Le moteur de servo à courant alternatif Mitsubishi HC-SFE102 HCSFE102 HC-SFE1O2

Mitsubishi HC-SFE102 | Moteur servo AC série HC-SF à inertie moyenne — 1,0 kW, 4,78 Nm, 2000 tr/min, 123 V, 6,0 A, IP65, Classe F, 7,3 kg

Numéro de pièce :HC-SFE102 (également HCSFE102)

Série :MELSERVO HC-SF — Moteur servo AC à inertie moyenne, capacité moyenne

Puissance nominale :1 000 W (1,0 kW)

Couple nominal :4,78 Nm

Couple de pointe :14,3 Nm

Vitesse nominale :2 000 tr/min

Tension d'entrée nominale :123 VCA

Courant d'entrée nominal :6,0 A

Poids :7,3 kg

Classe d'isolation :F (155°C)

Indice de protection :IP65

Taille de la bride :130 × 130 mm

Amplificateur compatible :Série MR-J2S

État :Neuf / Reconditionné / Surplus

Présentation

Le Mitsubishi HC-SFE102 est un moteur servo AC à inertie moyenne de 1,0 kW de la série HC-SF, nominal à 2 000 tr/min sur une entrée triphasée de 123 V avec un courant nominal de 6,0 A.

Avec un couple nominal de 4,78 Nm et un couple de pointe de 14,3 Nm, il offre la densité de couple et l'échelle physique — bride de 130 × 130 mm, 7,3 kg — dont les axes d'avance de machines-outils de milieu de gamme, les entraînements de positionnement de convoyeurs et les équipements d'automatisation industrielle de la classe 1 kW ont besoin.

Le HC-SFE102 est le membre de 1 kW de la famille HC-SF, se plaçant directement au-dessus du HC-SFE52 de 0,5 kW de la même série. Les deux moteurs partagent la même empreinte de montage de 130 × 130 mm et la même vitesse nominale de 2 000 tr/min, ce qui signifie qu'une machine conçue autour de l'un ou l'autre moteur peut accueillir l'autre avec une interchangeabilité mécanique au niveau de la bride — seules les connexions électriques, le dimensionnement de l'amplificateur et les paramètres servo diffèrent.

Pour une application où l'analyse de charge confirme que 1,0 kW et 4,78 Nm de couple continu sont requis plutôt que les 0,5 kW / 2,39 Nm du HC-SFE52, le HC-SFE102 offre cette amélioration dans le même enveloppe mécanique.

L'isolation de classe F — nominale à 155°C — offre la marge thermique que l'exploitation industrielle en continu exige.

Le moteur peut supporter des périodes de surcharge supérieure à la normale sans que la température de l'enroulement n'atteigne un niveau qui initie la dégradation de l'isolation, offrant ainsi au moteur et aux concepteurs du système une marge réelle contre les défaillances thermiques dans le cadre des cycles de service variables imposés par les machines de production réelles.

Spécifications clés

1,0 kW dans la série HC-SF — Doublement de la capacité à la même empreinte

En passant du HC-SFE52 (0,5 kW) au HC-SFE102 (1,0 kW) au sein de la famille HC-SF, la puissance nominale est doublée tout en conservant l'interface de montage — la bride de 130 × 130 mm, le cercle de trous et le diamètre de centrage — identique.

Le corps du moteur augmente en profondeur pour accueillir le volume supplémentaire d'enroulement et le rotor plus grand qui produit le double du couple nominal, mais l'empreinte vue par la face de montage du moteur de la machine reste inchangée.

C'est un avantage pratique pour les constructeurs de machines qui doivent proposer une gamme de produits avec plusieurs options de capacité.

Une seule conception mécanique avec un montage moteur de 130 mm peut accepter soit le HC-SFE52 à 0,5 kW, soit le HC-SFE102 à 1,0 kW, couvrant une plage de sortie de 2:1 sans modifier la conception structurelle de la machine. Les connexions électriques, l'amplificateur et les paramètres logiciels changent ; le dessin mécanique ne change pas.

Avec un couple nominal de 4,78 Nm, le HC-SFE102 couvre les axes d'avance primaires sur les centres d'usinage de taille moyenne où la masse de la table et les forces de coupe nécessitent plus de couple qu'un moteur de 0,5 kW ne peut en supporter.

Sur un centre d'usinage avec une table de 100 à 200 kg et une vis à billes de 10 mm avec un accouplement 1:1, le couple nominal et le couple de pointe du HC-SFE102 fournissent une force adéquate pour des cycles d'usinage agressifs sans faire fonctionner le moteur en continu près de sa limite thermique.

4,78 Nm nominal / 14,3 Nm de pointe — La plage de couple de travail

Le rapport de pointe à nominal de 3:1 dans la série HC-SF donne au HC-SFE102 trois fois sa capacité de couple continu disponible pour les phases d'accélération. En termes pratiques : le moteur supporte la charge de l'axe et surmonte la résistance de coupe à 4,78 Nm ou moins en régime permanent ; pendant l'accélération du repos à la vitesse de déplacement rapide, 14,3 Nm est disponible pour changer la vitesse de la charge dans le temps le plus court possible.

Le temps pendant lequel le couple de pointe peut être maintenu avant que le modèle thermique électronique de l'amplificateur ne se déclenche est limité par le calcul du courant RMS.

À 6,0 A nominal, le courant de pointe pour 14,3 Nm est d'environ 18 A — l'amplificateur surveille le courant RMS sur une fenêtre glissante et autorise des pics brefs tout en empêchant le courant moyen de dépasser la capacité thermique du moteur.

Un profil de mouvement correctement dimensionné pour le HC-SFE102 maintient le couple RMS en dessous de 4,78 Nm tout en utilisant le couple de pointe pour les phases d'accélération les plus courtes que l'application permet.

Pour les applications avec des changements brusques de couple de charge — un convoyeur qui rencontre une contre-pression variable due au poids du matériau, ou un axe de machine qui passe de la coupe à vide à l'engagement du matériau — la réserve de couple de pointe fournit la marge de courant nécessaire pour absorber ces transitoires sans que le servo ne tombe en erreur de suivi.

Isolation Classe F — Plafond thermique de 155°C

L'isolation des enroulements de classe F du HC-SFE102 est nominale pour une endurance thermique de 155°C au point chaud. En fonctionnement normal à courant nominal, température ambiante et ventilation adéquate, la température de l'enroulement reste bien en dessous de cette limite.

La classification Classe F crée un véritable tampon thermique — cela signifie que le moteur peut supporter des surcharges intermittentes, des températures ambiantes élevées ou des conditions de flux d'air restreint sans que la température de l'enroulement n'approche le niveau auquel la dégradation de l'isolation devient rapide.

La durée de vie de l'isolation est divisée par deux pour chaque période soutenue de 10°C au-dessus de la limite de la classe nominale. Un moteur fonctionnant 20°C au-dessus de sa classe d'isolation nominale a environ un quart de sa durée de vie nominale de l'isolation.

Classe F à 155°C, fonctionnant dans une ambiance de 40°C avec un amplificateur correctement dimensionné le pilotant à charge nominale, aura une température d'enroulement typiquement de 60 à 80°C au-dessus de l'ambiance — laissant une marge de 35 à 55°C en dessous de la limite de classe dans des conditions normales.

Cette marge est importante dans deux scénarios spécifiques : les machines qui fonctionnent dans des environnements ambiants élevés (fonderies, production estivale sans climatisation, armoires fermées avec un flux d'air insuffisant), et les machines qui alternent rapidement entre le ralenti et la pleine charge.

Dans les deux cas, la classe F fournit la réserve thermique qui permet au HC-SFE102 d'absorber les pics de chaleur sans que l'isolation ne subisse de températures dégradantes.

IP65 et l'environnement des machines-outils

IP65 — exclusion complète de la poussière et protection contre les jets d'eau de toutes directions — est l'exigence pratique minimale pour un moteur servo fonctionnant dans ou près de la zone de travail d'une machine-outil CNC.

La brume de liquide de refroidissement, la condensation des pièces froides et de l'air chaud, les jets de nettoyage et les fines particules métalliques et abrasives générées par l'usinage sont tous présents dans ces environnements à des intensités variables, et un moteur sans protection adéquate nécessiterait un remplacement dans un délai mesuré en mois plutôt qu'en années.

La classification IP65 du HC-SFE102 signifie que le corps du moteur, l'enroulement et le compartiment de l'encodeur sont scellés contre ces conditions.

La sortie de l'arbre est le seul espace que le test IP65 ne scelle pas complètement — l'arbre rotatif doit traverser le flasque avant du moteur, et l'espace annulaire à cet endroit est le chemin par lequel le brouillard de lubrifiant des vis à billes et des roulements adjacents peut migrer dans le corps du moteur au fil du temps. Pour les installations proches de mécanismes lubrifiés, la variante avec joint d'huile de la série HC-SF ajoute un joint à lèvres à la sortie de l'arbre pour fermer ce chemin.

Lorsque le moteur est monté à l'écart de l'exposition directe au liquide de refroidissement — à l'intérieur d'une enceinte secondaire, sur un axe de machine bien au-dessus de la zone d'usinage — la spécification IP65 standard est adéquate.

Lorsque le corps du moteur se trouve dans la zone de travail principale de la machine, à proximité des buses d'alimentation en liquide de refroidissement, ou lorsque le moteur est lavé au jet lors du nettoyage, la variante avec joint d'huile est le choix conservateur et correct.

7,3 kg — Échelle physique et considérations d'installation

Avec 7,3 kg, le HC-SFE102 est un moteur qui nécessite une manipulation mécanique consciente lors de l'installation et de la maintenance.

Ce poids — environ 60 % plus lourd qu'un moteur de 1 kW comparable dans la classe de bride plus petite de 80 mm — reflète le rotor plus grand, l'empilement de stator plus long et le boîtier plus lourd que le format à inertie moyenne avec bride de 130 mm nécessite pour produire 4,78 Nm de couple continu à 2 000 tr/min.

En pratique d'installation, 7,3 kg signifie que le moteur ne doit pas être supporté uniquement par ses connecteurs électriques pendant le serrage des boulons de montage — les dommages aux connecteurs et le désalignement au niveau du centrage du moteur sont tous deux des risques lorsque le poids du moteur est supporté par un faisceau de câbles non supporté.

Un bloc de support ou une deuxième personne tenant le moteur pendant que la première aligne et couple les boulons de montage est la pratique d'installation correcte.

Sur la machine, la masse de 7,3 kg contribue également aux caractéristiques de résonance mécanique de l'axe.

Le moteur, son accouplement et le mécanisme entraîné forment un système dynamique combiné, et les changements de masse du moteur — par exemple, remplacer un moteur plus léger par le HC-SFE102, ou vice versa — nécessitent une réévaluation des réglages de gain servo et potentiellement de la conformité mécanique de l'accouplement entre le moteur et la vis à billes.

Compatibilité de l'amplificateur série MR-J2S

Le HC-SFE102 est conçu pour être utilisé avec les amplificateurs servo de la série MR-J2S de Mitsubishi. À 1,0 kW et 6,0 A de courant nominal, l'amplificateur correspondant est le MR-J2S-100A (interface analogique/train d'impulsions) ou le MR-J2S-100B (interface réseau série SSCNET).

Les moteurs de la série HC-SF utilisent des connecteurs circulaires de type canon (type MS) pour les câbles d'alimentation et d'encodeur — un format de connecteur qui assure un engagement fiable et résistant aux vibrations dans les installations de machines-outils, mais qui nécessite que la bague de verrouillage soit complètement engagée avant que le moteur ne soit mis en marche.

Un connecteur canon partiellement inséré se manifeste par des alarmes d'erreur d'encodeur ou des erreurs d'axe intermittentes plutôt que par un problème de connexion évident.

La plateforme MR-J2S prend en charge les modes de contrôle de position, de vitesse et de couple, l'auto-réglage et l'interface de communication série RS-232C/RS-422 pour le réglage des paramètres via le logiciel MR Configurator.

Pour les installations passant de la série MR-J2S aux générations d'amplificateurs plus récentes, les outils de renouvellement de Mitsubishi prennent en charge la migration vers les amplificateurs MR-J4-B en utilisant le contrôleur de mouvement MR-J2S-B existant, permettant la mise à niveau de l'électronique de commande tout en conservant le moteur et l'interface mécanique inchangés.

FAQ

Q1 : Quelle est la différence entre le HC-SFE102 et le HC-SFS102 ?

Ce sont tous deux des moteurs de la série HC-SF de 1,0 kW, 2 000 tr/min, à inertie moyenne, avec la même bride de 130 × 130 mm, un couple nominal de 4,78 Nm et une compatibilité avec l'amplificateur MR-J2S.

Le HC-SFS102 appartient à la série MELSERVO J2S et est équipé d'un encodeur absolu 17 bits à 131 072 ppr — avec une batterie installée sur l'amplificateur, il assure la rétention de la position absolue lors des coupures de courant, éliminant le besoin de référencement au démarrage. 

Le HC-SFE102 est la variante plus ancienne de la série HC-SF avec la configuration d'encodeur de son époque. Lors du remplacement, vérifiez la compatibilité de l'interface de l'encodeur avec l'amplificateur installé avant de substituer une variante à l'autre.

Q2 : La tension nominale est indiquée comme 123 V — s'agit-il d'un moteur monophasé ou triphasé ?

Le HC-SFE102 est un moteur servo AC triphasé. La tension nominale de 123 V est la tension nominale du moteur — la tension de force contre-électromotrice à laquelle les enroulements du stator sont conçus pour fonctionner lorsque l'amplificateur entraîne le moteur à sa vitesse nominale.

Il ne s'agit pas de la tension d'alimentation de l'amplificateur ; la tension d'alimentation est de 200 à 230 V triphasé vers l'amplificateur MR-J2S, qui génère ensuite la sortie à fréquence et tension variables pour entraîner le moteur.

La tension moteur de 123 V apparaît sur la plaque signalétique du moteur et est utilisée pour la vérification des paramètres du moteur, et non pour les calculs de câblage d'alimentation.

Q3 : Que signifie l'isolation de classe F pour la durée de vie et les conditions de fonctionnement ?

L'isolation de classe F est thermiquement nominale à 155°C de température d'enroulement. En fonctionnement normal — charge nominale, ambiance de 40°C, ventilation adéquate — l'enroulement fonctionne bien en dessous de cette limite, offrant une marge thermique contre les transitoires de surcharge et les conditions ambiantes élevées.

La durée de vie de l'isolation se dégrade exponentiellement avec la température : un fonctionnement soutenu à 155°C divise par deux la durée de vie par rapport à un fonctionnement soutenu à 145°C. La classification Classe F permet au HC-SFE102 de supporter des surcharges brèves et des ambiances élevées sans approcher la limite thermique où la dégradation devient rapide.

Q4 : Le HC-SFE102 nécessite-t-il un référencement à chaque démarrage ?

Cela dépend de la variante d'encodeur installée. La génération HC-SFE (série HC-SF plus ancienne) utilisait un encodeur incrémental dans certaines configurations, ce qui nécessitait un cycle de référencement après chaque mise sous tension. Le HC-SFS102 (série J2S) est équipé d'un encodeur absolu qui conserve la position lors des coupures de courant.

Si le HC-SFE102 installé est équipé d'un encodeur incrémental, un parcours de référencement est nécessaire au démarrage pour établir la référence de position.

Si la capacité d'encodeur absolu est importante pour l'application — éviter le référencement après un arrêt d'urgence ou une coupure de courant — le HC-SFS102 avec position absolue alimentée par batterie est la spécification appropriée.

Q5 : Quels sont les contrôles clés lors de l'installation ou de l'évaluation d'un HC-SFE102 d'occasion ?

Faites tourner l'arbre à la main et écoutez le bon fonctionnement des roulements — le moteur de 7,3 kg est équipé de roulements plus grands que les moteurs de plus petite taille, et la rugosité des roulements est détectable comme une résistance tactile ou un grincement audible bien avant qu'elle ne devienne mécaniquement grave.

Inspectez les broches des connecteurs canon des câbles d'alimentation et d'encodeur pour détecter toute corrosion ou contact plié. Mesurez la résistance des enroulements triphasés entre toutes les paires de phases pour vérifier l'équilibre, et vérifiez la résistance d'isolement à la terre avec un mégohmmètre ; un courant nominal de 6,0 A dans un moteur de capacité moyenne génère une chaleur réelle, et l'état de l'isolation des enroulements mérite d'être vérifié avant l'installation.

Inspectez la surface de l'arbre pour détecter toute usure ou rayure due à des installations d'accouplement précédentes. Lors d'un essai avec un amplificateur MR-J2S compatible, surveillez l'erreur de suivi, vérifiez que le courant à vide est dans les limites attendues et validez le retour de l'encodeur sur une rotation complète avant de confier le moteur à la production.