موتور جدید Mitsubishi HF-SP81J HFSP81J

میتسوبیشی HF-SP81J | موتور سروو AC MELSERVO-J3 — 850 وات، 8.12 نیوتن متر، 1000 دور در دقیقه نامی / 1500 دور در دقیقه حداکثر، درپوش روغن، 18 بیتی مطلق، IP67

شماره قطعه: HF-SP81J

سری: MELSERVO-J3 — سری HF-SP اینرسی متوسط، ظرفیت متوسط

طراحی: شفت مستقیم، درپوش روغن، انکودر مطلق داخلی 18 بیتی

خروجی نامی: 850 وات (0.85 کیلووات)

گشتاور نامی: 8.12 نیوتن متر

گشتاور پیک: 24.4 نیوتن متر

سرعت نامی: 1000 دور در دقیقه

حداکثر سرعت: 1500 دور در دقیقه

جریان نامی: 4.5 آمپر

ولتاژ تغذیه: کلاس 200 ولت AC

گشتاور اینرسی: 0.00178 کیلوگرم متر مربع (17.8 کیلوگرم سانتی متر مربع)

اندازه فلنج: 130 × 130 میلی متر

حفاظت در برابر نفوذ: IP67

ابعاد: ارتفاع 177.5 میلی متر × عرض 130 میلی متر × عمق 217.5 میلی متر

وضعیت: نو

مرور کلی

موتور سروو AC میتسوبیشی HF-SP81J با توان 850 وات و اینرسی متوسط از سری MELSERVO-J3 HF-SP است که برای عملکرد با گشتاور بالا و سرعت پایین بهینه شده است — با سرعت نامی 1000 دور در دقیقه و حداکثر 1500 دور در دقیقه.با گشتاور نامی 8.12 نیوتن متر و گشتاور پیک 24.4 نیوتن متر، این موتور خروجی گشتاوری را ارائه می‌دهد که بسیار بیشتر از یک موتور 850 واتی است که با سرعت 3000 دور در دقیقه کار می‌کند.سرعت نامی پایین، منطق مهندسی است: گشتاور برابر است با توان تقسیم بر سرعت زاویه‌ای، بنابراین با ثابت نگه داشتن توان خروجی و کاهش سرعت، گشتاور موجود به طور متناسب افزایش می‌یابد. HF-SP81J با سرعت 1000 دور در دقیقه، بیش از سه برابر گشتاور نامی یک موتور 850 واتی معادل با سرعت نامی 3000 دور در دقیقه را تولید می‌کند.

پسوند "J" نشان‌دهنده نصب درپوش روغن است — یک درپوش لب‌دار در خروجی شفت که در برابر غبار روغن، پاشش مایع خنک‌کننده و نفوذ ذرات از طریق شکاف شفت محافظت می‌کند. همراه با درجه حفاظت بدنه IP67، HF-SP81J در برابر غوطه‌وری موقت در عمق مشخصی مهر و موم شده است و آن را به یکی از مقاوم‌ترین موتورهای سری HF-SP تبدیل می‌کند.

این سطح آب‌بندی برای محیط‌های مرطوب‌تر و آلوده‌تر که محورهای با گشتاور بالا و سرعت پایین اغلب در آن‌ها قرار دارند، مناسب است: دستگاه‌های سیم‌پیچ، غلتک‌های کنترل کشش، درایوهای نوار نقاله که نزدیک مایع خنک‌کننده کار می‌کنند، و کاربردهای برجک یا میز دوار ماشین ابزار که موتور در داخل محفظه غنی از مایع خنک‌کننده قرار دارد.

انکودر مطلق 18 بیتی با 262,144 پالس در هر دور، حفظ موقعیت را در طول قطع برق بدون نیاز به بازگشت به نقطه مبدأ در هنگام راه‌اندازی فراهم می‌کند و حلقه کنترل سرعت و موقعیت با وضوح بالا را برای تقویت‌کننده MELSERVO-J3 تغذیه می‌کند.

فلنج 130 × 130 میلی‌متری و ابعاد کلی 177.5 × 130 × 217.5 میلی‌متری، آن را از نظر فیزیکی در همان کلاس موتورهای سروو با ظرفیت متوسط و فلنج 130 میلی‌متری قرار می‌دهد، در حالی که عمق بیشتر (217.5 میلی‌متر در مقابل 173.5 میلی‌متر برای مدل قابل مقایسه 2000 دور در دقیقه) نشان‌دهنده استاتور طولانی‌تر مورد نیاز برای تولید گشتاور بالا در فرکانس الکتریکی پایین است.

مشخصات کلیدی

پارامتر

مقدار

بیشتر موتورهای سروو در این کلاس خروجی با سرعت نامی 2000 یا 3000 دور در دقیقه کار می‌کنند که نشان‌دهنده نیاز معمول محورهای تغذیه CNC است که سرعت پیچ توپی، دور موتور مورد نیاز را تعیین می‌کند. نوع 1000 دور در دقیقه — کد سرعت "1" در SP81 — برای سناریوهای کاربردی که گشتاور بالا در سرعت شفت پایین نیاز اصلی است، بدون اینرسی و پیچیدگی گیربکس کاهنده میانی بین موتور و بار، وجود دارد.

کاربردهای درایو مستقیم بیشترین بهره را از این طراحی می‌برند.

موتوری که با سرعت 1000 دور در دقیقه مستقیماً به یک مکانیزم متصل است، می‌تواند 8.12 نیوتن متر را به طور مداوم بدون هیچ گیربکسی ارائه دهد — با حذف لقی، کاهش انعطاف‌پذیری مکانیکی، ساده‌سازی نگهداری و حذف گیربکس به عنوان یک نقطه خرابی احتمالی. برای کاربردهایی که محدوده سرعت طبیعی مکانیزم 0 تا 1000 دور در دقیقه است و تقاضای گشتاور پایدار است، HF-SP81J این را از طریق خود موتور و نه از طریق گیربکس کاهنده از موتور 3000 دور در دقیقه ارائه می‌دهد.

گشتاور پیک 24.4 نیوتن متر — سه برابر گشتاور نامی — پالس شتاب مورد نیاز برای جابجایی بارهای با اینرسی بالا از حالت سکون به سرعت کاری را فراهم می‌کند.

با گشتاور اینرسی 0.00178 کیلوگرم متر مربع، روتور خود در مقایسه با موتورهای کوچکتر قابل توجه است، به این معنی که موتور می‌تواند به بارهای نسبتاً سنگین متصل شود بدون اینکه سیستم سروو توسط عدم تطابق اینرسی بزرگ ناپایدار شود.

گشتاور پیک 24.4 نیوتن متر — شتاب در بارهای با اینرسی بالا

نسبت گشتاور پیک به نامی 3:1 در سراسر سری HF-SP ثابت است و با گشتاور نامی 8.12 نیوتن متر، گشتاور پیک 24.4 نیوتن متر را تولید می‌کند که قدرت شتاب قابل توجهی را برای بارهایی که HF-SP81J برای آن‌ها طراحی شده است، فراهم می‌کند.

قرقره‌های سیم‌پیچ، میزهای دوار، درایوهای غلتکی نوار نقاله و مکانیزم‌های مشابه می‌توانند جرم چرخشی قابل توجهی را حمل کنند — و رساندن آن جرم از حالت سکون به سرعت کاری در محدوده زمانی چرخه دستگاه به داشتن گشتاور پیک در دسترس بالاتر از نیاز در حال اجرا بستگی دارد.

محدودیت عملی، چرخه وظیفه است. گشتاور پیک، جریان پیک را می‌کشد — 3.2 برابر جریان نامی در نسبت پیک به نامی 3:1 — و حفاظت حرارتی الکترونیکی در تقویت‌کننده MELSERVO-J3، تقاضای جریان RMS را در طول زمان نظارت می‌کند.

پالس‌های شتاب کوتاه در گشتاور پیک در مدل حرارتی مجاز هستند؛ عملکرد پایدار در گشتاور پیک مجاز نیست.

محاسبه اندازه سروو — اینرسی بار، مسافت حرکت، زمان شتاب، گشتاور در حال اجرا پایدار — باید تأیید کند که تقاضای گشتاور RMS میانگین‌گیری شده در چرخه وظیفه در مقدار نامی 8.12 نیوتن متر باقی می‌ماند، در حالی که گشتاور شتاب پیک از 24.4 نیوتن متر تجاوز نمی‌کند.

برای کاربردهای سیم‌پیچ و کنترل کشش که اینرسی بار به طور مداوم با انباشته شدن یا باز شدن مواد از قرقره تغییر می‌کند، گشتاور اینرسی موتور 0.00178 کیلوگرم متر مربع، یک جرم مرجع در حلقه سروو فراهم می‌کند.

با تغییر اینرسی قرقره، تنظیم خودکار بهره تقویت‌کننده تغییر را ردیابی کرده و بهره‌های سروو را بر این اساس تنظیم می‌کند.

انکودر مطلق 18 بیتی — بدون نیاز به بازگشت به نقطه مبدأ، پیوستگی موقعیت

انکودر مطلق 18 بیتی تعبیه شده در HF-SP81J، 262,144 پالس در هر دور بازخورد موقعیت را با حفظ موقعیت مطلق در طول قطع برق فراهم می‌کند.

هنگامی که تقویت‌کننده MELSERVO-J3 روشن می‌شود، موقعیت واقعی شفت را مستقیماً از انکودر می‌خواند — محور بلافاصله داده‌های موقعیت صحیح را دارد، بدون نیاز به پیمایش به سمت سوئیچ مرجع.

برای یک محور با سرعت پایین و گشتاور بالا، این موضوع بیش از آنچه به نظر می‌رسد اهمیت دارد. محورهای با سرعت پایین اغلب به مکانیزم‌هایی متصل هستند که در آن‌ها قطع برق در وسط حرکت، بار را در موقعیتی نامشخص و بالقوه ناامن قرار می‌دهد — یک وب تحت کنترل کشش معلق بین غلتک‌های محرک، یک قرقره سیم‌پیچ در نیمه مسیر حرکت، یک میز ایندکس دوار بین ایستگاه‌ها.

با انکودر مطلق، بازیابی برق بلافاصله سیستم موقعیت را به یک حالت شناخته شده و تأیید شده بازمی‌گرداند.

انکودر افزایشی نیاز به بازگشت محور به نقطه مبدأ دارد — که ممکن است بار را از طریق یک مسیر ناامن حرکت دهد — قبل از اینکه هرگونه عملیات کنترل شده از سر گرفته شود.

وضوح 18 بیتی همچنین دانه‌بندی بازخورد سرعت را که عملیات سرعت پایین HF-SP81J به آن نیاز دارد، فراهم می‌کند.

با سرعت 1000 دور در دقیقه، هر دور 60 میلی‌ثانیه طول می‌کشد؛ با 262,144 ppr، تقویت‌کننده تقریباً 4,369 پالس بازخورد در میلی‌ثانیه در سرعت نامی دریافت می‌کند. این تراکم بازخورد امکان کنترل دقیق سرعت را تا سرعت‌های بسیار پایین فراهم می‌کند — نوعی اجرای روان و کنترل شده با سرعت پایین که سیستم‌های سیم‌پیچ، کشش و جابجایی وب به آن نیاز دارند.

IP67 و درپوش روغن — حفاظت کامل در محیط مرطوب

IP67 نشان‌دهنده حذف کامل گرد و غبار و حفاظت در برابر غوطه‌وری موقت در عمق مشخص است — یک درجه بالاتر از حفاظت IP65 در برابر جت آب که بیشتر موتورهای سروو در این کلاس دارند.

درجه حفاظت IP67 HF-SP81J به این معنی است که بدنه موتور می‌تواند غوطه‌وری در مایع را برای مدت کوتاهی بدون آسیب به اجزای داخلی تحمل کند و برای مقابله با غبار مایع خنک‌کننده متناوب، چرخه‌های تمیز کردن و محیط‌های با رطوبت بالا که مشخصه بسیاری از کاربردهای این موتور است، رتبه‌بندی شده است.

درپوش روغن "J" در خروجی شفت، عنصر آب‌بندی را اضافه می‌کند که حفاظت بدنه IP67 به تنهایی آن را پوشش نمی‌دهد. شکاف شفت — فضای حلقوی بین شفت چرخان و انتهای موتور — مسیری برای غبار روغن و ذرات ریز حتی در موتور مهر و موم شده با IP67 است، زیرا شفت باید آزادانه بچرخد و شکاف را نمی‌توان به طور کامل توسط محفظه ساختاری مهر و موم کرد.

درپوش لب‌دار در خروجی شفت این مسیر را به صورت مکانیکی می‌بندد: لب روی سطح شفت چرخان قرار می‌گیرد و مایعات و ذرات را به بیرون منحرف می‌کند.

در طول عمر موتور، بازرسی دوره‌ای لب درپوش شفت برای سختی یا ترک خوردگی، فعالیت نگهداری اصلی است — یک درپوش آسیب‌دیده باعث آلودگی تدریجی از طریق تنها مسیری می‌شود که درجه حفاظت بدنه IP67 از آن محافظت نمی‌کند.

در مجموع، IP67 و درپوش روغن، HF-SP81J را برای محیط‌هایی مناسب می‌سازد که در طول عمر مفید یک موتور استاندارد IP65 را تخریب می‌کنند: قرار گرفتن مداوم در معرض غبار مایع خنک‌کننده، تمیز کردن منظم با فشار بالا، کاربردهایی که در حین کار تا حدی غوطه‌ور می‌شوند، و نصب در مجاورت سیستم‌های تحویل مایع برش.

HF-SP81J در سری HF-SP — جایگاه نوع 1000 دور در دقیقه

سری HF-SP طیف وسیعی از توان‌های خروجی از 0.5 کیلووات تا 7.0 کیلووات را پوشش می‌دهد که هر کدام در دو نوع سرعت نامی 1000 دور در دقیقه (کد سرعت "1") و 2000 دور در دقیقه (کد سرعت "2") موجود هستند. SP81J نوع 850 وات، 1000 دور در دقیقه، با درپوش روغن است:

نوع معادل 2000 دور در دقیقه — HF-SP82J — همان خروجی 850 وات را در سرعت نامی 2000 دور در دقیقه با گشتاور نامی به طور متناسب کمتر (تقریباً 4.1 نیوتن متر در مقابل 8.12 نیوتن متر)، طول کلی کوتاه‌تر و گشتاور اینرسی کاهش یافته تولید می‌کند.

انتخاب بین SP81J و SP82J به سیستم مکانیکی بستگی دارد: اگر بار به طور طبیعی در محدوده 0 تا 1000 دور در دقیقه در شفت موتور کار می‌کند (درایو مستقیم یا کوپلینگ با نسبت کم)، SP81J دو برابر گشتاور را در همان سطح توان ارائه می‌دهد.

اگر بار در محدوده 0 تا 2000 دور در دقیقه کار می‌کند، SP82J انتخاب مناسبی با بدنه موتور کوتاه‌تر است.

تفاوت عمق فیزیکی — 217.5 میلی‌متر برای SP81J در مقابل تقریباً 173.5 میلی‌متر برای معادل 2000 دور در دقیقه — نشان‌دهنده سیم‌پیچ استاتور طولانی‌تر مورد نیاز برای تولید گشتاور بالا در فرکانس الکتریکی پایین‌تر مرتبط با عملکرد 1000 دور در دقیقه است.

این عمق باید در طراحی حفره نصب موتور دستگاه، به ویژه در بازسازی‌هایی که موتور اصلی از نوع 2000 دور در دقیقه بوده است، در نظر گرفته شود.

سوالات متداول

س1: چرا HF-SP81J حداکثر سرعت کمتری (1500 دور در دقیقه) نسبت به بیشتر موتورهای سروو دارد؟

سرعت نامی 1000 دور در دقیقه / حداکثر 1500 دور در دقیقه، ویژگی تعیین‌کننده نوع سرعت "1" در سری HF-SP است.

سرعت نامی پایین یک انتخاب طراحی برای به حداکثر رساندن گشتاور در یک سطح توان معین است — همان 850 وات که در 1000 دور در دقیقه تحویل داده می‌شود، 8.12 نیوتن متر گشتاور نامی تولید می‌کند، در مقایسه با تقریباً 4.1 نیوتن متر اگر همان توان در 2000 دور در دقیقه تحویل داده شود.

کاربردهایی که به گشتاور بالا در سرعت شفت پایین نیاز دارند — درایوهای مستقیم، محورهای سیم‌پیچ، کنترل کشش، سیستم‌های با نسبت دنده کم — بدون نیاز به لقی و پیچیدگی گیربکس کاهنده از این طراحی بهره می‌برند.

س2: تفاوت بین HF-SP81J و HF-SP82J چیست؟

هر دو موتورهای سری HF-SP با توان 850 وات روی فلنج 130 × 130 میلی‌متری با درپوش روغن و IP67 هستند. HF-SP81J با سرعت نامی 1000 دور در دقیقه / 8.12 نیوتن متر نامی / 24.4 نیوتن متر پیک رتبه‌بندی شده است. HF-SP82J با سرعت نامی 2000 دور در دقیقه با تقریباً نصف گشتاور نامی در همان توان خروجی رتبه‌بندی شده است.

SP81J از نظر فیزیکی طولانی‌تر است (عمق 217.5 میلی‌متر در مقابل تقریباً 173.5 میلی‌متر) به دلیل استاتور طولانی‌تر مورد نیاز برای عملکرد با گشتاور بالا و سرعت پایین. SP81J را برای کاربردهای درایو مستقیم و گشتاور بالا در سرعت پایین انتخاب کنید؛ SP82J را برای محورهای با سرعت بالاتر که 2000 دور در دقیقه سرعت عملیاتی طبیعی آن‌ها است، انتخاب کنید.

س3: انکودر 18 بیتی مطلق است — آیا HF-SP81J در هر بار راه‌اندازی نیاز به بازگشت به نقطه مبدأ دارد؟

خیر. انکودر مطلق 18 بیتی موقعیت واقعی شفت را در طول قطع برق حفظ می‌کند. هنگامی که تقویت‌کننده MELSERVO-J3 روشن می‌شود، موقعیت را مستقیماً از انکودر بدون هیچ گونه پیمایش به نقطه مبدأ می‌خواند.

این موضوع به ویژه برای انواع کاربردهایی که این موتور در آن‌ها خدمت می‌کند — سیم‌پیچ، کنترل کشش و میزهای دوار — اهمیت دارد، جایی که قطع برق نباید نیاز به پیمایش محور به موقعیت مرجع قبل از از سرگیری عملیات کنترل شده داشته باشد. انکودر مطلق این نیاز را به طور کامل حذف می‌کند.

س4: چه چیزی باعث می‌شود IP67 ضروری باشد به جای درجه استاندارد IP65؟

IP65 در برابر جت‌های آب از هر جهتی محافظت می‌کند. IP67 علاوه بر این در برابر غوطه‌وری موقت محافظت می‌کند. برای بیشتر نصب‌های موتور سروو، IP65 کافی است.

IP67 برای محیط‌هایی مشخص شده است که موتور ممکن است به طور دوره‌ای غوطه‌ور شود — غوطه‌وری جزئی در حین تمیز کردن، سیل از مخازن مایع خنک‌کننده دستگاه، یا عملیات در محیط‌های شستشو که جت‌های آب هدایت شده برای سطح قرار گرفتن در معرض مایع کافی نیستند. 

اگر نصب فقط شامل قرار گرفتن در معرض غبار یا جت آب باشد، IP65 کافی است؛ اگر غوطه‌وری کوتاه مدت یک شرط عملیاتی واقعی باشد، IP67 سطح حفاظت اضافی را فراهم می‌کند.

س5: HF-SP81J دارای گشتاور اینرسی 0.00178 کیلوگرم متر مربع است — این چگونه بر اندازه‌گیری محور تأثیر می‌گذارد؟

اینرسی روتور 0.00178 کیلوگرم متر مربع مقدار مرجع برای تطابق بار است. میتسوبیشی توصیه می‌کند اینرسی بار منعکس شده به شفت موتور را در 15 برابر اینرسی روتور برای عملکرد پایدار سروو در تنظیمات بهره توصیه شده نگه دارید — در این مورد، تا تقریباً 0.0267 کیلوگرم متر مربع اینرسی بار منعکس شده.

برای بارهایی که از این نسبت تجاوز می‌کنند، تنظیم بهره چالش‌برانگیزتر می‌شود و پهنای باند سروو ممکن است کاهش یابد.

اینرسی روتور نسبتاً بالای موتور در مقایسه با موتورهای کوچکتر به این معنی است که به طور ذاتی بارهای سنگین‌تری را تحمل می‌کند قبل از اینکه به مرز عدم تطابق اینرسی نزدیک شود — یکی از مزایای عملی طراحی HF-SP با اینرسی متوسط برای کاربردهایی با جرم چرخشی سنگین.