신형 미쓰비시 서보 모터 HF-SP81J HFSP81J

Mitsubishi HF-SP81J | MELSERVO-J3 AC 서보 모터 — 850W, 8.12Nm, 정격 1000RPM / 최대 1500RPM, 오일 씰, 18비트 절대값

부품 번호: HF-SP81J

시리즈: MELSERVO-J3 — HF-SP 시리즈 중관성, 중용량

설계: 직선 샤프트, 오일 씰, 내장형 18비트 절대값 엔코더

정격 출력: 850 W (0.85 kW)

정격 토크: 8.12 Nm

최대 토크: 24.4 Nm

정격 속도: 1,000 RPM

최대 속도: 1,500 RPM

정격 전류: 4.5 A

공급 전압: 200 VAC 클래스

관성 모멘트: 0.00178 kg·m² (17.8 kg·cm²)

플랜지 크기: 130 × 130 mm

방진/방수 등급: IP67

치수: H177.5 mm × W130 mm × D217.5 mm

상태: 신품

개요

Mitsubishi HF-SP81J는 MELSERVO-J3 HF-SP 시리즈의 850W 중관성 AC 서보 모터로, 고토크, 저속 작동에 최적화되어 있습니다. 정격 1,000 RPM, 최대 1,500 RPM입니다.정격 토크 8.12 Nm 및 최대 토크 24.4 Nm에서 이 모터는 3,000 RPM으로 작동하는 850W 모터가 생성하는 것보다 훨씬 뛰어난 토크 출력을 제공합니다.낮은 정격 속도는 엔지니어링의 근거입니다. 토크는 동력을 각속도로 나눈 값이므로, 출력 동력을 고정하고 속도를 줄이면 사용 가능한 토크가 비례적으로 증가합니다. 1,000 RPM의 HF-SP81J는 3,000 RPM으로 정격된 동급 850W 모터보다 3배 이상의 정격 토크를 생성합니다.

"J" 접미사는 오일 씰 장착을 나타냅니다. 샤프트 출구의 립 씰은 윤활유 미스트, 냉각수 비산 및 샤프트 틈새를 통한 입자 침투를 방지합니다. IP67 본체 보호 등급과 결합된 HF-SP81J는 정의된 깊이까지 일시적인 침수에 대해 밀봉되어 HF-SP 시리즈에서 가장 견고하게 보호되는 모터 중 하나입니다.

이러한 밀봉 수준은 저속 고토크 축이 자주 사용되는 더 습하고 오염된 환경에 적합합니다. 와인딩 머신, 장력 제어 롤러, 냉각 유체 근처에서 작동하는 컨베이어 드라이브, 모터가 냉각수 풍부한 인클로저 내부에 있는 공작 기계 터렛 또는 회전 테이블 응용 분야 등입니다.

회전당 262,144펄스의 18비트 절대값 엔코더는 전원 차단 시에도 위치를 유지하며 시작 시 호밍이 필요 없으며, MELSERVO-J3 앰프의 고해상도 속도 및 위치 제어 루프에 데이터를 공급합니다.

130 × 130 mm 플랜지와 177.5 × 130 × 217.5 mm의 전체적인 크기는 물리적으로 다른 130mm 플랜지 중용량 서보 모터와 같은 클래스에 속하며, 확장된 깊이(2,000 RPM 모델의 173.5 mm 대비 217.5 mm)는 낮은 전기 주파수에서 높은 토크를 생성하는 데 필요한 더 긴 스테이터를 반영합니다.

주요 사양

매개변수

값

이 출력 등급의 대부분의 서보 모터는 2,000 또는 3,000 RPM으로 정격되어 일반적인 CNC 이송 축 요구 사항을 반영하며, 여기서 볼 스크류 속도가 모터 RPM을 결정합니다. 1,000 RPM 변형(SP81의 "1" 속도 지정)은 중간 감속 기어박스 없이 높은 토크를 낮은 샤프트 속도에서 요구하는 응용 시나리오를 위해 존재합니다.

직접 구동 응용 분야는 이 설계에서 가장 큰 이점을 얻습니다.

1,000 RPM으로 회전하는 모터를 메커니즘에 직접 연결하면 기어박스 없이 8.12 Nm의 연속 토크를 제공할 수 있습니다. 이는 백래시를 제거하고, 기계적 유연성을 줄이며, 유지보수를 단순화하고, 기어박스를 잠재적인 고장 지점에서 제거합니다. 메커니즘의 자연 속도 범위가 0~1,000 RPM이고 토크 요구량이 지속적인 응용 분야의 경우, HF-SP81J는 3,000 RPM 모터에서 감속된 기어박스를 통하는 대신 모터 자체를 통해 이를 제공합니다.

24.4 Nm의 최대 토크(정격 토크의 3배)는 높은 관성 부하를 정지 상태에서 작업 속도로 빠르게 이동시키는 데 필요한 가속 임펄스를 제공합니다.

0.00178 kg·m²의 관성 모멘트를 가진 로터 자체는 소형 모터에 비해 상당하므로, 서보 시스템이 큰 관성 불일치로 인해 불안정해지지 않고 중간 정도의 무거운 부하에 연결될 수 있습니다.

24.4 Nm 최대 토크 — 고관성 부하에서의 가속

3:1의 최대 대 정격 토크 비율은 HF-SP 시리즈 전체에 걸쳐 일관되며, 8.12 Nm 정격에서 24.4 Nm의 최대 토크를 제공하여 HF-SP81J가 설계된 종류의 부하에 상당한 가속 능력을 제공합니다.

와인딩 스풀, 회전 테이블, 컨베이어 롤러 드라이브 및 유사한 메커니즘은 상당한 회전 질량을 가질 수 있습니다. 이 질량을 기계의 사이클 시간 예산 내에서 정지 상태에서 작동 속도로 이동시키는 것은 작동 요구 사항 이상의 최대 토크를 사용할 수 있는지에 달려 있습니다.

실질적인 제약은 듀티 사이클입니다. 최대 토크는 최대 전류를 소비합니다(3:1 최대 대 정격 비율에서 정격 전류의 3.2배). MELSERVO-J3 앰프의 전자 열 보호 기능은 시간에 따른 RMS 전류 요구량을 모니터링합니다.

최대 토크에서의 짧은 가속 펄스는 열 모델 내에서 허용되지만, 최대 토크에서의 지속적인 작동은 허용되지 않습니다.

서보 크기 계산(부하 관성, 이동 거리, 가속 시간, 지속적인 작동 토크)은 듀티 사이클 평균 RMS 토크 요구량이 8.12 Nm 정격 값 내에 유지되고 최대 가속 토크가 24.4 Nm를 초과하지 않음을 확인해야 합니다.

재료가 스풀에 쌓이거나 풀리면서 부하 관성이 지속적으로 변하는 와인딩 및 장력 제어 응용 분야의 경우, 0.00178 kg·m²의 모터 관성 모멘트는 서보 루프에서 기준 질량을 제공합니다.

스풀 관성이 변함에 따라 앰프의 자동 게인 튜닝은 변화를 추적하고 서보 게인을 적절하게 조정합니다.

18비트 절대값 엔코더 — 호밍 불필요, 위치 연속성

HF-SP81J에 내장된 18비트 절대값 엔코더는 회전당 262,144 펄스의 위치 피드백을 제공하며, 전원 손실 시에도 절대 위치를 유지합니다.

MELSERVO-J3 앰프가 전원이 켜지면 엔코더에서 직접 실제 샤프트 위치를 읽습니다. 축은 시작 시 호밍 없이 즉시 올바른 위치 데이터를 갖습니다.

저속, 고토크 축의 경우 이는 생각보다 더 중요합니다. 저속 축은 종종 메커니즘에 연결되며, 중간 스트로크에서 전원 차단이 발생하면 부하가 불확실하고 잠재적으로 위험한 위치에 놓일 수 있습니다. 이는 구동 롤러 사이에 걸린 장력 제어 웹, 중간 지점에 있는 와인딩 스풀, 스테이션 사이에 있는 회전 인덱스 테이블 등입니다.

절대값 엔코더를 사용하면 전원 복구 시 위치 시스템이 즉시 알려지고 검증된 상태로 돌아갑니다.

증분 엔코더의 경우 축이 제어된 작동을 재개하기 전에 호밍(잠재적으로 부하를 위험한 이동 경로로 이동시킴)해야 합니다.

18비트 해상도는 HF-SP81J의 저속 작동에 필요한 속도 피드백의 세밀함을 제공합니다.

1,000 RPM에서 각 회전은 60ms가 걸립니다. 262,144 ppr에서 앰프는 정격 속도에서 밀리초당 약 4,369개의 피드백 펄스를 수신합니다. 이러한 피드백 밀도는 와인딩, 장력 및 웹 핸들링 시스템에 필요한 부드럽고 제어된 저속 작동과 같은 매우 낮은 속도까지 정밀한 속도 제어를 가능하게 합니다.

IP67 및 오일 씰 — 완전한 습한 환경 보호

IP67은 완전한 방진 및 정의된 깊이까지의 일시적인 침수 보호를 나타냅니다. 이 등급은 대부분의 서보 모터가 갖는 제트수 IP65 보호보다 한 단계 높습니다.

HF-SP81J의 IP67 등급은 모터 본체가 내부 부품 손상 없이 짧은 시간 동안 유체 침수를 견딜 수 있음을 의미하며, 이 모터가 서비스하는 많은 응용 분야의 특징인 간헐적인 냉각수 범람, 세척 주기 및 고습 환경을 처리하도록 등급이 매겨져 있습니다.

샤프트 출구의 "J" 오일 씰은 IP67 본체 보호만으로는 커버되지 않는 밀봉 요소를 추가합니다. 샤프트 갭(회전하는 샤프트와 모터 엔드 실드 사이의 환형 공간)은 IP67 등급의 모터 본체에서도 윤활유 미스트와 미세 입자가 통과하는 경로입니다. 샤프트는 자유롭게 회전해야 하고 구조 하우징으로 완전히 밀봉할 수 없기 때문입니다.

샤프트 출구의 립 씰은 이 경로를 기계적으로 차단합니다. 립은 회전하는 샤프트 표면에 닿아 유체와 입자를 다시 밀어냅니다.

모터의 서비스 수명 동안 샤프트 씰 립의 경화 또는 균열을 주기적으로 검사하는 것이 주요 유지보수 활동입니다. 손상된 씰은 IP67 하우징 등급이 보호하지 않는 유일한 경로를 통해 점진적인 오염을 허용합니다.

IP67과 오일 씰을 함께 사용하면 HF-SP81J는 합리적인 서비스 수명 내에서 표준 IP65 모터를 저하시킬 수 있는 환경에 적합합니다. 지속적인 냉각수 미스트 노출, 정기적인 고압 세척, 작동 중 부분적으로 침수되는 응용 분야, 절삭유 공급 시스템에 인접한 설치 등입니다.

HF-SP 시리즈 내 HF-SP81J — 1,000 RPM 변형의 위치

HF-SP 시리즈는 0.5 kW에서 7.0 kW까지의 출력 범위를 다루며, 각 모델은 1,000 RPM(속도 코드 "1") 및 2,000 RPM(속도 코드 "2") 변형으로 제공됩니다. SP81J는 850W, 1,000 RPM, 오일 씰 변형입니다:

2,000 RPM에 해당하는 모델(HF-SP82J)은 2,000 RPM 정격 속도에서 동일한 850W 출력을 제공하며, 이에 따라 정격 토크가 낮고(약 4.1 Nm 대 8.12 Nm), 전체 길이가 짧고, 관성 모멘트가 감소합니다.

SP81J와 SP82J의 선택은 기계 시스템에 따라 달라집니다. 부하가 모터 샤프트에서 자연스럽게 0~1,000 RPM 범위에서 작동하는 경우(직접 구동 또는 저비율 커플링), SP81J는 동일한 출력 레벨에서 두 배의 토크를 제공합니다.

부하가 0~2,000 RPM 범위에서 작동하는 경우, SP82J가 더 짧은 모터 본체와 함께 적합한 선택입니다.

물리적 깊이 차이(SP81J의 217.5 mm 대 2,000 RPM 모델의 약 173.5 mm)는 1,000 RPM 작동과 관련된 낮은 전기 주파수에서 고토크를 생성하는 데 필요한 더 긴 스테이터를 반영합니다.

이 깊이는 기계의 모터 장착 공간 설계 시 고려해야 하며, 특히 원래 모터가 2,000 RPM 유형이었던 개조 시에는 더욱 그렇습니다.

FAQ

Q1: HF-SP81J는 왜 대부분의 서보 모터보다 최대 속도가 낮은가요(1,500 RPM)?

1,000 RPM 정격 / 1,500 RPM 최대 속도는 HF-SP 시리즈의 "1" 속도 변형의 특징입니다.

낮은 정격 속도는 주어진 출력 레벨에서 토크를 최대화하기 위한 설계 선택입니다. 1,000 RPM에서 제공되는 동일한 850W는 2,000 RPM에서 동일한 출력이 제공될 경우 약 4.1 Nm에 비해 8.12 Nm의 정격 토크를 생성합니다.

저속에서 고토크가 필요한 응용 분야(직접 구동, 와인딩 축, 장력 제어, 저비율 기어 시스템)는 감속 기어박스의 백래시와 복잡성 없이 이 설계를 통해 이점을 얻습니다.

Q2: HF-SP81J와 HF-SP82J의 차이점은 무엇인가요?

둘 다 HF-SP 시리즈 모터이며 850W 출력, 130 × 130 mm 플랜지, 오일 씰 및 IP67 등급입니다. HF-SP81J는 1,000 RPM / 8.12 Nm 정격 / 24.4 Nm 최대 토크로 정격됩니다. HF-SP82J는 동일한 출력에서 약 절반의 정격 토크로 2,000 RPM으로 정격됩니다.

SP81J는 고토크 저속 작동을 위한 더 긴 스테이터로 인해 물리적으로 더 깁니다(217.5 mm 깊이 대 약 173.5 mm). 직접 구동 및 저속 고토크 응용 분야에는 SP81J를 선택하고, 2,000 RPM이 자연스러운 작동 속도인 고속 축에는 SP82J를 선택하십시오.

Q3: 엔코더는 18비트 절대값인데, HF-SP81J는 시작 시마다 호밍이 필요한가요?

아니요. 18비트 절대값 엔코더는 전원 손실 시에도 실제 샤프트 위치를 유지합니다. MELSERVO-J3 앰프가 전원이 켜지면 호밍 이동 없이 엔코더에서 직접 위치를 읽습니다.

이는 이 모터가 서비스하는 응용 분야(와인딩, 장력 제어, 회전 테이블)에 특히 중요합니다. 전원 차단 시 축이 제어된 작동을 재개하기 전에 기준 위치로 이동할 필요가 없습니다. 절대값 엔코더는 이 요구 사항을 완전히 제거합니다.

Q4: IP65 표준 등급 대신 IP67이 필요한 이유는 무엇인가요?

IP65는 모든 방향에서 오는 물줄기로부터 보호합니다. IP67은 추가로 일시적인 침수로부터 보호합니다. 대부분의 서보 모터 설치에는 IP65로 충분합니다.

IP67은 모터가 주기적으로 침수될 수 있는 환경(세척 중 부분 침수, 기계 냉각수 탱크에서의 범람, 또는 방향성 물줄기가 유체 노출 수준에 충분하지 않은 세척 환경에서의 작동)에 대해 지정됩니다.

설치에 미스트 또는 물줄기 노출만 포함되는 경우 IP65로 충분합니다. 짧은 침수가 현실적인 작동 조건인 경우 IP67은 추가적인 보호 수준을 제공합니다.

Q5: HF-SP81J의 관성 모멘트는 0.00178 kg·m²인데, 이는 축 크기에 어떤 영향을 미치나요?

0.00178 kg·m²의 로터 관성은 부하 매칭을 위한 기준 값입니다. Mitsubishi는 안정적인 서보 작동을 위해 모터 샤프트로 반사되는 부하 관성을 로터 관성의 15배 이내로 유지할 것을 권장합니다. 이 경우 약 0.0267 kg·m²까지 반사 부하 관성을 유지할 수 있습니다.

이 비율을 초과하는 부하의 경우 게인 튜닝이 더 까다로워지고 서보 대역폭이 감소할 수 있습니다.

소형 모터에 비해 상대적으로 높은 로터 관성을 가진 이 모터는 관성 불일치 경계에 도달하기 전에 더 무거운 부하를 본질적으로 허용합니다. 이는 무거운 회전 질량을 가진 응용 분야에서 중관성 HF-SP 설계의 실질적인 이점 중 하나입니다.