Сервомотор Mitsubishi HC-SFS7024 HCSFS7024 HC-SFS7O24

Mitsubishi HC-SFS7024 (HCSFS7024) — 7кВт AC серводвигатель, класс 400В, прямой вал, серия MELSERVO-J2S

Идентификация продукта

Номер детали: HC-SFS7024

Также ищут как: HCSFS7024, HC-SFS-7024

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

Тип двигателя: Бесщеточный серводвигатель переменного тока — прямой вал, без тормоза, 2000 об/мин, класс 400В

Разница в 400В

Все в HC-SFS7024 механически идентично HC-SFS702 — та же выходная мощность 7кВт, тот же непрерывный крутящий момент 33,4 Нм, пиковый 100 Нм, тот же фланец 176 × 176 мм, та же степень защиты IP65, тот же 17-разрядный последовательный абсолютный энкодер. Суффикс "4" в конце номера детали означает принципиально иную электрическую спецификацию: этот двигатель намотан и рассчитан напитание класса 400В — трехфазное 380–480В переменного тока — вместо класса 200В стандартного HC-SFS702.

Это различие имеет огромное значение на уровне проектирования системы. На промышленных предприятиях с инфраструктурой питания 400В — стандартом для большей части Европы и широко используемым в крупных промышленных объектах по всему миру — двигатель класса 400В устраняет необходимость в понижающем трансформаторе между заводским питанием и сервоприводом. Конструкция панели упрощается, потери в трансформаторе исключаются, а установленная электрическая система лучше соответствует фактическому напряжению питания. При мощности 7кВт стоимость такой трансформации и потери мощности не являются тривиальными; работа при номинальном напряжении питания на многоосевой машине с несколькими осями по 7кВт приводит к ощутимой разнице в эффективности системы и занимаемом пространстве в панели.

HC-SFS7024 требуетусилитель класса 400В MR-J2S — конкретно MR-J2S-700A4, MR-J2S-700B4 или MR-J2S-700CP4. Усилитель класса 200В не сможет управлять этим двигателем. Двигатель и усилитель должны быть согласованы по классу напряжения без исключений.

Технические характеристики

Почему класс 400В при 7кВт имеет значение

Номинальный ток HC-SFS7024 составляет примерно 17,5 А — примерно вдвое меньше, чем у эквивалентного двигателя 200В при той же выходной мощности. Это прямое следствие работы при удвоенном напряжении: P = V × I, поэтому удвоение напряжения снижает ток вдвое при той же мощности. Это снижение тока имеет практические последствия для всей установленной системы.

Сечение кабеля. При половинном токе кабель, по которому передается мощность двигателя, может быть на один типоразмер меньше, оставаясь в пределах того же теплового рейтинга. На большой машине с сервоосями мощностью 7кВт и кабельными линиями длиной 20 м до корпуса — что не редкость для больших обрабатывающих центров — разница в стоимости кабеля, весе и заполнении кабельных каналов по всем осям машины является реальной и измеримой.

Потери на переключение усилителя. Усилители класса 400В MR-J2S-700A4/B4 работают с меньшим током при более высоком напряжении, что влияет на их внутреннее тепловое управление и характеристики переключения. Панель усилителя часто может быть спроектирована с меньшими средствами охлаждения при заданной установленной мощности при работе на 400В вместо 200В.

Избежание использования сетевого трансформатора. В среде с питанием 400В сервосистема класса 200В требует понижающего трансформатора. При мощности 7кВт этот трансформатор является физическим, электрическим и финансовым обременением. HC-SFS7024 с усилителем класса 400В подключается непосредственно к шине питания завода без промежуточной трансформации.

Цифра 10 кВА мощности энергосистемы является ориентиром для проектирования системы при подключении к сети, выборе предохранителей и расчетах рекуперативной энергии — эта цифра одинакова независимо от класса напряжения питания, поскольку потребляемая электрическая мощность определяется номинальной выходной мощностью двигателя.

33,4 Нм непрерывно, 100 Нм пик

Профиль крутящего момента HC-SFS7024 идентичен HC-SFS702 при 200В: 33,4 Нм непрерывного крутящего момента и 100 Нм для ускорения. При номинальной скорости 2000 об/мин это существенные показатели — номинальная непрерывная мощность покрывает самые тяжелые продолжительные нагрузки при обработке или транспортировке, с которыми ось может столкнуться в производстве, а трехкратное соотношение пикового значения обеспечивает усилителю контроль на этапе ускорения каждого быстрого перемещения.

Что отличает мощность 7кВт от меньших двигателей в семействе HC-SFS, так это показатель непрерывного крутящего момента 33,4 Нм. HC-SFS502 мощностью 5кВт выдает 23,9 Нм. Переход от 23,9 Нм к 33,4 Нм — увеличение непрерывного крутящего момента на 40% — это грань между осью, которая работает в пределах своего теплового бюджета в дни интенсивного производства, и осью, которая приближается к перегрузке при том же рабочем цикле. Для самых больших осей станков, самых тяжелых систем транспортировки паллет и высоконагруженной промышленной автоматизации, где номинальный непрерывный крутящий момент двигателя 5кВт является пределом, 7кВт — необходимая спецификация.

Пиковый крутящий момент 100 Нм обеспечивает агрессивные профили ускорения. Большой стол вертикального обрабатывающего центра или тяжелое поворотное приспособление не ускоряются до скорости быстрого перемещения медленно. Способность выдавать 100 Нм в течение фазы ускорения, а затем вернуться к рабочему уровню 33,4 Нм — это то, что позволяет сократить время быстрого перемещения на тяжелых осях без необходимости использования еще большего двигателя.

Прямой вал при 7кВт: дисциплина установки

При непрерывном крутящем моменте 33,4 Нм и пиковом 100 Нм требования к интерфейсу вал-муфта требуют тщательного внимания. Прямой вал HC-SFS7024 полагается на фрикционную муфту для передачи крутящего момента — сила зажима между наружным диаметром вала и внутренним диаметром втулки должна быть достаточной для передачи 100 Нм при пиковой нагрузке без проскальзывания при любых условиях эксплуатации.

Выбор муфты должен основываться на значении пикового крутящего момента, а не непрерывного. Должен применяться коэффициент обслуживания производителя муфты для реверсивных сервоосей. При мощности 7кВт и массе двигателя 32 кг механические последствия проскальзывания втулки серьезны: ошибки позиционирования в худшем случае, возможные механические повреждения в худшем случае и сложность диагностики прерывистых событий проскальзывания, которые коррелируют с конкретными профилями движения, а не приводят к постоянным условиям неисправности.

Установка втулки выполняется в соответствии с теми же рекомендациями, что и для всех двигателей серии HC-SFS: используйте резьбовое отверстие на конце вала и тянущий болт для осевой посадки втулки, а не запрессовку или забивание. При таком размере корпуса осевое воздействие при установке втулки передается непосредственно на диск энкодера и подшипниковый узел сзади двигателя, а возникающие повреждения, как правило, приводят к прерывистым неисправностям энкодера при вибрации, которые трудно отследить до первоначальной установки.

Для применений, где приводной механизм требует шпоночного соединения — шкивы ременной передачи, ступицы шестерен, звездочки цепи — правильным вариантом является HC-SFS7024K (вал со шпоночным пазом). HC-SFS7024 с прямым валом предназначен для конструкций с фрикционными муфтами.

17-разрядный энкодер: обратная связь J2-Super при 400В

Класс напряжения не влияет на энкодер. HC-SFS7024 оснащен тем же 17-разрядным последовательным абсолютным энкодером, что и все остальные двигатели семейства HC-SFS — 131 072 позиции на оборот, последовательная цифровая передача на усилитель и многооборотная абсолютная позиция, поддерживаемаялитиевой батареей A6BAT в усилителе MR-J2S-700_4.

При 7кВт и 2000 об/мин 17-разрядное разрешение окупается в двух областях. Качество контура скорости улучшается, поскольку оценка скорости усилителем по последовательным выборкам положения в восемь раз точнее, чем у 14-разрядного энкодера в старом поколении HC-SF. Этот более чистый сигнал скорости обеспечивает более высокую полосу пропускания контура скорости и лучшее подавление возмущений при нагрузках резания, что особенно важно для тяжелых осей, где вариации силы нагрузки наибольшие. Также улучшается плавность подачи на низких скоростях — актуально для шлифования поверхностей, контурной обработки и любых операций, выполняемых на медленной скорости подачи по всей длине хода оси.

Абсолютная функция обеспечивает перезапуск машины без циклов возврата в исходное положение при каждом включении. Для больших обрабатывающих центров, где цикл возврата в исходное положение оси Z занимает 30–90 секунд и выполняется при каждом начале смены, при каждом срабатывании аварийной остановки и при каждом сбросе сигнализации, ценность устранения этого цикла для производительности значительно накапливается за рабочий год.

Совместимые усилители: только класс 400В

HC-SFS7024 — это строго двигатель класса 400В. Его обмотка рассчитана на питание 400В и ни при каких обстоятельствах не может использоваться с усилителями 200В. Совместимые усилители:

MR-J2S-700B4 — 7кВт, класс 400В, универсальный интерфейс. Принимает аналоговые команды скорости и импульсные команды положения от систем ЧПУ и ПЛК. Режимы управления положением, скоростью и крутящим моментом. Стандартный выбор для машин 400В с управлением осями по ЧПУ или ПЛК с импульсным управлением.

MR-J2S-700CP4 — 7кВт, класс 400В, интерфейс оптоволоконной шины SSCNET. Подключается к контроллерам движения Mitsubishi серии A или Q для скоординированной многоосевой интерполяции. Ось получает команды траектории по сети SSCNET; обратная связь энкодера передается по той же сети.

В2: В чем практическая разница между HC-SFS7024 и HC-SFS702? — 7кВт, класс 400В, встроенное позиционирование с интерфейсом CC-Link. Для автономных приложений позиционирования или машин, использующих полевую шину CC-Link.

Использование усилителя класса 200В (MR-J2S-700A, MR-J2S-700B без суффикса "4") с этим двигателем приведет к его повреждению. Номинальное напряжение двигателя составляет 400В; подача сигналов управления класса 200В вызовет тепловые и электрические проблемы. Суффикс "4" как на двигателе, так и на усилителе всегда должен совпадать.

HC-SFS7024 против HC-SFS702: одинаковая производительность, разное питание

Основные оси подачи станков VMC и HMC с инфраструктурой 400В.

Большие вертикальные и горизонтальные обрабатывающие центры, установленные в европейских и международных предприятиях с трехфазным питанием 400В, используют серводвигатели класса 400В на всех осях. На большом VMC оси X, Y и Z, перемещающие тяжелые столы и шпиндельные головки при постоянных скоростях резания, являются естественным применением для мощности HC-SFS7024. Питание 400В подключается непосредственно к усилителям MR-J2S-700_4 без промежуточной трансформации.

Приводы тяжелых систем транспортировки паллет и шаттлов на линиях HMC с питанием 400В. Системы смены паллет и транспортировки на крупноформатных горизонтальных обрабатывающих центрах на предприятиях с питанием 400В используют серводвигатели мощностью 7кВт на приводах шаттлов и зажимных станций. Сниженный ток при 400В упрощает проводку панели для машины с несколькими сервоосями большой мощности.

Оси подачи больших токарных станков с ЧПУ и токарных центров. Тяжелые токарные центры с большими массами револьверной головки и суппорта, работающие от сети 400В, используют HC-SFS7024 на осях суппорта Z и поперечного суппорта X. Непрерывный крутящий момент 33,4 Нм обеспечивает достаточный крутящий момент для операций глубокого точения при постоянной нагрузке резания.

Поворотные столы с прямым приводом и большие системы 4-й оси. Крупноформатные поворотные столы 4-й оси на обрабатывающих центрах в условиях питания 400В используют серводвигатели мощностью 7кВт для основного индексирования и контурной обработки. Абсолютный энкодер обеспечивает точность углового позиционирования при всех событиях питания, а 17-разрядное разрешение поддерживает мелкие угловые приращения, необходимые для операций 5-осевой контурной обработки.

Интеграция промышленных транспортных машин и линий с питанием 400В. Многопозиционные транспортные линии и автоматизированные сборочные системы на крупных европейских и азиатских промышленных предприятиях со стандартизированным питанием 400В интегрируют сервоприводы класса 400В по всей конструкции линии. HC-SFS7024 обеспечивает мощность 7кВт при собственном напряжении питания системы для самых мощных транспортных и индексирующих осей.

Часто задаваемые вопросыВ1: Можно ли использовать HC-SFS7024 со стандартным усилителем MR-J2S-700A или MR-J2S-700B 200В?

Нет. HC-SFS7024 — это

двигатель класса 400В

с обмоткой для питания 380–480В переменного тока. Его следует использовать только с усилителями класса 400В —MR-J2S-700A4,MR-J2S-700B4 илиMR-J2S-700CP4. Подключение двигателя 400В к усилителю класса 200В приведет к повреждению двигателя. Всегда проверяйте, что и двигатель, и усилитель имеют суффикс "4" (указывающий на класс 400В) перед установкой.В2: В чем практическая разница между HC-SFS7024 и HC-SFS702?Оба двигателя обеспечивают идентичную механическую выходную мощность — тот же непрерывный крутящий момент 33,4 Нм, пиковый 100 Нм, номинальную скорость 2000 об/мин, 17-разрядный энкодер и фланец 176 × 176 мм. Единственное отличие — класс напряжения питания:

HC-SFS7024 работает от сети класса 400В

(380–480В); HC-SFS702 работает от сети класса 200В (200–230В). Более низкий номинальный ток HC-SFS7024 (~17,5 А против 35 А) упрощает проводку и устраняет необходимость в понижающем трансформаторе в средах с инфраструктурой 400В.В3: Есть ли у HC-SFS7024 электромагнитный тормоз?Нет. HC-SFS7024 — это вариант с прямым валом без тормоза. Положение в покое поддерживается блокировкой сервопривода усилителя. Для вертикальных осей, механизмов с гравитационной нагрузкой или любой оси, требующей безопасного механического удержания при отключении питания сервопривода,

HC-SFS7024B

(прямой вал с пружинным тормозом) является правильной спецификацией. Тормоз является критически важным выбором безопасности для любой оси, где потеря управления сервоприводом вызывает неконтролируемое движение.В4: Где находится батарея абсолютного энкодера и когда ее следует заменить?

литиевая батарея Mitsubishi A6BAT

, которая поддерживает счетчик абсолютной многооборотной позиции 17-разрядного абсолютного энкодера, находится внутри сервоусилителя MR-J2S-700_4 — не в двигателе. Замените ее, когда усилитель отобразит предупреждение о низком заряде батареи, до полного разряда. Полностью разряженная A6BAT сбрасывает счетчик абсолютной позиции, требуя цикла возврата в исходное положение перед тем, как машина сможет возобновить производство.В5: Является ли HC-SFS7024 прямой заменой HC-SFS7024B, если вариант с тормозом недоступен?Нет — эти две модели не взаимозаменяемы, если машина была спроектирована с тормозом. HC-SFS7024 не имеет электромагнитного тормоза; HC-SFS7024B имеет пружинный тормоз с функцией безопасного отключения. Замена двигателя без тормоза на оси, которая была указана с тормозом, устраняет встроенную функцию безопасности. Эта замена должна производиться только после официальной переоценки требований безопасности оси, подтверждающей ее допустимость. Для целей технического обслуживания и ремонта всегда приобретайте вариант с правильной спецификацией тормоза для машины.