Mitsubishi HC-SFS7024 (HCSFS7024) — Servomoteur AC 7 kW, classe 400 V, arbre droit, série MELSERVO-J2S

Identification du produit

Numéro de pièce : HC-SFS7024

Également recherché sous les noms : HCSFS7024, HC-SFS-7024

Série : Mitsubishi MELSERVO HC-SFS (Génération J2-Super)

Type de moteur : Servomoteur AC sans balais — Arbre droit, sans frein, 2000 tr/min, classe 400 V

La différence 400 V

Tout sur le HC-SFS7024 est mécaniquement identique au HC-SFS702 — même puissance de 7 kW, même couple continu de 33,4 Nm, même couple de pointe de 100 Nm, même bride de 176 × 176 mm, même protection IP65, même encodeur absolu série 17 bits. Ce que signifie le suffixe "4" à la fin du numéro de pièce, c'est une spécification électrique fondamentalement différente : ce moteur est bobiné et conçu pour une alimentation de classe 400 Vclasse d'alimentation 400 V — triphasé 380–480 V AC — plutôt que la classe 200 V du HC-SFS702 standard.

Cette distinction est extrêmement importante au niveau de la conception du système. Dans les usines industrielles dotées d'une infrastructure d'alimentation 400 V — la norme dans une grande partie de l'Europe et largement utilisée dans les installations industrielles de grande taille dans le monde entier — le moteur de classe 400 V élimine le besoin d'un transformateur abaisseur entre l'alimentation de l'usine et le variateur de servomoteur. La conception du panneau est simplifiée, les pertes du transformateur sont éliminées et le système électrique installé correspond plus étroitement à la tension d'alimentation réelle. À 7 kW, ce coût de transformation et cette perte de puissance ne sont pas négligeables ; le fonctionnement à la tension d'alimentation native sur une machine multi-axes avec plusieurs axes de 7 kW se traduit par une différence significative en termes d'efficacité du système et d'espace dans le panneau.

Le HC-SFS7024 nécessite un amplificateur de classe 400 V MR-J2Samplificateur de classe 400 V MR-J2S — spécifiquement le MR-J2S-700A4, le MR-J2S-700B4 ou le MR-J2S-700CP4. Un amplificateur de classe 200 V ne pilotera pas ce moteur. Le moteur et l'amplificateur doivent être appariés par classe de tension sans exception.

Spécifications techniques

Pourquoi la classe 400 V à 7 kW est importante

Le courant nominal du HC-SFS7024 est d'environ 17,5 A — environ la moitié de celui du moteur 200 V équivalent pour la même puissance de sortie. Ceci est une conséquence directe du fonctionnement à deux fois la tension : P = V × I, donc doubler la tension divise par deux le courant pour la même puissance. Cette réduction de courant a des implications pratiques dans tout le système installé.

Section des câbles. À courant égal, le câble transportant la puissance du moteur peut être d'une taille inférieure tout en restant dans la même classification thermique. Sur une grande machine avec des axes servo de 7 kW et des câbles de 20 m jusqu'à une armoire — ce qui n'est pas rare sur les grands centres d'usinage — la différence de coût des câbles, de poids et de remplissage des conduits sur tous les axes de la machine est réelle et mesurable.

Pertes de commutation de l'amplificateur. Les amplificateurs MR-J2S-700A4/B4 de classe 400 V gèrent un courant plus faible à une tension plus élevée, ce qui affecte leur gestion thermique interne et leurs caractéristiques de commutation. Le panneau de l'amplificateur peut souvent être conçu avec moins de dispositifs de refroidissement pour une puissance installée donnée lorsqu'il fonctionne à 400 V plutôt qu'à 200 V.

Éviter le transformateur d'alimentation. Dans un environnement d'alimentation 400 V, un système servo de classe 200 V nécessite un transformateur abaisseur. À 7 kW, ce transformateur représente une surcharge physique, électrique et financière. Le HC-SFS7024 avec un amplificateur de classe 400 V se connecte directement au bus d'alimentation de l'usine sans transformation intermédiaire.

Le chiffre de 10 kVA de capacité de l'installation électrique est la référence de conception du système pour la connexion d'alimentation, le dimensionnement des fusibles et les calculs d'énergie régénérative — le même chiffre s'applique quelle que soit la classe de tension d'alimentation, car la demande de puissance électrique est déterminée par la puissance nominale du moteur.

33,4 Nm en continu, 100 Nm en pointe

Le profil de couple du HC-SFS7024 est identique à celui du HC-SFS702 à 200 V : 33,4 Nm de couple continu soutenu et 100 Nm pour les rafales d'accélération. À 2 000 tr/min de vitesse nominale, ce sont des chiffres substantiels — la puissance nominale continue couvre les charges de travail soutenues les plus lourdes que l'axe est susceptible de rencontrer en production, et le rapport de pointe de trois pour un donne à l'amplificateur l'autorité sur la phase d'accélération de chaque déplacement rapide.

Ce qui distingue la capacité de 7 kW des moteurs plus petits de la famille HC-SFS, c'est ce chiffre de 33,4 Nm en continu. Le HC-SFS502 à 5 kW délivre 23,9 Nm. Le passage de 23,9 Nm à 33,4 Nm — une augmentation de 40 % du couple continu — est la marge entre un axe qui fonctionne dans son budget thermique les jours de production intensive et un axe qui approche de la surcharge dans le même cycle de service. Pour les axes de machines-outils les plus grands, les systèmes de transfert de palettes les plus lourds et l'automatisation industrielle à forte charge où la puissance nominale continue du moteur 5 kW est véritablement la limite, 7 kW est la spécification nécessaire.

Les 100 Nm de pointe prennent en charge des profils d'accélération agressifs. Une grande table de VMC ou un lourd montage rotatif n'accélère pas lentement à sa vitesse de déplacement rapide. La capacité de commander 100 Nm pendant la phase d'accélération — puis de revenir au niveau de fonctionnement de 33,4 Nm — est ce qui permet des temps de déplacement rapide courts sur des axes lourds sans nécessiter un moteur encore plus grand.

Arbre droit à 7 kW : Discipline d'installation

Avec 33,4 Nm en continu et 100 Nm en pointe, les exigences sur l'interface arbre-accouplement nécessitent une attention particulière. L'arbre droit du HC-SFS7024 repose sur un moyeu à serrage par friction pour transmettre le couple — la force de serrage entre le diamètre extérieur de l'arbre et l'alésage du moyeu doit être suffisante pour supporter 100 Nm en pointe sans glissement dans toutes les conditions de fonctionnement.

La sélection de l'accouplement doit être basée sur la valeur de couple de pointe, et non sur le couple continu. Le facteur de service du fabricant d'accouplements pour un fonctionnement d'axe servo réversible doit être appliqué. À 7 kW et 32 kg de masse moteur, les conséquences mécaniques d'un glissement du moyeu sont graves : erreurs de position au minimum, dommages mécaniques au pire, et difficulté diagnostique des événements de glissement intermittents qui correspondent à des profils de mouvement spécifiques plutôt qu'à des conditions de défaut constantes.

L'installation du moyeu suit les mêmes directives que pour tous les moteurs de la série HC-SFS : utiliser le trou fileté à l'extrémité de l'arbre et une tirette pour positionner le moyeu axialement plutôt que de le presser ou de le marteler. À cette taille de châssis, un impact axial lors du montage du moyeu se transmet directement au disque de l'encodeur et à l'ensemble de roulement à l'arrière du moteur, et les dommages résultants ont tendance à produire des défauts d'encodeur intermittents sous vibration qui sont difficiles à retracer jusqu'à l'installation d'origine.

Pour les applications où le mécanisme entraîné nécessite une connexion par clavette — poulies de courroie crantée, moyeux d'engrenage, pignons de chaîne — le HC-SFS7024K (arbre claveté) est la variante correcte. Le HC-SFS7024 à arbre droit est destiné aux conceptions d'accouplement par serrage par friction.

Encodeur 17 bits : retour J2-Super à 400 V

La classe de tension n'affecte pas l'encodeur. Le HC-SFS7024 est équipé du même encodeur absolu série 17 bits que tous les autres moteurs de la famille HC-SFS — 131 072 positions par révolution, transmission numérique série à l'amplificateur, et position absolue multi-tours soutenue par la batterie lithium A6BATbatterie lithium A6BAT dans l'amplificateur MR-J2S-700_4.

À 7 kW et 2 000 tr/min, la résolution 17 bits est avantageuse dans deux domaines. La qualité de la boucle de vitesse s'améliore car l'estimation de vitesse de l'amplificateur à partir d'échantillons de position consécutifs est huit fois plus fine qu'avec l'encodeur 14 bits de l'ancienne génération HC-SF. Ce signal de vitesse plus propre permet une bande passante de boucle de vitesse plus élevée et une meilleure réjection des perturbations lors des charges de coupe, ce qui est particulièrement important sur les axes lourds où les variations de force de charge sont les plus importantes. La douceur de la vitesse d'avance à basse vitesse s'améliore également — pertinent pour la rectification de surface, le contournage et toute opération qui fonctionne à une vitesse d'avance lente sur toute la course de l'axe.

La fonction absolue permet le redémarrage de la machine sans cycles de référencement à chaque mise sous tension. Pour les grands centres d'usinage où un cycle de référencement de colonne Z prend 30 à 90 secondes et se produit à chaque début de poste, plusieurs récupérations d'arrêt d'urgence par jour, et chaque réinitialisation d'alarme, la valeur de productivité de l'élimination de ce cycle s'accumule de manière significative sur une année de travail.

Amplificateurs compatibles : classe 400 V uniquement

Le HC-SFS7024 est strictement un moteur de classe 400 V. Son bobinage est conçu pour une alimentation 400 V et ne peut être utilisé avec des amplificateurs 200 V en aucun cas. Les amplificateurs correspondants sont :

MR-J2S-700A4 — 7 kW, classe 400 V, interface à usage général. Accepte les commandes de vitesse analogiques et les commandes de position à train d'impulsions des systèmes CNC et des automates programmables. Modes de contrôle de position, de vitesse et de couple. Le choix standard pour les machines 400 V avec contrôle d'axe à train d'impulsions CNC ou PLC.

MR-J2S-700B4 — 7 kW, classe 400 V, interface bus fibre optique SSCNET. Se connecte aux contrôleurs de mouvement Mitsubishi série A ou série Q pour une interpolation multi-axes coordonnée. L'axe reçoit les commandes de trajectoire sur le réseau SSCNET ; le retour de l'encodeur est renvoyé via le même réseau.

MR-J2S-700CP4 — 7 kW, classe 400 V, positionnement intégré avec interface CC-Link. Pour les applications de positionnement autonomes ou les machines utilisant le bus de terrain CC-Link.

L'utilisation d'un amplificateur de classe 200 V (MR-J2S-700A, MR-J2S-700B sans le suffixe "4") avec ce moteur entraînera des dommages au moteur. La tension nominale du moteur est de 400 V ; l'application de signaux de commande de classe 200 V provoquera des problèmes thermiques et électriques. Le suffixe "4" sur le moteur et l'amplificateur doit toujours correspondre.

HC-SFS7024 vs HC-SFS702 : mêmes performances, alimentation différente

La sortie mécanique est identique. La classe de tension d'alimentation, le courant nominal et la compatibilité de l'amplificateur sont les différences opérationnelles. Les concepteurs de machines choisissant entre les deux doivent baser leur décision sur l'infrastructure d'alimentation disponible. Alimentation 400 V — choisir le HC-SFS7024 avec des amplificateurs 400 V. Alimentation 200 V — choisir le HC-SFS702 avec des amplificateurs 200 V.

Applications typiques

Axes d'alimentation principaux de VMC et HMC avec infrastructure 400 V. Les grands centres d'usinage verticaux et horizontaux installés dans des installations européennes et internationales fonctionnant avec une alimentation triphasée 400 V utilisent les servomoteurs de classe 400 V dans l'ensemble. Sur une grande VMC, les axes X, Y et Z entraînant de lourdes tables et têtes de broche à des vitesses d'avance de coupe soutenues sont l'application naturelle pour la capacité du HC-SFS7024. L'alimentation 400 V se connecte directement aux amplificateurs MR-J2S-700_4 sans transformation intermédiaire.

Transfert de palettes lourd et entraînements de navettes sur lignes HMC 400 V. Les changeurs de palettes et les systèmes de transfert sur les centres d'usinage grand format dans les installations 400 V utilisent des servomoteurs 7 kW sur les entraînements de navettes et de stations de serrage. Le courant réduit à 400 V simplifie le câblage du panneau pour une machine dotée de plusieurs axes servo de grande capacité.

Axes d'avance de tours CNC et centres de tournage de grande taille. Les centres de tournage robustes avec des masses de tourelle et de chariot importantes, fonctionnant à partir d'une alimentation 400 V, utilisent le HC-SFS7024 sur les entraînements de chariot d'axe Z et de coulisseau transversal d'axe X. Le couple continu de 33,4 Nm fournit l'autorité de couple soutenue pour les opérations de tournage profond sous charge de coupe constante.

Table rotative à entraînement direct et grands systèmes d'axe 4. Les tables rotatives grand format d'axe 4 sur les centres d'usinage dans les environnements 400 V utilisent des servomoteurs 7 kW pour l'entraînement principal d'indexation et de contournage. L'encodeur absolu maintient la précision du positionnement angulaire sur tous les événements de mise sous tension, et la résolution 17 bits prend en charge les incréments angulaires fins requis pour les opérations de contournage 5 axes.

Intégration de machines de transfert industrielles 400 V et de lignes. Les lignes de transfert multi-stations et les systèmes d'assemblage automatisés dans les grandes installations industrielles européennes et asiatiques standardisées sur l'alimentation 400 V intègrent des servomoteurs de classe 400 V dans toute la conception de la ligne. Le HC-SFS7024 fournit une capacité de 7 kW à la tension d'alimentation native du système pour les axes de transfert et d'indexation de plus grande capacité.

Questions fréquemment posées

Q1 : Le HC-SFS7024 peut-il être utilisé avec un amplificateur MR-J2S-700A ou MR-J2S-700B standard 200 V ?

Non. Le HC-SFS7024 est un moteur de classe 400 Vmoteur de classe 400 V bobiné pour une alimentation 380–480 V AC. Il doit être utilisé uniquement avec des amplificateurs de classe 400 V — les MR-J2S-700A4MR-J2S-700A4, MR-J2S-700B4MR-J2S-700B4, ou MR-J2S-700CP4MR-J2S-700CP4. Connecter un moteur 400 V à un amplificateur de classe 200 V causera des dommages au moteur. Vérifiez toujours que le moteur et l'amplificateur portent le suffixe "4" (indiquant la classe 400 V) avant l'installation.

Q2 : Quelle est la différence pratique entre le HC-SFS7024 et le HC-SFS702 ?

Les deux moteurs produisent une sortie mécanique identique — le même couple continu de 33,4 Nm, 100 Nm en pointe, 2 000 tr/min de vitesse nominale, encodeur 17 bits et bride de 176 × 176 mm. La seule différence est la classe de tension d'alimentation : le HC-SFS7024 fonctionne sur une alimentation de classe 400 VHC-SFS7024 fonctionne sur une alimentation de classe 400 V (380–480 V) ; le HC-SFS702 fonctionne sur une alimentation de classe 200 VHC-SFS702 fonctionne sur une alimentation de classe 200 V (200–230 V). Le courant nominal plus faible du HC-SFS7024 (~17,5 A contre 35 A) simplifie le câblage et élimine le besoin d'un transformateur abaisseur dans les environnements à infrastructure 400 V.

Q3 : Le HC-SFS7024 dispose-t-il d'un frein électromagnétique ?

Non. Le HC-SFS7024 est la variante à arbre droit, sans frein. La position au repos est maintenue par le verrouillage servo de l'amplificateur. Pour les axes verticaux, les mécanismes chargés par gravité ou tout axe nécessitant un maintien mécanique de sécurité lorsque l'alimentation servo est coupée, le HC-SFS7024BHC-SFS7024B (arbre droit avec frein à ressort) est la spécification correcte. Le frein est un choix critique pour la sécurité de tout axe où la perte de contrôle servo entraîne un mouvement incontrôlé.

Q4 : Où se trouve la batterie de l'encodeur absolu et quand doit-elle être remplacée ?

La batterie lithium Mitsubishi A6BATbatterie lithium Mitsubishi A6BAT qui alimente le compteur de position multi-tours de l'encodeur absolu 17 bits se trouve à l'intérieur de l'amplificateur servo MR-J2S-700_4MR-J2S-700_4 servo amplifier — pas dans le moteur. Remplacez-la lorsque l'amplificateur affiche son alarme de batterie faible, avant sa décharge complète. Une A6BAT complètement déchargée réinitialise le compteur de position absolue, nécessitant un cycle de retour de référence avant que la machine ne puisse reprendre la production.

Q5 : Le HC-SFS7024 est-il un remplacement direct du HC-SFS7024B si la variante avec frein n'est pas disponible ?

Non — les deux modèles ne sont pas interchangeables si la machine a été conçue avec un frein. Le HC-SFS7024 n'a pas de frein électromagnétique ; le HC-SFS7024B a un frein à ressort de sécurité. La substitution d'un moteur sans frein sur un axe spécifié avec un frein supprime une fonction de sécurité intégrée. Cette substitution ne doit être effectuée qu'après une réévaluation formelle des exigences de sécurité de l'axe confirmant qu'elle est acceptable. À des fins de maintenance et de réparation, procurez-vous toujours la variante avec la spécification de frein correcte pour la machine.