Le moteur à servo Mitsubishi HF-KE73W1-S100 HFKE73W1S100 HF-KE73W1-S1OO

Mitsubishi HF-KE73W1-S100 | Servomoteur CA à faible inertie — 0,75 kW, 2,4 Nm nominal / 7,2 Nm crête, 3000 tr/min, arbre lisse de 19 mm, sans frein, série MR-E

Numéro de pièce : HF-KE73W1-S100

Série : MELSERVO HF-KE — Servomoteur CA à faible inertie, petite capacité

Puissance nominale : 0,75 kW (750 W)

Couple nominal : 2,4 Nm

Couple de pointe : 7,2 Nm

Vitesse nominale : 3 000 tr/min

Vitesse maximale : 6 000 tr/min

Courant maximal : 14 A

Type d'arbre : Lisse droit standard (sans clavette), diamètre 19h6 mm

Inertie du rotor : 1,63 × 10⁻⁴ kg·m²

Frein électromagnétique : Aucun

Taille de bride : 80 × 80 mm

Dimensions : H80 × L80 × P153,8 mm

Température de fonctionnement : 0°C à +40°C

Amplificateur compatible : Série MR-E (Super MR-E / S100)

Indice de protection : IP65

État : Neuf

Présentation

Le Mitsubishi HF-KE73W1-S100 est un servomoteur CA à faible inertie de 0,75 kW de la série HF-KE, configuré avec un arbre lisse droit standard de 19 mm, sans frein électromagnétique et un encodeur absolu de 131 072 ppr pour la plateforme d'amplificateur Super MR-E. Avec un couple nominal de 2,4 Nm, un couple de pointe de 7,2 Nm et une vitesse nominale continue de 3 000 tr/min avec un plafond de 6 000 tr/min, il est au sommet de la gamme compacte HF-KE — se situant au-dessus du HF-KE43 (0,4 kW) tout en partageant la même empreinte de bride de 80 × 80 mm.

Le suffixe W1 identifie l'arbre droit lisse sans clavette. Le diamètre de l'arbre est de 19h6 mm — un diamètre plus grand que celui des moteurs HF-KE plus petits de la même série, reflétant le couple plus élevé que ce moteur doit transmettre à l'interface de l'arbre.

Avec un couple nominal de 2,4 Nm et un couple de pointe de 7,2 Nm, la configuration de l'accouplement doit être spécifiée pour supporter le couple de pointe complet par simple serrage par friction : aucune clavette ne fournit un verrouillage rotationnel positif, de sorte que tout l'engagement mécanique dépend de la force de serrage que le moyeu génère sur la surface de l'arbre de 19 mm.

Correctement dimensionné et installé, ceci est entièrement fiable ; le choix de spécification entre arbre lisse et arbre claveté (les variantes W1 vs KW1) dépend des exigences d'assemblage de l'application et des caractéristiques d'impulsion de couple.

L'inertie du rotor de 1,63 × 10⁻⁴ kg·m² confirme la classification à faible inertie — le rotor est léger, ce qui signifie qu'il change de vitesse rapidement en réponse aux commandes de courant de l'amplificateur. Combiné au couple de pointe de 7,2 Nm disponible pour l'accélération, le HF-KE73W1-S100 peut atteindre 3 000 tr/min à partir de l'arrêt en très peu de temps sur des charges légères, produisant la réponse de positionnement rapide et réactive que les cycles d'automatisation à haut débit exigent.

Spécifications clés

0,75 kW au sommet de la gamme compacte HF-KE

Au sein de la famille HF-KE, la désignation 73 marque la puissance la plus élevée de la classe de bride compacte de 80 × 80 mm. La progression — HF-KE13 (0,1 kW), HF-KE23 (0,2 kW), HF-KE43 (0,4 kW), HF-KE73 (0,75 kW) — couvre une plage de puissance de 7,5:1 sur la même empreinte de montage.

Chaque augmentation du suffixe numérique double approximativement la puissance, et le HF-KE73 représente la limite supérieure pratique de ce que Mitsubishi peut livrer dans cette classe de boîtier compact tout en conservant la caractéristique de conception à faible inertie.

Choisir le HF-KE73 plutôt que le HF-KE43 double le couple nominal disponible (de 1,3 Nm à 2,4 Nm) et le couple de pointe (de 3,8 Nm à 7,2 Nm), tandis que l'interface d'installation physique — bride de 80 × 80 mm, cercle de boulons, position de l'arbre — reste la même.

Une machine conçue pour le HF-KE43 qui nécessite plus de puissance de couple peut accepter le HF-KE73W1-S100 au même montage mécanique, l'amplificateur, les paramètres du moteur et les connexions électriques étant les éléments qui changent.

Le diamètre de l'arbre augmente par rapport aux moteurs HF-KE plus petits.

Le diamètre de 19h6 mm sur le HF-KE73 est plus grand que les diamètres d'arbre de 14 mm ou 16 mm des moteurs plus petits de la série, offrant la surface de contact nécessaire pour transmettre un couple de pointe de 7,2 Nm via un accouplement à arbre lisse serré par friction sans risque de glissement dans des conditions d'installation correctement spécifiées.

Arbre droit lisse de 19 mm — Transmission de couple et conception d'accouplement

La désignation 19h6 mm spécifie à la fois le diamètre nominal (19 mm) et la classe de tolérance (h6 — une tolérance d'arbre standard pour les interfaces d'accouplement, fournissant le jeu ou l'ajustement à faible interférence pour lequel les moyeux d'accouplement sont conçus.

Cette tolérance n'est pas fortuite ; elle détermine comment le moyeu se positionne sur l'arbre, quelle pression de contact se développe à travers l'interface lorsque le mécanisme de serrage du moyeu est serré, et donc quel couple de friction l'interface peut supporter avant de glisser.

Avec un couple de pointe de 7,2 Nm via un arbre lisse, la conception de l'accouplement est l'élément d'ingénierie critique.

L'alésage du moyeu doit correspondre à l'arbre 19h6 avec la bonne tolérance — un alésage trop grand crée un ajustement excentrique ou à faible pression de contact qui réduit le couple de serrage réalisable en dessous de la valeur calculée.

Le mécanisme de serrage — un moyeu à serrage fendu, une bague de verrouillage ou un serrage direct par vis — doit être serré au couple spécifié par le fabricant de l'accouplement, vérifié avec une clé dynamométrique calibrée, et revérifié après le premier cycle de fonctionnement (les éléments de serrage peuvent se tasser légèrement lors de la première opération).

L'avantage de l'arbre lisse est la liberté d'assemblage : le moyeu peut être positionné n'importe où sur l'arbre de 19 mm dans n'importe quelle orientation rotationnelle avant le serrage, sans la contrainte d'alignement qu'impose une clavette.

Pour les poulies de synchronisation, les accouplements et les pignons où la relation angulaire entre l'arbre moteur et le composant entraîné n'a pas d'importance — ou où la position angulaire du composant entraîné est établie par le retour de position du servomoteur plutôt que par la géométrie arbre-moyeu — l'arbre lisse simplifie l'assemblage.

Pour les applications où un enregistrement angulaire physique entre l'arbre moteur et le composant entraîné est requis par la conception de la machine, la variante à arbre claveté (HF-KE73KW1-S100) fournit ce verrouillage.

Faible inertie, couple de pointe élevé — Pourquoi cette combinaison est importante

L'inertie du rotor de 1,63 × 10⁻⁴ kg·m² est le chiffre qui détermine la rapidité avec laquelle le moteur peut changer de vitesse en réponse aux commandes de couple de l'amplificateur. Un rotor plus léger nécessite moins d'énergie pour accélérer — pour un couple de pointe donné, le temps nécessaire pour atteindre la vitesse nominale à partir de l'arrêt est proportionnel à l'inertie du rotor.

Le rotor du HF-KE73, malgré sa puissance nominale de 2,4 Nm, est maintenu aussi léger que le permet l'architecture de bobinage.

Le couple de pointe de 7,2 Nm — trois fois le couple nominal de 2,4 Nm — fournit l'autorité d'accélération. Dans un mouvement de positionnement de 360 degrés à 3 000 tr/min, la phase d'accélération (de zéro à la vitesse maximale autorisée par le profil de mouvement) et la phase de décélération (de la vitesse maximale à zéro) consomment ensemble la majeure partie du temps de mouvement.

Le couple de pointe pendant ces phases détermine la rapidité avec laquelle la vitesse change et donc la brièveté des phases d'accélération et de décélération.

Une accélération et une décélération plus rapides signifient un temps de mouvement total plus court — et dans une machine qui effectue des milliers de mouvements de positionnement par quart de travail, ce gain de temps cumulé se traduit directement par un débit accru.

La fonction d'auto-réglage de l'amplificateur MR-E ajuste les gains du servomoteur pour faire correspondre l'inertie du rotor du moteur à l'inertie de la charge connectée.

L'inertie de charge réfléchie sur l'arbre moteur — provenant de l'accouplement, de l'engrenage ou de la poulie entraînée, et du mécanisme entraîné par le moteur — ne devrait idéalement pas dépasser 10 à 15 fois l'inertie du rotor (1,63 à 2,45 × 10⁻³ kg·m²) pour des performances de servomoteur stables et bien réglées. Les charges dépassant ce rapport peuvent toujours être entraînées mais nécessitent des réglages de gain plus conservateurs et peuvent présenter une bande passante réduite par rapport à un système bien adapté.

Pas de frein — Limites d'application

Le suffixe W1 confirme l'absence de frein électromagnétique. Le moteur ne produit aucun couple de maintien lorsque le servomoteur est désactivé. Sur les axes de positionnement horizontaux, les convoyeurs et toute application équilibrée par gravité, il s'agit de la spécification correcte et standard — il n'y a aucune tendance à ce que la charge se déplace lorsque le courant du moteur s'arrête, donc aucun mécanisme de maintien n'est nécessaire entre les mouvements de positionnement.

Sur les axes verticaux ou inclinés où la gravité agit sur la charge lorsque le servomoteur est éteint, le HF-KE73W1-S100 sans frein n'est pas approprié à moins qu'un contrepoids externe ou un dispositif de maintien mécanique ne supporte la charge.

La variante avec frein — HF-KE73BW1-S100, ajoutant le frein électromagnétique — est la spécification pour les installations sur axe vertical.

La conséquence de l'utilisation du moteur sans frein sur un axe vertical non supporté n'est pas une défaillance immédiate ; c'est que chaque événement de désactivation du servomoteur — pause programmée, arrêt d'urgence, interruption de courant, alarme servomoteur — provoque le mouvement de la charge sous l'effet de la gravité, pouvant entraîner des dommages à la machine ou des blessures au personnel.

Amplificateur MR-E et IP65 — Complétion du système

La désignation S100 associe le HF-KE73W1-S100 à la série d'amplificateurs de servomoteurs Super MR-E, spécifiquement le MR-E-70A/AG-QW003 (l'amplificateur de classe 0,75 kW de la gamme Super MR-E).

Le Super MR-E place les connecteurs d'alimentation et d'encodeur sur la face avant de l'amplificateur pour un routage de câble simple dans les espaces de panneau confinés.

La fonction d'auto-réglage en temps réel ajuste les gains en continu pendant le fonctionnement, éliminant le besoin d'optimisation manuelle des gains lors de la mise en service sur la plupart des applications standard.

L'indice IP65 — exclusion complète de la poussière et protection contre les jets d'eau — est approprié pour les environnements propres à modérément poussiéreux où le HF-KE73W1-S100 est le plus couramment utilisé : lignes d'emballage, machines d'assemblage, manipulation de composants électroniques et fabrication légère.

Lorsque le moteur fonctionne dans un environnement riche en liquides — près de la livraison de liquide de refroidissement, dans des zones de lavage, ou à proximité d'éclaboussures de lubrifiant — la variante avec joint d'étanchéité pour huile ajoute l'étanchéité de sortie d'arbre que la classification du corps IP65 seule ne fournit pas.

FAQ

Q1 : Quelle est la différence entre le HF-KE73W1-S100 et le HF-KE73KW1-S100 ?

Les deux sont des moteurs HF-KE73 de 0,75 kW pour l'amplificateur Super MR-E avec un couple nominal, un couple de pointe, une vitesse, un encodeur et des spécifications électriques identiques. La seule différence est l'arbre : le W1-S100 a un arbre lisse droit standard de 19 mm sans clavette, transmettant le couple entièrement par serrage par friction.

Le KW1-S100 a une clavette usinée dans l'arbre de 19 mm, fournissant un verrouillage rotationnel positif qui empêche la rotation relative entre l'arbre et le moyeu, quelle que soit la force de serrage.

Choisissez le KW1 pour les applications avec des inversions de direction fréquentes de forte amplitude ou lorsque le glissement de l'accouplement serait difficile à détecter ; choisissez le W1 pour les applications avec des demandes de couple stables et une spécification d'accouplement correcte.

Q2 : La spécification indique un courant de 14A — s'agit-il du courant nominal ou du courant de pointe ?

14A est le courant maximal (de pointe). Le courant nominal continu pour le HF-KE73 à 0,75 kW est nettement inférieur — le point de fonctionnement nominal est la condition de 2,4 Nm / 3 000 tr/min à un tirage de courant modéré.

Le courant maximal de 14A correspond au couple de pointe de 7,2 Nm pendant l'accélération — il est tiré brièvement pendant la phase d'accélération et n'est pas une condition de fonctionnement soutenue. La protection thermique électronique de l'amplificateur MR-E-70A surveille le courant RMS dans le temps et autorise de brèves excursions de courant de pointe tout en empêchant le courant moyen de dépasser la capacité thermique du moteur.

Q3 : Quelle inertie de charge le HF-KE73W1-S100 peut-il supporter de manière fiable ?

L'inertie du rotor est de 1,63 × 10⁻⁴ kg·m². Pour des performances de servomoteur stables avec l'auto-réglage de l'amplificateur MR-E, l'inertie de charge réfléchie sur l'arbre moteur ne devrait idéalement pas dépasser 10 à 15 fois cette valeur — environ 1,6 à 2,5 × 10⁻³ kg·m².

Dépasser ce rapport n'empêche pas le fonctionnement mais rend l'auto-réglage plus conservateur et peut réduire la bande passante de positionnement réalisable.

Pour les applications à inertie de charge élevée où ces limites sont dépassées, un réglage manuel des gains ou une consultation de l'ingénierie d'application de Mitsubishi est conseillé.

Q4 : Le HF-KE73W1-S100 peut-il être utilisé sur un axe vertical sans frein ?

Seulement si un mécanisme de contrepoids externe (vérin pneumatique, loquet mécanique ou contrepoids gravitationnel) supporte entièrement la charge de l'axe lorsque le servomoteur est désactivé. Sans un tel mécanisme sur un axe vertical, la charge dérivera vers le bas chaque fois que l'alimentation du servomoteur est coupée — lors d'un arrêt d'urgence, d'une alarme servomoteur, d'une pause programmée ou d'une perte de courant.

La variante équipée d'un frein (HF-KE73BW1-S100 ou HF-KE73BKW1-S100) fournit le maintien mécanique qui élimine ce risque. Ne substituez pas le moteur W1 sans frein à un moteur freiné sur un axe vertical sans avoir d'abord confirmé qu'un mécanisme de maintien externe adéquat est présent.

Q5 : Comment l'accouplement à arbre lisse doit-il être entretenu pendant la durée de vie du moteur ?

Vérifiez à nouveau le couple de serrage du moyeu après les premières 50 à 100 heures de fonctionnement — le positionnement initial et une légère déformation plastique dans l'alésage du moyeu ou l'élément de serrage peuvent réduire la force de serrage de 5 à 15 % après la première période de fonctionnement.

Marquez l'arbre et le moyeu avec une ligne de référence lors de l'installation : toute rotation visible entre les marques lors d'une inspection ultérieure confirme un glissement de l'accouplement, qui doit être immédiatement corrigé en resserrant et en recherchant la cause.

Inspectez la surface de l'arbre de 19 mm pour détecter tout dommage par fretting (oxyde gris et perturbation de surface) à chaque intervalle de maintenance programmé — le fretting indique un micro-glissement et doit inciter au remplacement de l'accouplement et à l'inspection de l'arbre avant réutilisation.