SIMOTICS S SYNCHRONOUS SERVOMOT 1FK7083-5AF71-1DG5 1FK70835AF711DG5 1FK7 083-5AF71-1DG5

Siemens 1FK7083-5AF71-1DG5 | SIMOTICS S 1FK7 Motor Servosinkron Kompak — 3,3kW, 16Nm, 3000RPM, 7,4A, Tinggi Poros 80mm, Poros Polos, Rem Penahan, IP65/IP67

Gambaran Umum

The Siemens 1FK7083-5AF71-1DG5 adalah motor servo sinkron magnet permanen SIMOTICS S 1FK7 Compact yang menghasilkan daya 3,3 kW pada torsi terukur 16 Nm dan kecepatan 3.000 RPM, dengan rem penahan pada poros polos setinggi 80 mm, terukur 7,4A kontinu dan dibangun di sekitar rotor tanah jarang yang mencapai kepadatan torsi yang sangat tinggi untuk motor flensa 155 × 155 mm yang didinginkan secara alami.

IP65 di seluruh badan motor dan IP67 di flensa ujung penggerak (DE) — antarmuka mekanis yang paling banyak terpapar cairan dalam pemasangan mesin perkakas nyata — melengkapi spesifikasi lingkungan.

Penunjukan 1FK7 Compact dalam keluarga SIMOTICS S berarti motor telah dirancang dengan efisiensi daya-terhadap-volume maksimum: torsi lebih besar per kilogram, daya lebih besar per liter volume motor, relatif terhadap motor medan lilitan konvensional dengan ukuran rangka yang sama.

Magnet tanah jarang — kelas paduan neodymium-besi-boron yang sama yang digunakan di seluruh sektor motor servo berkinerja tinggi — adalah yang memungkinkan kepadatan ini.

Magnet menghasilkan fluks rotor yang menciptakan torsi ketika arus tiga fasa stator bereaksi dengannya, dan karena magnet tanah jarang menghasilkan fluks per satuan volume yang jauh lebih tinggi daripada ferit, panjang aktif motor dapat dijaga tetap pendek sambil memenuhi spesifikasi torsi 16 Nm.

Pendinginan udara alami — tanpa kipas eksternal, tanpa ventilasi paksa, tanpa air pendingin — berarti motor membuang beban termalnya melalui konveksi dan radiasi dari permukaan rumahnya dan flensa mesin tempatnya terpasang.

Kontak termal yang memadai antara permukaan pemasangan motor dan struktur mesin oleh karena itu bukan kosmetik; itu adalah bagian dari sistem manajemen termal motor, dan mengisolasi motor dari permukaan pemasangannya dengan gasket atau pengencang tahan panas mengurangi peringkat torsi kontinu yang dapat dicapai di bawah nilai pelat nama 3,3 kW.

Spesifikasi Utama

16 Nm dalam Motor Flensa 155 mm yang Didinginkan Secara Alami

Enam belas Newton-meter pada 3.000 RPM dan 3,3 kW dari motor yang tidak memerlukan pendinginan paksa dan terpasang pada flensa 155 × 155 mm adalah pencapaian yang dimungkinkan oleh rotor tanah jarang 1FK7 Compact.

Sebagai perbandingan, motor induksi konvensional yang mencapai output daya yang sama pada kecepatan yang sama akan memerlukan rangka yang lebih besar untuk mengelola pembangkitan panas yang lebih besar dari kerugian rotor resistifnya, atau kipas pendingin eksternal yang menambah volume, berat, dan item perawatan.

Desain magnet permanen sinkron sepenuhnya menghilangkan kerugian tembaga rotor — tidak ada arus yang mengalir di rotor sama sekali, tidak ada pemanasan resistif di batang rotor, dan tidak ada kerugian efisiensi yang bergantung pada slip.

Semua kerugian listrik ada di lilitan stator, di mana mereka dapat dialirkan ke rumah motor dan dibuang oleh luas permukaan rumah dan massa termal flensa mesin.

Perbedaan mendasar dalam distribusi kerugian inilah mengapa motor servo sinkron 3,3 kW pada ukuran rangka ini dapat beroperasi tanpa pendinginan paksa, sementara motor induksi dengan ukuran rangka dan peringkat daya yang serupa akan menghasilkan lebih banyak panas daripada yang dapat dihilangkan oleh konveksi alami.

Torsi stall 16 Nm adalah angka yang harus diperhitungkan untuk beban sumbu. Torsi puncak — tersedia selama fase akselerasi pada output arus maksimum drive — akan lebih tinggi, biasanya 2,5 hingga 3 kali nilai terukur tergantung pada konfigurasi drive dan kendala termal.

Torsi RMS di seluruh siklus kerja penuh harus tetap dalam 16 Nm agar motor beroperasi secara kontinu dalam batas termalnya; ekskursi singkat ke torsi puncak selama akselerasi diizinkan dalam model termal drive.

Rem Penahan — Keamanan Sumbu Tahan Gagal

Rem penahan yang terintegrasi ke dalam 1FK7083-5AF71-1DG5 adalah tipe yang diterapkan pegas yang digunakan di seluruh SIMOTICS S: cakram gesekan yang dimuat pegas yang ditahan dari poros oleh gaya elektromagnetik ketika tegangan suplai rem diterapkan, dan langsung terpasang ketika tegangan tersebut dilepas.

Rem tidak berpartisipasi dalam penghentian dinamis — tidak dirancang untuk memperlambat motor dari kecepatan — tetapi memberikan penahan mekanis setelah servo membawa sumbu berhenti.

Pada sumbu vertikal dan sumbu miring dalam aplikasi mesin perkakas dan penanganan, rem mencegah beban bergerak selama kejadian penonaktifan servo: E-stop, interupsi daya, jeda terprogram antar operasi, atau restart sistem kontrol. 

Tanpa rem pada sumbu vertikal, setiap kejadian penonaktifan servo memungkinkan sumbu bergeser karena gravitasi hingga torsi servo dipulihkan — kondisi yang dapat menyebabkan tabrakan alat atau benda kerja saat restart jika sumbu telah bergerak dari posisi terakhir yang diperintahkan.

Tegangan suplai rem harus dikonfirmasi dari dokumentasi pengkabelan mesin sebelum pemasangan — rem SIMOTICS S di kelas ini biasanya menggunakan 24V DC, tetapi tegangan spesifik untuk motor ini harus diverifikasi.

Drive SINAMICS mengontrol pelepasan dan pemasangan rem sebagai bagian dari urutan pengaktifan/penonaktifan sumbu, memastikan rem terpasang sebelum torsi servo dilepas, dan dilepas hanya setelah servo diaktifkan dan siap.

Poros Polos, Tinggi Poros 80 mm

Poros polos pada 1FK7083-5AF71-1DG5 tidak memiliki keyway yang dimesin ke dalamnya.

Tinggi poros 80 mm mengacu pada jarak dari permukaan flensa pemasangan motor ke garis tengah poros — parameter dimensi yang menentukan apakah motor ini secara geometris kompatibel dengan rongga pemasangan motor dan keselarasan kopling mesin tertentu.

Poros polos mentransmisikan torsi melalui gesekan dengan lubang hub kopling. Pada torsi terukur 16 Nm dan torsi puncak yang berpotensi mencapai 40 Nm atau lebih, desain kopling dan torsi pemasangan harus ditentukan terhadap output puncak motor. Toleransi lubang hub (ISO fit), finishing permukaan, dan torsi pengencangan yang ditentukan dari mekanisme penjepitan secara kolektif menentukan torsi gesekan yang dapat dicapai pada antarmuka.

Untuk aplikasi dengan pembalikan arah yang sering di bawah torsi penuh — tipikal pada sumbu mesin perkakas yang dikontrol servo — spesifikasi kopling harus mencakup margin keamanan di atas torsi puncak untuk memperhitungkan efek kelelahan dan geser mikro selama masa pakai mesin.

Konfigurasi pemasangan IM B5 memposisikan motor dengan poros horizontal dan permukaan flensa vertikal, yang merupakan orientasi standar untuk kopling langsung ke sekrup bola atau input gearbox pada sumbu mesin CNC.

Motor juga dapat dipasang dalam orientasi IM V1 (poros ke atas) dan IM V3 (poros ke bawah) — keduanya tercakup oleh peringkat flensa DE IP67, karena sambungan flensa adalah antarmuka yang paling rentan terhadap cairan dan disegel ke standar IP67 yang lebih tinggi terlepas dari arah pemasangan.

Badan IP65 / Flensa DE IP67 — Perlindungan Lingkungan yang Ditargetkan

Rating IP terpisah pada 1FK7083-5AF71-1DG5 mencerminkan risiko paparan cairan yang berbeda di bagian motor yang berbeda.

Badan — rumah silindris yang menutupi stator dan lilitan — memiliki rating IP65: pengecualian debu lengkap dan perlindungan terhadap semprotan air dari arah mana pun. Ini mencakup lingkungan sekitar sebagian besar pemasangan mesin perkakas CNC, termasuk kabut pendingin, semprotan pembersih, dan kelembaban.

Flensa ujung penggerak (DE) — antarmuka mekanis yang berinteraksi dengan struktur mesin, tempat poros keluar — membawa rating IP67 yang lebih menuntut: perlindungan perendaman sementara selain ketahanan semprotan.

Flensa DE adalah antarmuka yang paling mungkin tergenang oleh akumulasi pendingin atau cairan pembersih langsung, dan segel oli poros pada permukaan ini adalah satu-satunya komponen yang kegagalannya memungkinkan masuknya cairan ke dalam rongga bantalan. Penyegelan antarmuka ini ke IP67 memberikan margin perlindungan tambahan yang sesuai untuk posisi paparannya.

Apa yang tidak dicakup oleh IP65/67 adalah serangan kimia berkelanjutan dari aditif cairan pemotong: minyak dengan kandungan sulfur tinggi, cairan pemotong sintetis, dan agen pembersih alkali dapat merusak bahan bibir segel dan lapisan rumah seiring waktu terlepas dari rating IP.

Siemens menetapkan bahwa permukaan motor harus dilindungi dari pelarut, dan bahwa perutean kabel harus mencakup loop tetesan untuk mencegah cairan merambat ke motor di sepanjang jaket kabel.

Integrasi SINAMICS dan Kompatibilitas Drive

1FK7083-5AF71-1DG5 beroperasi dalam sistem drive SINAMICS S120 dan S210.

Kombinasi SINAMICS-1FK7 adalah salah satu integrasi motor-drive yang paling ketat di pasar servo: parameter listrik motor — resistansi stator, induktansi, konstanta back-EMF, antarmuka encoder — disimpan dalam database motor Siemens di dalam perangkat lunak commissioning SINAMICS, sehingga drive mengkonfigurasi sendiri regulator arus, gain awal pengontrol kecepatan, dan model perlindungan termal secara otomatis ketika tipe motor dipilih.

Kelas tegangan DC link 600V berarti motor ini dirancang untuk suplai AC tiga fasa 400V yang merupakan standar industri Eropa dan global, dikonversi melalui infeed SINAMICS ke bus DC 600V.

Suplai 480V Amerika Utara juga memberi daya pada bus DC nominal yang sama.

Arus terukur motor 7,4A menentukan peringkat minimum modul drive yang diperlukan: modul sumbu drive yang dipilih harus memiliki peringkat arus output kontinu pada atau di atas 7,4A, dengan kemampuan arus puncak yang cukup untuk permintaan torsi akselerasi maksimum aplikasi.

FAQ

Q1: Apakah 1FK7083-5AF71-1DG5 memerlukan drive SINAMICS tertentu, atau kompatibel di seluruh jajaran S120?

1FK7083-5AF71-1DG5 kompatibel dengan modul drive SINAMICS S120 dan drive servo sumbu tunggal S210. Data motor disimpan dalam database motor SINAMICS, sehingga commissioning adalah pemilihan parameter daripada entri data manual.

Modul drive spesifik harus memiliki rating setidaknya 7,4A kontinu dan arus puncak yang diperlukan untuk permintaan akselerasi aplikasi.

Modul sumbu S120 di kelas arus 9A ke atas mencakup rating kontinu; persyaratan arus puncak tergantung pada profil akselerasi. Konsultasikan alat konfigurasi SINAMICS atau perangkat lunak penentuan ukuran drive Siemens untuk mengonfirmasi pemilihan modul.

Q2: Tegangan suplai rem — berapa nilai yang benar, dan dari mana asalnya?

Rem penahan SIMOTICS S 1FK7 di kelas ini biasanya disuplai pada 24V DC, dikontrol oleh output kontrol rem SINAMICS sebagai bagian dari urutan pengaktifan/penonaktifan servo.

Rem dilepas (24V diterapkan) ketika servo diaktifkan dan siap; rem terpasang (24V dilepas) sebelum output servo dinonaktifkan. 

Selalu verifikasi tegangan rem spesifik dari pelat nama motor atau lembar data motor untuk nomor artikel yang tepat ini — jangan berasumsi berdasarkan seri saja. Menerapkan tegangan yang salah baik gagal melepaskan rem (motor berjalan melawan seretan rem kontinu) atau gagal menahan (gaya pegas tidak mencukupi).

Q3: Apa signifikansi IP67 pada flensa DE dibandingkan dengan IP65 pada badan motor?

Flensa ujung penggerak adalah antarmuka mekanis antara motor dan mesin, tempat poros keluar dan paparan pendingin paling tinggi.

IP67 pada antarmuka ini menambahkan perlindungan perendaman sementara di atas IP65 air semprotan dari badan motor — khususnya, ini mencakup sambungan flensa yang disegel dan segel oli poros terhadap genangan pendingin dan akumulasi yang khas di lingkungan mesin perkakas di mana motor dipasang di dekat zona kerja.

Badan motor IP65 mencakup lingkungan sekitar umum (kabut, semprotan, semprotan pembersih); flensa DE IP67 mencakup antarmuka struktural yang paling terpapar cairan.

Q4: Bisakah poros polos diganti dengan poros beralur jika mesin memerlukan keyway?

Ini akan memerlukan modifikasi mekanis pada poros — baik dengan membuat keyway pada poros polos yang ada atau mengganti rakitan poros. Keduanya memerlukan servis yang memenuhi kualifikasi pabrik, karena bantalan motor, pra-beban poros, dan geometri ujung depan adalah bagian dari rakitan presisi.

Jika desain kopling mesin memerlukan poros beralur, pendekatan yang benar adalah menentukan varian poros beralur pada saat pemesanan: seri akhiran 1FK7083-5AF71-1 mencakup varian dengan keyway (biasanya penunjukan ujung poros "B" atau "H") yang dapat dipesan langsung.

Retrofitting keyway ke poros polos di lapangan berisiko kerusakan bantalan dan ketidaksejajaran encoder jika dilakukan tanpa perkakas dan dukungan poros yang benar.

Q5: Apa saja pemeriksaan pemasangan kritis untuk 1FK7083-5AF71-1DG5?

Verifikasi lubang hub kopling sesuai dengan poros polos dengan toleransi yang benar dan bahwa torsi penjepitan hub memenuhi spesifikasi untuk torsi puncak aplikasi.

Konfirmasikan kontak flensa pemasangan memadai secara termal — peringkat kontinu motor mengasumsikan panas mengalir melalui flensa ke struktur mesin, sehingga pemasangan pada bahan isolasi atau dengan kontak permukaan yang buruk mengurangi torsi kontinu yang dapat dicapai. 

Uji rem penahan sebelum kopling mekanis dengan mengaktifkan tegangan suplai rem dan mengonfirmasi pelepasan dan pemasangan yang bersih.

Setelah commissioning drive, verifikasi identifikasi otomatis motor diterima dengan benar oleh sistem SINAMICS dan bahwa data motor drive cocok dengan pelat nama motor sebelum menjalankan perintah gerakan pertama.