Κινητήρας AC Servo Mitsubishi Electric HC-KFE43

400W | Ονομαστική Ροπή 1,3 Nm | 3000 σ.α.λ. | Ενσωματωμένος Κωδικοποιητής 10.000 ppr | Σειρά MR-E | Φλάντζα 60×60mm | Σώμα IP55 | Καταργημένο

Κατασκευασμένο για Αξία. Σχεδιασμένο για Ακρίβεια.

Υπάρχει ένα καλά εδραιωμένο τμήμα της αγοράς κινητήρων servo όπου τα συστήματα απόλυτου κωδικοποιητή υψηλής τεχνολογίας και η πολυπλοκότητα που τα συνοδεύει είναι απλώς περιττά. Γενικής χρήσης μηχανήματα, εξοπλισμός κλωστοϋφαντουργίας, γραμμές συσκευασίας, τυπικοί άξονες τροφοδοσίας — αυτές οι εφαρμογές χρειάζονται αξιόπιστη ροπή, σταθερό έλεγχο ταχύτητας και προβλέψιμη τοποθέτηση χωρίς την επιπλέον χρέωση των απόλυτων ανατροφοδοτήσεων πολλαπλών bit ή την επιβάρυνση ρύθμισης των συστημάτων ενισχυτών υψηλής τεχνολογίας. Ο Mitsubishi Electric HC-KFE43 σχεδιάστηκε ακριβώς για αυτόν τον χώρο.

Ως μέρος της σειράς HC-KFE και ταιριασμένος με την οικογένεια ενισχυτών servo γενικής χρήσης MR-E της Mitsubishi, αυτός ο κινητήρας AC servo χαμηλής αδράνειας 400W προσφέρει την βασική απόδοση που έκανε την πλατφόρμα MELSERVO ένα πρότυπο αναφοράς στην βιομηχανική αυτοματοποίηση — καθαρή παροχή ροπής στις 3000 σ.α.λ., αναλογία κορυφής προς ονομαστική ροπή 3:1 για επιτάχυνση και ένας ενσωματωμένος κωδικοποιητής αρκετά ακριβής για τις απαιτήσεις τοποθέτησης των εφαρμογών για τις οποίες κατασκευάστηκε.

Τεχνικές Προδιαγραφές

Πού Τοποθετείται Αυτός ο Κινητήρας στη Γραμμή MELSERVO της Mitsubishi

Η Mitsubishi Electric οργάνωσε τις γενιές προϊόντων MELSERVO γύρω από επίπεδα εφαρμογών, και η σειρά HC-KFE κατέλαβε το επίπεδο γενικής χρήσης — τοποθετημένη κάτω από τη σειρά HC-KFS (συμβατή με MR-J2S, απόλυτος κωδικοποιητής 17-bit) σε πολυπλοκότητα κωδικοποιητή, αλλά μοιράζεται την ίδια διάσταση φλάντζας 60×60mm και τις ίδιες τιμές ονομαστικής/κορυφαίας ροπής 1,3Nm / 3,8Nm σε έξοδο 400W.

Η σειρά HC-KFE συνδυάζεται αποκλειστικά με τον ενισχυτή servo MR-E, την είσοδο της Mitsubishi στον έλεγχο servo γενικής χρήσης. Για τον HC-KFE43, αυτό σημαίνει τον MR-E-40A (είσοδος παλμικής αλυσίδας) ή τον MR-E-40AG (αναλογική εντολή ταχύτητας). Ο ενισχυτής MR-E δέχεται εντολές παλμικής αλυσίδας από μονάδες τοποθέτησης, PLCs ή ελεγκτές κίνησης, καθιστώντας τον HC-KFE43 εύκολο στην ενσωμάτωση σε συστήματα που βασίζονται σε PLCs της σειράς MELSEC Q/FX ή αυτόνομες μονάδες τοποθέτησης εξόδου παλμών.

Ενώ ο κινητήρας της σειράς HC-KFS φέρει έναν απόλυτο κωδικοποιητή 17-bit που διατηρεί τη θέση κατά τη διάρκεια κύκλων τροφοδοσίας, ο ενσωματωμένος κωδικοποιητής 10.000 ppr του HC-KFE43 αναφέρει μόνο σχετική κίνηση του άξονα από την τελευταία θέση αναφοράς. Το σύστημα απαιτεί ομογενοποίηση κατά την εκκίνηση για να καθοριστεί η απόλυτη θέση — ένας καλά κατανοητός περιορισμός σε εφαρμογές γενικής χρήσης όπου η γεωμετρία του μηχανήματος είναι σταθερή και οι κύκλοι ομογενοποίησης είναι ρουτίνας.

Απόδοση Ροπής: Η Αναλογία Κορυφής 3:1

Στην ονομαστική έξοδο 400W, ο HC-KFE43 παράγει συνεχή ονομαστική ροπή 1,3 Nm — η τιμή με την οποία γίνεται ο υπολογισμός φορτίου και την οποία ο κινητήρας μπορεί να διατηρήσει επ' αόριστον εντός των θερμικών ορίων. Η ονομαστική ροπή κορυφής 3,8 Nm (περίπου τρεις φορές την ονομαστική τιμή) είναι διαθέσιμη για τις σύντομες παροδικές απαιτήσεις των κύκλων επιτάχυνσης και επιβράδυνσης.

Αυτή η αναλογία κορυφής προς ονομαστική είναι ο αριθμός που καθορίζει πόσο γρήγορα μπορεί να επιταχύνει ένας άξονας υπό μια δεδομένη αδράνεια φορτίου. Για μια εφαρμογή όπου η αναλογία αδράνειας φορτίου είναι εντός του συνιστώμενου ανώτατου ορίου του MR-E (15 φορές την αδράνεια του κινητήρα για τη σειρά HC-KFE), η ροπή κορυφής 3,8 Nm είναι πλήρως διαθέσιμη για την οδήγηση γρήγορων κινήσεων από σημείο σε σημείο. Άξονες όπου ο χρόνος επιτάχυνσης έχει σημασία — μετακίνηση μικρής διαδρομής, συρόμενοι, περιστροφικοί — αντλούν πραγματικό χρόνο κύκλου από αυτό το περιθώριο.

Η Βαθμολογία IP55 και τα Πρακτικά της Όρια

Ο HC-KFE43 φέρει βαθμολογία σώματος IP55 — προστασία από την εισχώρηση σκόνης και από πίδακες νερού από οποιαδήποτε κατεύθυνση, καλύπτοντας το περίβλημα του κινητήρα. Αυτό καθιστά τον κινητήρα κατάλληλο για ανοιχτά περιβάλλοντα μηχανημάτων όπου υπάρχουν τυχαίες εκτοξεύσεις υγρών και αιωρούμενα σωματίδια.

Η αναφερόμενη εξαίρεση είναι σημαντική για τον σχεδιασμό εγκατάστασης: το τμήμα του άξονα που διαπερνά το περίβλημα και οι συνδέσεις στον HC-KFE ΔΕΝ είναι IP55. Υγρά ή ρύποι που φτάνουν στην είσοδο του άξονα στο περίβλημα ή στους συνδέσμους του κωδικοποιητή/τροφοδοσίας παρακάμπτουν εντελώς την προστασία του σώματος του κινητήρα. Σε εφαρμογές όπου η διαχείριση υγρών γύρω από τον άξονα δεν είναι δυνατή, θα πρέπει να αξιολογηθεί μια παραλλαγή με στεγανοποίηση λαδιού (διαθέσιμη σε άλλα μοντέλα της σειράς HC) ή πρόσθετη μηχανική στεγανοποίηση στον άξονα. Η σύνδεση του καλωδίου του κωδικοποιητή ιδιαιτέρως απαιτεί προστασία από μόλυνση, καθώς η υποβάθμιση του σήματος του κωδικοποιητή είναι μια κοινή αιτία βλάβης σε υγρά ή βρώμικα περιβάλλοντα.

Σημειώσεις Μηχανικής Εγκατάστασης

Η τετράγωνη φλάντζα στήριξης 60×60mm είναι το τυπικό προφίλ για κινητήρες servo κάτω του 1kW στη γραμμή MELSERVO HC/HF/HG — η ίδια διάσταση φλάντζας που καλύπτει τους κινητήρες χαμηλής αδράνειας 400W της Mitsubishi από τη γενιά HC-KFE έως την τρέχουσα σειρά HG-KR. Το μοτίβο των οπών για τις βίδες και οι διαστάσεις εγγραφής της φλάντζας είναι συνεπείς μεταξύ των γενεών, γεγονός που έχει καταστήσει εφικτή την μηχανική αντικατάσταση φλάντζας με φλάντζα κατά την αναβάθμιση συστημάτων κίνησης χωρίς τροποποίηση των πλακών στήριξης του μηχανήματος.

Το περίβλημα του κινητήρα είναι κατάλληλο για φυσική ψύξη (συναγωγή) — δεν απαιτείται ανεμιστήρας εξαναγκασμένης ψύξης, ούτε απαιτείται χώρος για ροή αέρα πέρα από τα τυπικά κενά εγκατάστασης. Οι απαιτήσεις του περιβάλλοντος λειτουργίας ακολουθούν την τυπική πρακτική των βιομηχανικών servo: εσωτερική εγκατάσταση, ελεύθερη από διαβρωτικά ή εύφλεκτα αέρια, ομίχλη λαδιού και άμεσο ηλιακό φως. Το μέγιστο υψόμετρο εγκατάστασης χωρίς μείωση απόδοσης είναι 1.000 μέτρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας.

Για σχεδιασμούς μηχανημάτων που εφαρμόζουν μη ισορροπημένη ροπή — φορτία κάθετου άξονα, για παράδειγμα — η τεκμηρίωση της Mitsubishi συνιστά τη διατήρηση του μη ισορροπημένου συνιστώσας ροπής κάτω από το 70% της ονομαστικής ροπής του κινητήρα. Αυτό είναι μια εκτίμηση σχεδιασμού και όχι ένα λειτουργικό όριο.

Θέματα Αντικατάστασης και Αναβάθμισης

Ο HC-KFE43 είναι ένα καταργημένο προϊόν, και ο ενισχυτής MR-E με τον οποίο λειτουργεί έχει επίσης φτάσει στο τέλος του κύκλου ζωής του. Νέες μονάδες δεν είναι πλέον διαθέσιμες μέσω των τυπικών καναλιών διανομής της Mitsubishi. η αγορά προμήθειας αποτελείται από υπολειπόμενα αποθέματα μετά την πώληση, μονάδες που έχουν αφαιρεθεί από τη χρήση και ανακατασκευασμένο απόθεμα από προμηθευτές ανταλλακτικών βιομηχανικής αυτοματοποίησης.

Για εγκαταστάσεις που σχεδιάζουν αναβάθμιση συστήματος κίνησης, η τεκμηριωμένη διαδρομή μετάβασης της Mitsubishi από το MR-E στις τρέχουσες γενιές MELSERVO οδηγεί στη σειρά MR-JE (για εφαρμογές γενικής χρήσης) ή στη σειρά MR-J4 (για απαιτήσεις υψηλότερης απόδοσης). Οι κινητήρες της σειράς HG-KN είναι το ισοδύναμο της τρέχουσας γενιάς στην κατηγορία 400W χαμηλής αδράνειας — μοιράζονται την ίδια διάσταση φλάντζας 60×60mm, γεγονός που απλοποιεί την μηχανική αντικατάσταση.

Συχνές Ερωτήσεις

Ε1: Ποιο είναι το συγκεκριμένο μοντέλο ενισχυτή MR-E που συνδυάζεται με τον HC-KFE43;

Ο HC-KFE43 έχει σχεδιαστεί για τους ενισχυτές MR-E-40A και MR-E-40AG. Ο MR-E-40A δέχεται εντολές θέσης παλμικής αλυσίδας (μορφή παλμού + κατεύθυνσης ή διαφοράς φάσης 90°) από εξωτερικούς ελεγκτές, ενώ ο MR-E-40AG προσθέτει μια αναλογική είσοδο εντολής ταχύτητας για εφαρμογές όπου ο ενισχυτής λειτουργεί σε λειτουργία ελέγχου ταχύτητας υπό την αναλογική έξοδο ενός ελεγκτή ανώτερου επιπέδου. Το επίθημα "40" στην ονομασία του ενισχυτή αντιστοιχεί στην κατηγορία κινητήρα 400W, ταιριάζοντας άμεσα με την ονομαστική έξοδο του HC-KFE43. Άλλα μεγέθη πλαισίου MR-E (10A, 20A, 70A, κ.λπ.) δεν ταιριάζουν με τον HC-KFE43 και δεν πρέπει να αντικατασταθούν.

Ε2: Απαιτεί ο HC-KFE43 εφεδρική μπαταρία για τη διατήρηση της θέσης μεταξύ των κύκλων τροφοδοσίας;

Δεν απαιτείται μπαταρία, αλλά ο κινητήρας επίσης δεν διατηρεί την απόλυτη θέση κατά την απενεργοποίηση. Ο HC-KFE43 χρησιμοποιεί έναν ενσωματωμένο κωδικοποιητή, ο οποίος απαιτεί μια ακολουθία ομογενοποίησης σε κάθε εκκίνηση για να καθοριστεί ένα σημείο αναφοράς πριν το σύστημα ελέγχου έχει έγκυρα δεδομένα απόλυτης θέσης. Αυτό διαφέρει από τους κινητήρες της σειράς HC-KFS της Mitsubishi με απόλυτους κωδικοποιητές 17-bit, οι οποίοι διατηρούν τη θέση μέσω του κωδικοποιητή με εφεδρική μπαταρία ακόμη και μετά την αφαίρεση της τροφοδοσίας. Για εφαρμογές που απαιτούν διατήρηση θέσης χωρίς ομογενοποίηση κατά την απενεργοποίηση/ενεργοποίηση, η κατάλληλη επιλογή είναι ένας κινητήρας με απόλυτο κωδικοποιητή.

Ε3: Μπορεί ο HC-KFE43 να αντικατασταθεί με έναν κινητήρα Mitsubishi τρέχουσας παραγωγής στην ίδια μηχανική στήριξη;

Μηχανικά, η διάσταση φλάντζας 60×60mm του HC-KFE43 μοιράζεται με τους κινητήρες χαμηλής αδράνειας 400W της τρέχουσας γενιάς της Mitsubishi, συμπεριλαμβανομένης της σειράς HG-KR43. Οι διαστάσεις της φλάντζας επιτρέπουν μια άμεση μηχανική αντικατάσταση στο μηχάνημα χωρίς τροποποίηση της πλάκας στήριξης. Ωστόσο, η διεπαφή κωδικοποιητή μεταξύ του HC-KFE43 (ενσωματωμένος, κατάλληλος για MR-E) και των κινητήρων της τρέχουσας σειράς HG-KR (απόλυτος 22-bit, κατάλληλος για MR-J4) είναι εντελώς διαφορετική. Μια μηχανική αντικατάσταση μόνο, διατηρώντας τον υπάρχοντα ενισχυτή MR-E, δεν είναι εφικτή. Η σωστή προσέγγιση είναι μια πλήρης αναβάθμιση κινητήρα και ενισχυτή ως ταιριαστό ζεύγος.

Ε4: Τι σημαίνει στην πράξη η εξαίρεση IP55 για το τμήμα του άξονα που διαπερνά το περίβλημα;

Η βαθμολογία IP55 καλύπτει την εξωτερική επιφάνεια του σώματος του κινητήρα, αλλά αποκλείει ρητά το σημείο όπου ο άξονας εξέρχεται από το περίβλημα και τις θέσεις των συνδέσεων καλωδίων. Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι οι υγροί ρύποι που φτάνουν στην περιοχή στεγανοποίησης του άξονα — ομίχλη ψυκτικού, ψεκασμός υγρού κοπής, νερό καθαρισμού — μπορούν να παρακάμψουν την προστασία του σώματος του κινητήρα και να εισέλθουν στον κινητήρα ή στη διάταξη του κωδικοποιητή με την πάροδο του χρόνου. Σε καθαρά εργαστηριακά περιβάλλοντα αυτό σπάνια αποτελεί πρόβλημα. Σε εργαλειομηχανές ή περιβάλλοντα υγρών διεργασιών όπου ο κινητήρας είναι τοποθετημένος κοντά σε ζώνες ψυκτικού, είναι απαραίτητη η σωστή θωράκιση του σημείου εξόδου του άξονα και των συνδέσεων καλωδίων. Ορισμένες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν προστατευτικά καλύμματα ή διατάξεις περιβλημάτων για να επεκτείνουν την αποτελεσματική προστασία σε αυτά τα ευάλωτα σημεία.

Ε5: Είναι ο HC-KFE43 κατάλληλος για εφαρμογές κάθετου άξονα;

Ο ίδιος ο κινητήρας είναι μηχανικά ικανός για χρήση σε κάθετο άξονα, αλλά η τεκμηρίωση της Mitsubishi ορίζει ότι η μη ισορροπημένη ροπή στον άξονα του κινητήρα θα πρέπει να διατηρείται κάτω από το 70% της ονομαστικής ροπής για μηχανήματα με βαρυτική ανισορροπία φορτίου. Ο βασικός HC-KFE43 δεν περιλαμβάνει ηλεκτρομαγνητικό φρένο. Για οποιονδήποτε κάθετο άξονα που πρέπει να διατηρεί τη θέση του φορτίου του όταν ο ενισχυτής servo είναι απενεργοποιημένος — συμπεριλαμβανομένων των ελεγχόμενων διακοπών, των έκτακτων διακοπών ή των διακοπών τροφοδοσίας — θα πρέπει να καθορίζεται η παραλλαγή με ηλεκτρομαγνητικό φρένο (HC-KFE43B) αντί για τον τυπικό κινητήρα. Η αποκλειστική στήριξη στην έξοδο ροπής του ενισχυτή servo για τη συγκράτηση ενός κάθετου φορτίου όταν αφαιρείται η τροφοδοσία δεν είναι ασφαλής πρακτική σχεδιασμού.