Mitsubishi Servo motor HC-SFS7024 HCSFS7024 HC-SFS7O24

Mitsubishi HC-SFS7024 (HCSFS7024) — 7kW AC Serwomotor, Klasa 400V, Prosty Wał, Seria MELSERVO-J2S

Identyfikacja produktu

Numer części: HC-SFS7024

Szukano również jako: HCSFS7024, HC-SFS-7024

Seria: Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (J2-Super Generation)

Typ silnika: Bezszczotkowy silnik serwo AC — Prosty wał, bez hamulca, 2000 obr./min, Klasa 400V

Różnica 400V

Wszystko w HC-SFS7024 jest mechanicznie identyczne z HC-SFS702 — ta sama moc wyjściowa 7kW, ten sam moment obrotowy ciągły 33,4 Nm, ten sam moment obrotowy szczytowy 100 Nm, ta sama kołnierz 176 × 176 mm, ta sama ochrona IP65, ten sam 17-bitowy absolutny enkoder szeregowy. "4" na końcu numeru części oznacza fundamentalnie inną specyfikację elektryczną: ten silnik jest nawinięty i przystosowany do zasilania klasy 400V — trójfazowe 380–480V AC — zamiast klasy 200V standardowego HC-SFS702.

Ta różnica ma ogromne znaczenie na poziomie projektowania systemu. W zakładach przemysłowych z infrastrukturą zasilania 400V — standardem w dużej części Europy i szeroko stosowanym w dużych obiektach przemysłowych na całym świecie — silnik klasy 400V eliminuje potrzebę stosowania transformatora obniżającego napięcie między zasilaniem fabrycznym a serwonapędem. Projekt panelu jest uproszczony, straty transformatora są wyeliminowane, a zainstalowany system elektryczny ściślej odpowiada rzeczywistemu napięciu zasilania. Przy mocy 7kW koszt transformacji i straty mocy nie są trywialne; praca przy natywnym napięciu zasilania w wieloosiowej maszynie z kilkoma osiami 7kW przekłada się na znaczącą różnicę w wydajności systemu i przestrzeni panelu.

HC-SFS7024 wymaga wzmacniacza klasy 400V MR-J2S — konkretnie MR-J2S-700A4, MR-J2S-700B4 lub MR-J2S-700CP4. Wzmacniacz klasy 200V nie będzie sterował tym silnikiem. Silnik i wzmacniacz muszą być dopasowane pod względem klasy napięcia bez wyjątku.

Specyfikacje techniczne

Dlaczego klasa 400V przy 7kW ma znaczenie

Prąd znamionowy HC-SFS7024 wynosi około 17,5 A — mniej więcej o połowę mniej niż w przypadku równoważnego silnika 200V o tej samej mocy wyjściowej. Jest to bezpośrednia konsekwencja pracy przy dwukrotnie wyższym napięciu: P = V × I, więc podwojenie napięcia zmniejsza prąd o połowę przy tej samej mocy. Zmniejszenie prądu ma praktyczne implikacje w całym zainstalowanym systemie.

Przekrój kabla. Przy o połowę mniejszym prądzie, kabel przenoszący moc silnika może mieć o jeden rozmiar mniejszy przekrój, pozostając w tej samej klasie termicznej. W dużej maszynie z osiami serwo 7kW i przewodami o długości 20m do obudowy — co nie jest rzadkością w dużych centrach obróbczych — różnica w kosztach kabli, wadze i wypełnieniu kanałów kablowych we wszystkich osiach maszyny jest realna i mierzalna.

Straty przełączania wzmacniacza. Wzmacniacze klasy 400V MR-J2S-700A4/B4 obsługują niższy prąd przy wyższym napięciu, co wpływa na ich wewnętrzne zarządzanie termiczne i charakterystykę przełączania. Panel wzmacniacza często można zaprojektować z mniejszymi wymaganiami chłodzenia dla danej mocy zainstalowanej, pracując przy 400V zamiast 200V.

Uniknięcie transformatora zasilającego. W środowisku zasilania 400V, system serwo 200V wymaga transformatora obniżającego napięcie. Przy 7kW, taki transformator stanowi fizyczny, elektryczny i finansowy narzut. HC-SFS7024 ze wzmacniaczem klasy 400V podłącza się bezpośrednio do magistrali zasilania fabrycznego bez pośredniej transformacji.

Wartość 10 kVA mocy przyłączeniowej jest punktem odniesienia dla projektanta systemu w zakresie podłączenia zasilania, zabezpieczeń i obliczeń energii odzyskanej — ta sama wartość ma zastosowanie niezależnie od klasy napięcia zasilania, ponieważ zapotrzebowanie na moc elektryczną jest określone przez moc znamionową silnika.

33,4 Nm ciągłego, 100 Nm szczytowego

Profil momentu obrotowego HC-SFS7024 jest identyczny z HC-SFS702 przy 200V: 33,4 Nm ciągłego momentu obrotowego i 100 Nm dla impulsów przyspieszenia. Przy prędkości znamionowej 2000 obr./min, są to znaczące wartości — obciążenie ciągłe pokrywa najcięższe obciążenia obróbki lub transportu, jakie oś może napotkać w produkcji, a stosunek szczytu do ciągłego wynoszący trzy do jednego daje wzmacniaczowi kontrolę nad fazą przyspieszania każdego szybkiego ruchu.

To, co odróżnia moc 7kW od mniejszych silników z rodziny HC-SFS, to właśnie wartość 33,4 Nm ciągłego. HC-SFS502 o mocy 5kW dostarcza 23,9 Nm. Przejście z 23,9 Nm do 33,4 Nm — wzrost momentu obrotowego ciągłego o 40% — to margines między osią, która działa w ramach swojego budżetu cieplnego w dniach intensywnej produkcji, a osią, która zbliża się do przeciążenia w tym samym cyklu pracy. Dla największych osi obrabiarek, najcięższych systemów transportu palet i automatyki przemysłowej o dużym obciążeniu, gdzie ciągłe obciążenie silnika 5kW jest faktycznie granicą, 7kW jest niezbędną specyfikacją.

100 Nm szczytowego momentu obrotowego wspiera agresywne profile przyspieszenia. Duży stół VMC lub ciężki uchwyt obrotowy nie przyspiesza do prędkości szybkiego ruchu powoli. Zdolność do generowania 100 Nm przez czas trwania fazy przyspieszenia — a następnie powrót do poziomu roboczego 33,4 Nm — umożliwia krótkie czasy szybkiego ruchu na ciężkich osiach bez potrzeby stosowania jeszcze większego silnika.

Prosty wał przy 7kW: Dyscyplina montażu

Przy 33,4 Nm ciągłego i 100 Nm szczytowego, wymagania dotyczące interfejsu wał-sprzęgło wymagają starannej uwagi. Prosty wał HC-SFS7024 opiera się na piasty z zaciskiem ciernym do przenoszenia momentu obrotowego — siła zacisku między średnicą zewnętrzną wału a średnicą wewnętrzną piasty musi być wystarczająca do przeniesienia 100 Nm szczytowego bez poślizgu w każdych warunkach pracy.

Wybór sprzęgła musi być oparty na wartości momentu obrotowego szczytowego, a nie ciągłego. Należy zastosować współczynnik serwisowy producenta sprzęgła dla odwracalnego obciążenia osi serwo. Przy 7kW i masie silnika 32 kg, konsekwencje mechaniczne poślizgu piasty są poważne: błędy pozycji w minimum, możliwe uszkodzenia mechaniczne w najgorszym przypadku i trudność diagnostyczna przerywanych zdarzeń poślizgu, które korelują ze specyficznymi profilami ruchu, zamiast powodować stałe warunki awarii.

Montaż piasty odbywa się zgodnie z tymi samymi wytycznymi, co dla wszystkich silników serii HC-SFS: użyj gwintowanego otworu na końcu wału i śruby ściągającej, aby osadzić piastę osiowo, zamiast wciskać ją lub wbijać. W tym rozmiarze ramy, uderzenie osiowe podczas montażu piasty przenosi się bezpośrednio na tarczę enkodera i zespół łożyska z tyłu silnika, a wynikłe uszkodzenie zazwyczaj powoduje przerywane błędy enkodera pod wpływem wibracji, które trudno jest powiązać z pierwotnym montażem.

W zastosowaniach, gdzie mechanizm napędzany wymaga połączenia na wpust — koła pasowe z paskiem zębatym, piasty przekładni, koła łańcuchowe — właściwym wariantem jest HC-SFS7024K (wał z wpustem). Prosty wał HC-SFS7024 jest przeznaczony do konstrukcji sprzęgieł z zaciskiem ciernym.

17-bitowy enkoder: Sprzężenie zwrotne J2-Super w klasie 400V

Klasa napięcia nie wpływa na enkoder. HC-SFS7024 posiada ten sam 17-bitowy absolutny enkoder szeregowy, co każdy inny silnik z rodziny HC-SFS — 131072 pozycje na obrót, cyfrowa transmisja szeregowa do wzmacniacza i absolutna pozycja wieloobrotowa wspierana przez baterię litową A6BAT we wzmacniaczu MR-J2S-700_4.

Przy 7kW i 2000 obr./min, rozdzielczość 17-bitowa przynosi korzyści w dwóch obszarach. Jakość pętli prędkości poprawia się, ponieważ szacowanie prędkości przez wzmacniacz z kolejnych próbek pozycji jest osiem razy dokładniejsze niż w przypadku enkodera 14-bitowego w starszej generacji HC-SF. Ten czystszy sygnał prędkości umożliwia wyższą szerokość pasma pętli prędkości i lepsze tłumienie zakłóceń podczas obciążeń skrawaniem, co jest ważne w przypadku ciężkich osi, gdzie zmienność siły obciążenia jest największa. Płynność posuwu przy niskich prędkościach również się poprawia — istotne dla szlifowania powierzchni, konturowania i każdej operacji, która działa z niską prędkością posuwu na całej długości skoku osi.

Funkcja absolutna umożliwia ponowne uruchomienie maszyny bez cykli powrotu do punktu zerowego przy każdym włączeniu zasilania. W przypadku dużych centrów obróbczych, gdzie cykl powrotu do punktu zerowego osi Z trwa 30–90 sekund i występuje na początku każdej zmiany, wielokrotnych odzyskań po zatrzymaniu awaryjnym w ciągu dnia i po każdym zresetowaniu alarmu, wartość produktywności wynikająca z wyeliminowania tego cyklu znacząco rośnie w ciągu roku pracy.

Kompatybilne wzmacniacze: Tylko klasa 400V

HC-SFS7024 jest ściśle silnikiem klasy 400V. Jego uzwojenie jest zaprojektowane do zasilania 400V i nie może być używane ze wzmacniaczami 200V w żadnych okolicznościach. Pasujące wzmacniacze to:

MR-J2S-700A4 — 7kW, klasa 400V, interfejs ogólnego przeznaczenia. Akceptuje analogowe polecenia prędkości i impulsowe polecenia pozycji z systemów CNC i PLC. Tryby sterowania pozycją, prędkością i momentem obrotowym. Standardowy wybór dla maszyn 400V ze sterowaniem osi impulsowych CNC lub PLC.

MR-J2S-700B4 — 7kW, klasa 400V, interfejs magistrali światłowodowej SSCNET. Łączy się z kontrolerami ruchu serii A lub Q firmy Mitsubishi w celu skoordynowanej interpolacji wieloosiowej. Oś otrzymuje polecenia trajektorii przez sieć SSCNET; sprzężenie zwrotne enkodera wraca przez tę samą sieć.

MR-J2S-700CP4 — 7kW, klasa 400V, wbudowane pozycjonowanie z interfejsem CC-Link. Do samodzielnych zastosowań pozycjonowania lub maszyn wykorzystujących magistralę terenową CC-Link.

Użycie wzmacniacza klasy 200V (MR-J2S-700A, MR-J2S-700B bez sufiksu "4") z tym silnikiem spowoduje jego uszkodzenie. Znamionowe napięcie silnika wynosi 400V; zastosowanie sygnałów sterujących klasy 200V spowoduje problemy termiczne i elektryczne. Sufiks "4" zarówno w silniku, jak i we wzmacniaczu musi zawsze pasować.

HC-SFS7024 vs HC-SFS702: Ta sama wydajność, inne zasilanie

Wyjście mechaniczne jest identyczne. Klasa napięcia zasilania, prąd znamionowy i kompatybilność wzmacniaczy są istotnymi różnicami. Projektanci maszyn wybierający między nimi powinni opierać decyzję na dostępnej infrastrukturze zasilania. Zasilanie 400V — wybierz HC-SFS7024 ze wzmacniaczami 400V. Zasilanie 200V — wybierz HC-SFS702 ze wzmacniaczami 200V.

Typowe zastosowania

Główne osie posuwowe VMC i HMC z infrastrukturą 400V. Duże pionowe i poziome centra obróbcze zainstalowane w europejskich i międzynarodowych zakładach zasilanych trójfazowo 400V wykorzystują serwosilniki klasy 400V na wszystkich osiach. W dużym VMC osie X, Y i Z napędzające ciężkie stoły i głowice wrzeciona z ciągłymi posuwami skrawania są naturalnym zastosowaniem dla mocy HC-SFS7024. Zasilanie 400V podłącza się bezpośrednio do wzmacniaczy MR-J2S-700_4 bez pośredniej transformacji.

Ciężkie napędy transportu palet i wózków na liniach HMC 400V. Wymienniki palet i systemy transportu na dużych poziomo-frezarskich centrach obróbczych w zakładach 400V wykorzystują serwonapędy 7kW na napędach wózków i stacji mocujących. Zmniejszony pobór prądu przy 400V upraszcza okablowanie panelu dla maszyny z wieloma serwoosiami o dużej pojemności.

Duże osie posuwowe tokarek CNC i centrów tokarskich. Ciężkie centra tokarskie z dużymi masami wieżyczek i suportów, pracujące z zasilania 400V, wykorzystują HC-SFS7024 na osiach suportu Z i poprzecznego X. Ciągły moment obrotowy 33,4 Nm zapewnia wystarczającą moc do głębokiego toczenia pod stałym obciążeniem skrawania.

Bezpośrednie napędy stołów obrotowych i duże systemy 4. osi. Duże stoły obrotowe 4. osi na centrach obróbczych w środowiskach 400V wykorzystują serwosilniki 7kW do głównego napędu indeksowania i konturowania. Absolutny enkoder utrzymuje dokładność pozycjonowania kątowego we wszystkich zdarzeniach zasilania, a rozdzielczość 17-bitowa obsługuje drobne przyrosty kątowe wymagane do operacji konturowania 5-osiowego.

Integracja przemysłowych maszyn transferowych i linii 400V. Wielostanowiskowe linie transferowe i zautomatyzowane systemy montażowe w dużych europejskich i azjatyckich zakładach przemysłowych, znormalizowane na zasilanie 400V, integrują serwonapędy klasy 400V w całym projekcie linii. HC-SFS7024 zapewnia moc 7kW przy natywnym napięciu zasilania systemu dla osi transferowych i indeksujących o największej pojemności.

Najczęściej zadawane pytania

P1: Czy HC-SFS7024 można używać ze standardowym wzmacniaczem 200V MR-J2S-700A lub MR-J2S-700B?

Nie. HC-SFS7024 to silnik klasy 400V nawinięty do zasilania 380–480V AC. Musi być używany tylko ze wzmacniaczami klasy 400V — MR-J2S-700A4, MR-J2S-700B4 lub MR-J2S-700CP4. Podłączenie silnika 400V do wzmacniacza klasy 200V spowoduje uszkodzenie silnika. Zawsze upewnij się, że zarówno silnik, jak i wzmacniacz mają sufiks "4" (oznaczający klasę 400V) przed instalacją.

P2: Jaka jest praktyczna różnica między HC-SFS7024 a HC-SFS702?

Oba silniki generują identyczne wyjście mechaniczne — ten sam moment obrotowy ciągły 33,4 Nm, szczytowy 100 Nm, prędkość znamionową 2000 obr./min, enkoder 17-bitowy i kołnierz 176 × 176 mm. Jedyną różnicą jest klasa napięcia zasilania: HC-SFS7024 działa na zasilaniu klasy 400V (380–480V); HC-SFS702 działa na zasilaniu klasy 200V (200–230V). Niższy prąd znamionowy HC-SFS7024 (~17,5A vs 35A) upraszcza okablowanie i eliminuje potrzebę stosowania transformatora obniżającego napięcie w środowiskach z infrastrukturą 400V.

P3: Czy HC-SFS7024 posiada hamulec elektromagnetyczny?

Nie. HC-SFS7024 to wariant z prostym wałem, bez hamulca. Pozycja spoczynkowa jest utrzymywana przez blokadę serwo wzmacniacza. W przypadku osi pionowych, mechanizmów obciążonych grawitacyjnie lub każdej osi wymagającej bezpiecznego mechanicznego trzymania po odłączeniu zasilania serwo, HC-SFS7024B (prosty wał z hamulcem sprężynowym) jest właściwą specyfikacją. Hamulec jest krytycznym wyborem bezpieczeństwa dla każdej osi, gdzie utrata kontroli serwo powoduje niekontrolowany ruch.

P4: Gdzie znajduje się bateria enkodera absolutnego i kiedy należy ją wymienić?

Bateria litowa Mitsubishi A6BAT podtrzymująca licznik pozycji wieloobrotowej enkodera absolutnego znajduje się wewnątrz wzmacniacza serwo MR-J2S-700_4 — nie w silniku. Wymień ją, gdy wzmacniacz wyświetli alarm niskiego poziomu baterii, przed jej całkowitym wyczerpaniem. Całkowicie rozładowana bateria A6BAT resetuje licznik pozycji absolutnej, wymagając cyklu powrotu do punktu odniesienia przed wznowieniem produkcji przez maszynę.

P5: Czy HC-SFS7024 jest bezpośrednim zamiennikiem HC-SFS7024B, jeśli wariant z hamulcem jest niedostępny?

Nie — oba modele nie są wymienne, jeśli maszyna została zaprojektowana z hamulcem. HC-SFS7024 nie ma hamulca elektromagnetycznego; HC-SFS7024B ma hamulec sprężynowy zabezpieczający przed awarią. Podstawienie silnika bez hamulca na osi, która była określona z hamulcem, usuwa zaprojektowaną funkcję bezpieczeństwa. Ta zamiana powinna być dokonana dopiero po formalnej ponownej ocenie wymagań bezpieczeństwa osi, która potwierdzi, że jest ona dopuszczalna. W celach konserwacji i naprawy, zawsze należy pozyskać wariant z odpowiednią specyfikacją hamulca dla maszyny.