powyżej limitu klasy znamionowej. Silnik pracujący w temperaturze o 20°C powyżej swojej klasy izolacji ma około jedną czwartą swojej nominalnej trwałości izolacji.

Klasa F przy 155°C, pracująca w temperaturze otoczenia 40°C ze wzmacniaczem o odpowiedniej wielkości napędzającym ją przy obciążeniu znamionowym, będzie miała temperaturę uzwojenia zazwyczaj o 60–80°C wyższą od temperatury otoczenia – pozostawiając margines 35–55°C poniżej limitu klasy w normalnych warunkach.

Margines ten ma znaczenie w dwóch konkretnych scenariuszach: maszynach pracujących w podwyższonych warunkach otoczenia (odlewnie, produkcja letnia bez klimatyzacji, zamknięte szafy z niewystarczającym przepływem powietrza) oraz maszynach, które szybko przełączają się między stanem jałowym a pełnym obciążeniem.

W obu przypadkach klasa F zapewnia rezerwę termiczną, która pozwala HC-SFE102 absorbować impulsy cieplne bez narażania izolacji na obniżenie temperatur.

IP65 i środowisko obrabiarek

Stopień ochrony IP65 — całkowita eliminacja pyłu i ochrona przed strumieniami wody ze wszystkich kierunków — to minimalne wymagania praktyczne dla serwosilnika pracującego w obszarze roboczym obrabiarki CNC lub w jego pobliżu.

Mgła płynu chłodzącego, kondensacja z zimnych części i ciepłego powietrza, strumienie czyszczące oraz drobne cząstki metaliczne i ścierne powstające w wyniku obróbki mechanicznej występują w tych środowiskach z różną intensywnością, a silnik bez odpowiedniej ochrony wymagałby wymiany w skali czasu mierzonej w miesiącach, a nie latach.

Stopień ochrony IP65 modułu HC-SFE102 oznacza, że ​​korpus silnika, uzwojenie i komora enkodera są uszczelnione przed takimi warunkami.

Wylot wału to jedyna szczelina, której test IP65 nie zapewnia całkowitego uszczelnienia — obracający się wał musi przejść przez przednią osłonę silnika, a pierścieniowa szczelina w tym miejscu stanowi drogę dla migracji mgły smaru z sąsiednich śrub kulowych i łożysk do korpusu silnika z biegiem czasu. W przypadku instalacji w pobliżu smarowanych mechanizmów, wariant uszczelnienia olejowego serii HC-SF dodaje uszczelkę wargową na wyjściu wału, aby zamknąć tę ścieżkę.

Jeżeli silnik jest zamontowany z dala od bezpośredniego kontaktu z chłodziwem – wewnątrz dodatkowej obudowy, na osi maszyny znacznie powyżej strefy cięcia – odpowiednia jest standardowa specyfikacja IP65.

Jeżeli korpus silnika znajduje się w głównej strefie roboczej maszyny, w pobliżu dysz doprowadzających chłodziwo lub gdy silnik jest spryskany wężem podczas czyszczenia, wariant z uszczelnieniem olejowym jest konserwatywnym i właściwym wyborem.

7,3 kg — skala fizyczna i uwagi dotyczące instalacji

Ważący 7,3 kg HC-SFE102 jest silnikiem wymagającym świadomej obsługi mechanicznej podczas instalacji i konserwacji.

Ta masa — około 60% większa niż porównywalny silnik o mocy 1 kW w klasie mniejszych kołnierzy 80 mm — odzwierciedla większy wirnik, dłuższy stos stojanów i cięższą obudowę, których wymaga format średniej bezwładności z kołnierzem 130 mm, aby wytworzyć ciągły moment obrotowy 4,78 Nm przy 2000 obr./min.

W praktyce instalacyjnej ciężar 7,3 kg oznacza, że ​​podczas dokręcania śrub mocujących silnik nie powinien być podtrzymywany wyłącznie na złączach elektrycznych — uszkodzenie złącza i niewspółosiowość w rejestrze silnika stanowią ryzyko, gdy ciężar silnika jest przenoszony przez niepodpartą wiązkę kablową.

Prawidłową praktyką instalacyjną jest blok podporowy lub druga osoba przytrzymująca silnik, podczas gdy pierwsza wyrównuje i dokręca śruby mocujące.

W maszynie masa 7,3 kg ma również wpływ na charakterystykę rezonansu mechanicznego osi.

Silnik, jego sprzęgło i mechanizm napędzany tworzą połączony układ dynamiczny, a zmiany masy silnika — na przykład wymiana lżejszego silnika na HC-SFE102 lub odwrotnie — wymagają ponownej oceny ustawień wzmocnienia serwomechanizmu i potencjalnie mechanicznej podatności sprzęgła między silnikiem a śrubą kulową.

Kompatybilność wzmacniaczy serii MR-J2S

Wzmacniacz HC-SFE102 jest przeznaczony do użytku z serwowzmacniaczami serii MR-J2S firmy Mitsubishi. Przy mocy znamionowej 1,0 kW i natężeniu 6,0 A dopasowanym wzmacniaczem jest:MR-J2S-100A(interfejs analogowy/impulsowy) lubMR-J2S-100B(interfejs sieci szeregowej SSCNET).

W silnikach serii HC-SF do przewodów zasilania i enkodera zastosowano okrągłe złącza typu armatniego (typu MS) — format złącza zapewniający niezawodne połączenie odporne na wibracje w instalacjach obrabiarek, ale taki, który wymaga całkowitego włączenia pierścienia blokującego przed uruchomieniem silnika.

Częściowo osadzone złącze armaty objawia się alarmami usterek enkodera lub sporadycznymi błędami osi, a nie oczywistym problemem z połączeniem.

Platforma MR-J2S obsługuje tryby sterowania położeniem, prędkością i momentem obrotowym, automatyczne dostrajanie oraz interfejs komunikacji szeregowej RS-232C/RS-422 do ustawiania parametrów za pomocą oprogramowania MR Configurator.

W przypadku instalacji przechodzących ze wzmacniaczy MR-J2S na nowsze generacje wzmacniaczy, narzędzia do odnawiania firmy Mitsubishi obsługują migrację do wzmacniaczy MR-J4-B przy użyciu istniejącego kontrolera ruchu MR-J2S-B, umożliwiając modernizację elektroniki napędu przy zachowaniu niezmienionego silnika i interfejsu mechanicznego.

Często zadawane pytania

P1: Jaka jest różnica między HC-SFE102 i HC-SFS102?

Obydwa to silniki serii HC-SF o mocy 1,0 kW, 2000 obr./min i średniej bezwładności, z tym samym kołnierzem 130 × 130 mm, znamionowym momentem obrotowym 4,78 Nm i kompatybilnością ze wzmacniaczem MR-J2S.

HC-SFS102 należy do serii MELSERVO J2S i jest wyposażony w 17-bitowy enkoder absolutny o szybkości 131 072 ppr — z baterią zamontowaną we wzmacniaczu zapewnia zachowanie absolutnego położenia w przypadku utraty zasilania, eliminując powrót do pozycji bazowej przy uruchomieniu.

HC-SFE102 to wcześniejszy wariant serii HC-SF z konfiguracją enkodera swojej generacji. W przypadku zakupu zamiennika przed wymianą jednego wariantu na drugi należy sprawdzić kompatybilność interfejsu enkodera z zainstalowanym wzmacniaczem.

Pytanie 2: Napięcie znamionowe podano jako 123 V — czy jest to silnik jednofazowy czy trójfazowy?

HC-SFE102 to trójfazowy serwosilnik prądu przemiennego. Wartość znamionowa 123 V to napięcie znamionowe silnika — napięcie wstecznego pola elektromagnetycznego, przy którym zaprojektowane są uzwojenia stojana do pracy, gdy wzmacniacz napędza silnik z prędkością znamionową.

To nie jest napięcie zasilania wzmacniacza; napięcie zasilania wynosi 200–230 V, trójfazowe i dociera do wzmacniacza MR-J2S, który następnie generuje napięcie wyjściowe o zmiennej częstotliwości do napędzania silnika.

Napięcie silnika 123 V podane jest na tabliczce znamionowej silnika i służy do weryfikacji parametrów silnika, a nie do obliczeń okablowania zasilającego.

P3: Co oznacza izolacja klasy F dla żywotności i warunków pracy?

Izolacja klasy F jest odporna na temperaturę uzwojenia wynoszącą 155°C. Podczas normalnej pracy — obciążenie znamionowe, temperatura otoczenia 40°C, odpowiednia wentylacja — uzwojenie pracuje znacznie poniżej tej wartości granicznej, zapewniając margines termiczny chroniący przed stanami przejściowymi przeciążenia i podwyższonymi warunkami otoczenia.

Żywotność izolacji zmniejsza się wykładniczo wraz ze wzrostem temperatury: ciągła praca w temperaturze 155°C skraca żywotność o połowę w porównaniu do długotrwałej pracy w temperaturze 145°C. Klasa F pozwala HC-SFE102 wytrzymać krótkie przeciążenia i podwyższone warunki otoczenia bez zbliżania się do granicy termicznej, gdzie degradacja staje się szybka.

P4: Czy HC-SFE102 wymaga bazowania przy każdym uruchomieniu?

Zależy to od zamontowanego wariantu enkodera. Generacja HC-SFE (wcześniejsza seria HC-SF) wykorzystywała w niektórych konfiguracjach enkoder inkrementalny, co wymagałoby cyklu bazowania po każdym cyklu zasilania. Model HC-SFS102 (seria J2S) jest wyposażony w enkoder absolutny, który zachowuje pozycję w przypadku utraty zasilania.

Jeśli zainstalowany HC-SFE102 jest wyposażony w enkoder inkrementalny, przy uruchomieniu wymagany jest ruch bazowy w celu ustalenia pozycji odniesienia.

Jeśli dla danego zastosowania ważna jest funkcja enkodera absolutnego — unikanie bazowania po ponownym uruchomieniu po zatrzymaniu awaryjnym lub utracie zasilania — odpowiednią specyfikacją będzie HC-SFS102 z pozycją absolutną zasilaną baterią.

P5: Jakie są kluczowe kontrole podczas instalacji lub oceny używanego HC-SFE102?

Obróć wał ręcznie i sprawdź gładkość łożyska — silnik o masie 7,3 kg ma większe łożyska niż silniki o mniejszej ramie, a chropowatość łożyska można wykryć jako opór dotykowy lub słyszalne zgrzytanie na długo przed tym, zanim stanie się ono poważne mechanicznie.

Sprawdź styki złącza armaty na kablach zasilania i enkodera pod kątem korozji lub wygiętych styków. Zmierz rezystancję uzwojeń trójfazowych we wszystkich parach faz dla równowagi i sprawdź rezystancję izolacji do ziemi za pomocą miernika; Prąd znamionowy 6,0A w silniku średniej mocy generuje realne ciepło, a stan izolacji uzwojeń warto sprawdzić przed montażem.

Skontrolować powierzchnię wału pod kątem obecności śladów ciernych lub zarysowań powstałych w wyniku poprzednich instalacji sprzęgła. Podczas pracy testowej podłączonej do kompatybilnego wzmacniacza MR-J2S monitoruj następujące błędy, upewnij się, że prąd bez obciążenia mieści się w oczekiwanych granicach i sprawdź sprzężenie zwrotne enkodera przy pełnym obrocie przed oddaniem silnika do pracy produkcyjnej.