Mitsubishi HC-PQ43K-UE — Servomoteur AC série MELSERVO HC-PQ 400 W, 3000 tr/min, arbre à clavette, version Amérique du Nord

Présentation

Le HC-PQ43K-UE est le modèle de 400 W de la famille HC-PQ de Mitsubishi Electric — une série conçue dès le départ comme un concurrent direct des technologies de micro-pas et de pas 5 phases dans le segment de l'automatisation des machines de faible capacité et à haute fréquence de cycle. Alors qu'un moteur pas à pas sacrifie la précision de position pour la simplicité mécanique, le HC-PQ offre un contrôle de vitesse et de position en boucle fermée avec le même encombrement compact, éliminant les pas manqués et réduisant le temps de réglage grâce au réglage adaptatif en temps réel breveté par Mitsubishi intégré à la famille d'amplificateurs MR-C correspondants.

À 400 W et 3 000 tr/min, ce moteur se situe au sommet de la gamme HC-PQ, adapté aux tâches pour lesquelles les modèles précédents de 200 W ou moins de 200 W manquent de marge de couple : convoyeurs horizontaux à charges variables, positionnement de portiques multi-axes, applicateurs d'étiquettes, systèmes de distribution et tout mécanisme où un positionnement constant sous des changements d'inertie est non négociable. La désignation « -UE » identifie cette variante comme conforme aux normes nord-américaines, répondant aux exigences de marquage UL et CE et emballée avec une documentation en anglais.

Spécifications électriques et mécaniques

Le concept de conception du HC-PQ : pourquoi il a remplacé les moteurs pas à pas dans les applications à cycle élevé

Les moteurs pas à pas ont été le cheval de bataille de l'automatisation des petits axes pendant des décennies, mais ils présentent une limitation fondamentale : ils fonctionnent en boucle ouverte. Le moteur maintient sa position ou non, et lorsque les conditions de charge changent en cours de cycle, il n'y a aucun mécanisme de correction. Dans les applications à cycle élevé ou à charge variable, cela entraîne une perte de position, des arrêts du système et des temps d'arrêt de production.

Mitsubishi a développé la série HC-PQ pour combler le fossé entre la technologie des moteurs pas à pas et les systèmes servo plus grands et plus complexes. Trois décisions de conception spécifiques définissent le HC-PQ :

Architecture basée sur l'encodeur. Chaque moteur HC-PQ est livré avec un encodeur de 10 000 impulsions/révolution en équipement standard, et non en option. La position est continuellement renvoyée à l'amplificateur à chaque instant de fonctionnement.

Faible inertie du rotor. L'inertie du rotor de 0,793 oz·in² du modèle 400 W maintient le rapport inertie de charge/moteur gérable sur une large gamme de machines légères à moyennes. En pratique, cela se traduit par une accélération plus rapide, des temps de stabilisation plus courts et des exigences de gain moins agressives — tout cela réduit la complexité du réglage du côté du constructeur de la machine.

Empreintes de montage compatibles. Les variantes -NK de la famille HC-PQ utilisent des adaptateurs de montage NEMA 34 (disponibles pour les modèles 200 W et 400 W), facilitant les mises à niveau sur les machines qui étaient à l'origine construites autour de châssis de moteurs pas à pas. Le HC-PQ43K-UE standard utilise les dimensions de montage servo natives de Mitsubishi.

Caractéristiques de couple

La courbe de couple du HC-PQ43 raconte l'histoire que les données de la plaque signalétique ne peuvent pas seule. À la vitesse nominale (3 000 tr/min), le moteur produit son couple nominal continu de 184 oz·in — une sortie stable et durable pour le cycle thermique complet. En entrant dans la plage de fonctionnement intermittente, le couple de pointe atteint environ 414 oz·in — plus du double de la puissance nominale continue — pour des rafales d'accélération de courte durée. Cette capacité de couple de pointe est ce qui rend les servomoteurs efficaces dans les cycles de démarrage-arrêt à inertie élevée où les moteurs pas à pas ont tendance à caler.

La plage de fonctionnement continue s'étend jusqu'à 4 500 tr/min avec un couple réduit à des vitesses plus élevées, offrant aux concepteurs de machines la flexibilité de faire fonctionner l'axe plus rapidement que la vitesse nominale lorsque les événements de couple de pointe sont peu fréquents et que les limites thermiques le permettent.

Amplificateurs compatibles

Le HC-PQ43K-UE a été introduit aux côtés des amplificateurs de la série MR-C et est resté en production pendant les époques MR-J2 et MR-J2-Super. Les amplificateurs compatibles vérifiés comprennent :

Série MR-C (correspondance principale) :

• MR-C40A-UE — Entrée AC 230 V monophasée, tension d'impulsion d'interface 24 VDC
• MR-C40A-L-UE — Entrée AC 230 V monophasée, tension d'impulsion d'interface 5 VDC

Série MR-J2 / MR-J2-Super :

• MR-J2-40A / MR-J2S-40A — Interface impulsion/analogique à usage général, classe 400 W
• MR-J2S-40B — Version bus fibre optique SSCNET pour les réseaux de contrôleurs de mouvement Mitsubishi

Tous les amplificateurs MR-C sont configurés pour le contrôle de position par train d'impulsions avec une fonction d'engrenage électronique (rapport A/B de 1/50 à 20), acceptant des fréquences d'impulsions de commande jusqu'à 200 kpps et prenant en charge les formats d'entrée quadrature CW/CCW, signe+impulsion et A/B. Le nombre maximal d'impulsions de retour de position à l'amplificateur est de 4 000 impulsions/tr (résolution interne de l'amplificateur), piloté par l'encodeur physique de 10 000 P/tr via la chaîne de traitement du signal.

La communication RS-232C vers l'amplificateur MR-C est gérée via un adaptateur MR-C-T01 en option et le logiciel Windows MR-Configurator, permettant l'édition des paramètres, la surveillance des formes d'onde, la revue de l'historique des alarmes et les opérations d'auto-réglage à partir d'un PC standard.

Référence du câble d'encodeur et des accessoires

Remarque : La puissance du moteur est connectée via un câblage séparé à l'amplificateur — le HC-PQ43K-UE est livré avec des fils de 0,3 m avec des cosses à œillet pour les connexions d'alimentation et de terre.

État et disponibilité du produit

Cette annonce concerne le HC-PQ43K-UE fourni neuf dans sa boîte, avec une garantie d'un an. L'état neuf dans la boîte signifie que le moteur n'a jamais été installé, qu'il conserve son emballage d'origine d'usine et qu'il conserve les données de la plaque signalétique d'origine vérifiables à la réception. La garantie d'un an couvre les défauts de fabrication et assure un support de remplacement ou de réparation pendant la période de garantie.

Le HC-PQ43K-UE a été discontinué par Mitsubishi Electric dans le cadre de la transition de fin de vie de la série MR-J2/HC. Les nouveaux stocks ne sont plus produits. Pour les machines existantes construites autour des amplificateurs MR-C ou MR-J2 et des moteurs HC-PQ, les unités neuves dans la boîte disponibles sur le marché des surplus industriels sont la solution privilégiée pour maintenir les performances d'origine de la machine sans les coûts d'ingénierie d'une migration du système d'entraînement.

Pour les nouvelles conceptions de machines, l'équivalent actuel de Mitsubishi dans le segment 400 W / 3 000 tr/min est le HG-KR43 (plateforme MELSERVO-J4), qui nécessite l'amplificateur MR-J4-40A ou MR-J4-40B. Le HC-PQ43K-UE n'est ni mécaniquement ni électriquement interchangeable avec les moteurs de l'ère J4 sans une révision complète du système.

FAQ

Q1 : Quelle est la différence entre le HC-PQ43K-UE et le HC-PQ43NK-UE ?

Les deux modèles sont électriquement identiques — même puissance nominale de 400 W, mêmes spécifications électriques de 2,8 A / 122 V, même encodeur de 10 000 P/tr, mêmes dimensions d'arbre et clavette. La distinction réside dans l'interface de montage. Le HC-PQ43K-UE utilise les dimensions de bride de montage servo natives de Mitsubishi, conçues pour une installation directe sur des plaques de montage spécifiées par Mitsubishi ou des châssis de machines personnalisés construits selon le dessin de bride du moteur. Le HC-PQ43NK-UE comprend un adaptateur de montage NEMA 34, dimensionné pour s'adapter au motif de boulons standard NEMA 34 — utile lors de la mise à niveau d'une machine à l'origine conçue autour d'un moteur pas à pas NEMA 34. Si le châssis de la machine n'a pas été conçu à l'origine pour des dimensions NEMA, le HC-PQ43K-UE est le choix le plus propre.

Q2 : Quel amplificateur servo Mitsubishi doit être associé au HC-PQ43K-UE ?

L'amplificateur prévu est le MR-C40A-UE (AC 230 V monophasé, version nord-américaine). Le MR-C40A-UE est le modèle de 400 W de la famille d'amplificateurs MR-C, qui a été spécifiquement développé pour être utilisé avec la gamme de moteurs HC-PQ. Pour les installations utilisant déjà des amplificateurs MR-J2-Super, le MR-J2S-40A (interface impulsion/analogique à usage général) est également compatible et prend en charge le même moteur HC-PQ43. Le mélange avec les amplificateurs MR-J3 ou J4 n'est pas pris en charge — ces générations utilisent un protocole d'interface d'encodeur différent et nécessiteraient une série de moteurs différente.

Q3 : Le HC-PQ43K-UE a-t-il un indice de protection IP65, et qu'est-ce que cela signifie pour les environnements d'installation ?

Oui — le HC-PQ43K-UE est classé IP65, ce qui signifie que le corps du moteur est entièrement protégé contre la pénétration de poussière et contre les jets d'eau directs de toute direction. Cela le rend adapté à une installation dans des environnements avec des brouillards de lavage, des brouillards de liquide de refroidissement ou une contamination atmosphérique importante. Les deux exclusions sont l'ouverture de l'arbre (où l'arbre sort de la face avant) et l'extrémité du connecteur de câble — ces zones ne sont pas classées IP65. Pour les applications impliquant une immersion ou un contact prolongé avec de l'eau à haute pression, un étanchéité supplémentaire au niveau de l'ouverture de l'arbre serait nécessaire. Les moteurs avec une option de joint d'huile dans la gamme Mitsubishi répondent à cette exigence pour des demandes de protection plus élevées.

Q4 : Le HC-PQ43K-UE peut-il être utilisé pour des applications à axe vertical ?

Le HC-PQ43K-UE n'a pas de frein électromagnétique — le suffixe K indique un arbre à clavette, pas un frein. Pour les axes verticaux où la charge pourrait tomber sous l'effet de la gravité lorsque le servo est désactivé ou lorsqu'une alarme se produit, ce moteur seul n'est pas suffisant. Une application à axe vertical avec ce moteur nécessite soit un frein mécanique externe sur le mécanisme entraîné, soit une substitution par le HC-PQ43BK-UE (même moteur avec un frein électromagnétique intégré à ressort et à libération électrique). La variante avec frein nécessite une alimentation 24 VDC pour la libération du frein et ajoute environ 0,247 oz·in² à la figure d'inertie totale du rotor. Si la conception de la machine ne peut pas accueillir un moteur avec frein, un contrepoids ou une vis mère avec une capacité d'auto-blocage suffisante peuvent également être acceptables — mais il s'agit d'une décision de conception mécanique qui doit être évaluée par application.

Q5 : Comment le HC-PQ43K-UE se compare-t-il au HG-KR43 actuel de Mitsubishi, et un remplacement direct est-il possible ?

Les deux moteurs sont évalués à 400 W et 3 000 tr/min, mais ils ne sont pas des remplacements directs l'un pour l'autre. Le HC-PQ43K-UE a été conçu pour les générations d'amplificateurs MR-C et MR-J2 et utilise une ancienne interface d'encodeur ; le HG-KR43 est conçu pour les amplificateurs MR-J4 avec un encodeur absolu moderne de 18 bits (262 144 comptes/tr). Leurs dimensions de montage physiques diffèrent également — la taille de la bride et le motif des boulons ont changé entre les générations. Une migration du HC-PQ43K-UE vers le HG-KR43 nécessite un nouvel amplificateur (MR-J4-40A ou -40B), de nouveaux câbles d'encodeur et d'alimentation, un remappage de tous les paramètres et une vérification de l'interface mécanique avant que le nouveau moteur puisse être monté. Pour les machines où l'objectif est une réparation à l'identique, l'approvisionnement d'un HC-PQ43K-UE neuf dans sa boîte est considérablement plus rapide et moins coûteux qu'une migration de plateforme.