Mitsubishi Servo Motor HF-SP81J HFSP81J

Mitsubishi HF-SP81J | MELSERVO-J3 AC Servo Motor — 850W, 8,12Nm, 1000RPM Terukur / 1500RPM Maks, Segel Oli, Absolut 18-bit, IP67

Nomor Suku Cadang: HF-SP81J

Seri: MELSERVO-J3 — Seri HF-SP Inersia Sedang, Kapasitas Sedang

Desain: Poros Lurus, Segel Oli, Enkoder Absolut 18-bit Terpasang

Output Terukur: 850 W (0,85 kW)

Torsi Terukur: 8,12 Nm

Torsi Puncak: 24,4 Nm

Kecepatan Terukur: 1.000 RPM

Kecepatan Maksimum: 1.500 RPM

Arus Terukur: 4,5 A

Tegangan Pasokan: Kelas 200 VAC

Momen Inersia: 0,00178 kg·m² (17,8 kg·cm²)

Ukuran Flensa: 130 × 130 mm

Perlindungan Masuk: IP67

Dimensi: T177,5 mm × L130 mm × D217,5 mm

Kondisi: Baru

Gambaran Umum

Mitsubishi HF-SP81J adalah motor servo AC inersia sedang 850W dari seri MELSERVO-J3 HF-SP, yang dioptimalkan untuk operasi torsi tinggi, kecepatan rendah — terukur pada 1.000 RPM berkelanjutan dengan batas 1.500 RPM.Pada torsi terukur 8,12 Nm dan puncak 24,4 Nm, motor ini menghasilkan output torsi yang jauh melebihi apa yang akan dihasilkan oleh motor 850W yang beroperasi pada 3.000 RPM.

Kecepatan terukur yang rendah adalah alasan rekayasa: torsi adalah daya dibagi kecepatan sudut, jadi dengan memperbaiki daya output sambil mengurangi kecepatan secara proporsional meningkatkan torsi yang tersedia. HF-SP81J pada 1.000 RPM menghasilkan lebih dari tiga kali torsi terukur motor 850W yang setara yang terukur pada 3.000 RPM.

Akhiran "J" mengidentifikasi pemasangan segel oli — segel bibir di keluar poros yang melindungi dari kabut pelumas, percikan cairan pendingin, dan masuknya partikel melalui celah poros. Dikombinasikan dengan peringkat perlindungan bodi IP67, HF-SP81J disegel terhadap perendaman sementara pada kedalaman yang ditentukan, menjadikannya salah satu motor yang paling terlindungi secara kokoh dalam seri HF-SP.

Tingkat penyegelan ini cocok untuk lingkungan yang lebih basah dan lebih terkontaminasi yang sering dihuni oleh sumbu torsi tinggi kecepatan rendah: mesin penggulung, rol pengatur tegangan, penggerak konveyor yang berjalan di dekat cairan pendingin, dan aplikasi turret atau meja putar mesin perkakas di mana motor berada di dalam selubung yang kaya cairan pendingin.

Enkoder absolut 18-bit pada 262.144 pulsa per putaran memberikan retensi posisi melalui interupsi daya tanpa perlu homing saat startup, memberi umpan ke loop kontrol kecepatan dan posisi resolusi tinggi amplifier MELSERVO-J3.

Flensa 130 × 130 mm dan selubung keseluruhan 177,5 × 130 × 217,5 mm menempatkannya secara fisik di kelas yang sama dengan motor servo kapasitas sedang flensa 130mm lainnya, sementara kedalaman yang diperpanjang (217,5 mm vs 173,5 mm untuk model 2.000 RPM yang sebanding) mencerminkan stator yang lebih panjang yang diperlukan untuk menghasilkan torsi tinggi pada frekuensi listrik rendah.

Spesifikasi Utama

Parameter

Kecepatan terukur 1.000 RPM HF-SP81J menempatkannya dalam kategori khusus dalam seri HF-SP.

Sebagian besar motor servo dalam kelas output ini beroperasi pada kecepatan terukur 2.000 atau 3.000 RPM, mencerminkan persyaratan sumbu umpan CNC yang khas di mana kecepatan sekrup bola menentukan RPM motor yang diperlukan. Varian 1.000 RPM — penunjukan kecepatan "1" pada SP81 — ada untuk skenario aplikasi di mana torsi tinggi pada kecepatan poros rendah adalah persyaratan utama, tanpa inersia dan kompleksitas gearbox reduksi antara motor dan beban.

Aplikasi penggerak langsung paling diuntungkan dari desain ini.

Motor yang berputar pada 1.000 RPM yang terhubung langsung ke mekanisme dapat menghasilkan 8,12 Nm secara berkelanjutan tanpa gearbox — menghilangkan kelonggaran, mengurangi kepatuhan mekanis, menyederhanakan perawatan, dan menghilangkan gearbox sebagai potensi titik kegagalan. Untuk aplikasi di mana rentang kecepatan alami mekanisme adalah 0–1.000 RPM dan permintaan torsi berkelanjutan, HF-SP81J menyediakannya melalui motor itu sendiri daripada melalui gearbox yang diturunkan dari motor 3.000 RPM.

Puncak 24,4 Nm — tiga kali torsi terukur — menyediakan impuls akselerasi yang diperlukan untuk memindahkan beban inersia tinggi dari keadaan diam ke kecepatan kerja dengan cepat.

Dengan momen inersia 0,00178 kg·m², rotor itu sendiri cukup besar dibandingkan dengan motor yang lebih kecil, yang berarti motor dapat terhubung ke beban yang cukup berat tanpa sistem servo menjadi tidak stabil karena ketidakcocokan inersia yang besar.

Torsi Puncak 24,4 Nm — Akselerasi pada Beban Inersia Tinggi

Rasio puncak-ke-terukur 3:1 konsisten di seluruh seri HF-SP, dan pada terukur 8,12 Nm menghasilkan puncak 24,4 Nm yang memberikan otoritas akselerasi yang signifikan pada jenis beban yang dirancang untuk HF-SP81J.

Spool penggulung, meja putar, penggerak rol konveyor, dan mekanisme serupa dapat membawa massa berputar yang cukup besar — dan memindahkan massa tersebut dari keadaan diam ke kecepatan kerja dalam anggaran waktu siklus mesin bergantung pada ketersediaan torsi puncak di atas persyaratan berjalan.

Kendala praktis adalah siklus kerja. Torsi puncak menarik arus puncak — 3,2 kali arus terukur pada rasio puncak-ke-terukur 3:1 — dan perlindungan termal elektronik di amplifier MELSERVO-J3 memantau permintaan arus RMS dari waktu ke waktu.

Pulsa akselerasi singkat pada torsi puncak diizinkan dalam model termal; operasi berkelanjutan pada torsi puncak tidak.

Perhitungan ukuran servo — inersia beban, jarak gerak, waktu akselerasi, torsi berjalan berkelanjutan — harus mengkonfirmasi bahwa permintaan torsi RMS rata-rata siklus kerja tetap dalam nilai terukur 8,12 Nm, sementara torsi akselerasi puncak tidak melebihi 24,4 Nm.

Untuk aplikasi penggulungan dan kontrol tegangan di mana inersia beban berubah terus menerus saat material menumpuk atau dilepas dari spool, momen inersia motor sebesar 0,00178 kg·m² menyediakan nilai referensi massa dalam loop servo.

Saat inersia spool berubah, penyetelan gain otomatis amplifier melacak perubahan dan menyesuaikan gain servo sesuai.

Enkoder Absolut 18-bit — Tanpa Homing, Kontinuitas Posisi

Enkoder absolut 18-bit yang terpasang di HF-SP81J menyediakan umpan balik posisi 262.144 pulsa per putaran dengan retensi posisi absolut melalui kehilangan daya.

Ketika amplifier MELSERVO-J3 dinyalakan, ia membaca posisi poros yang sebenarnya langsung dari enkoder — sumbu memiliki data posisi yang benar segera, tanpa perlu bergerak ke sakelar referensi.

Untuk sumbu kecepatan rendah, torsi tinggi, ini lebih penting daripada yang terlihat. Sumbu kecepatan rendah sering terhubung ke mekanisme di mana interupsi daya di tengah-tengah perjalanan dapat meninggalkan beban dalam posisi yang tidak pasti, berpotensi tidak aman — pita yang dikontrol tegangannya tergantung di antara rol yang digerakkan, spool penggulung di tengah-tengah perjalanan, meja putar indeks di antara stasiun.

Dengan enkoder absolut, pemulihan daya mengembalikan sistem posisi ke keadaan yang diketahui dan terverifikasi segera.

Enkoder inkremental akan memerlukan sumbu untuk melakukan homing — berpotensi memindahkan beban melalui perjalanan yang tidak aman — sebelum operasi terkontrol apa pun dapat dilanjutkan.

Resolusi 18-bit juga menyediakan granularitas umpan balik kecepatan yang dibutuhkan oleh operasi kecepatan rendah HF-SP81J.

Pada 1.000 RPM, setiap putaran memakan waktu 60ms; pada 262.144 ppr, amplifier menerima sekitar 4.369 pulsa umpan balik per milidetik pada kecepatan terukur. Kepadatan umpan balik ini memungkinkan kontrol kecepatan yang tepat hingga kecepatan yang sangat rendah — jenis operasi kecepatan rendah yang mulus dan terkontrol yang dibutuhkan oleh sistem penggulungan, tegangan, dan penanganan pita.

IP67 dan Segel Oli — Perlindungan Lingkungan Basah Penuh

IP67 mewakili pengecualian debu total dan perlindungan perendaman sementara pada kedalaman yang ditentukan — satu tingkat di atas perlindungan jet air IP65 yang dimiliki sebagian besar motor servo di kelas ini.

Peringkat IP67 HF-SP81J berarti bodi motor dapat menahan perendaman cairan untuk waktu singkat tanpa merusak komponen internal, dan dinilai untuk menangani banjir cairan pendingin sesekali, siklus pembersihan, dan lingkungan kelembaban tinggi yang menjadi ciri banyak aplikasi yang dilayani motor ini.

Segel oli "J" di keluar poros menambahkan elemen penyegelan yang tidak dicakup oleh perlindungan bodi IP67 saja. Celah poros — ruang annular antara poros yang berputar dan penutup ujung motor — adalah jalur untuk kabut pelumas dan partikel halus bahkan pada bodi motor yang disegel IP67, karena poros harus berputar bebas dan celah tidak dapat disegel sepenuhnya oleh rumah struktural.

Segel bibir di keluar poros menutup jalur ini secara mekanis: bibir bersentuhan dengan permukaan poros yang berputar dan menolak cairan serta partikel kembali keluar.

Selama masa pakai motor, inspeksi berkala bibir segel poros untuk pengerasan atau keretakan adalah aktivitas perawatan utama — segel yang rusak memungkinkan kontaminasi progresif melalui satu jalur yang tidak dilindungi oleh peringkat rumah IP67.

Bersama-sama, IP67 dan segel oli membuat HF-SP81J cocok untuk lingkungan yang akan menurunkan motor IP65 standar dalam masa pakai yang wajar: paparan kabut cairan pendingin terus menerus, pembersihan tekanan tinggi secara teratur, aplikasi yang terendam sebagian selama operasi, dan pemasangan di sebelah sistem pengiriman cairan pemotongan.

HF-SP81J dalam Seri HF-SP — Di Mana Varian 1.000 RPM Cocok

Seri HF-SP mencakup berbagai daya output dari 0,5 kW hingga 7,0 kW, masing-masing tersedia dalam varian terukur 1.000 RPM (kode kecepatan "1") dan 2.000 RPM (kode kecepatan "2"). SP81J adalah varian 850W, 1.000 RPM, segel oli:

Setara 2.000 RPM — HF-SP82J — menghasilkan output 850W yang sama pada kecepatan terukur 2.000 RPM dengan torsi terukur yang lebih rendah secara proporsional (sekitar 4,1 Nm vs 8,12 Nm), panjang keseluruhan yang lebih kecil, dan momen inersia yang berkurang.

Pilihan antara SP81J dan SP82J bergantung pada sistem mekanis: jika beban beroperasi secara alami dalam rentang 0–1.000 RPM pada poros motor (penggerak langsung, atau kopling rasio rendah), SP81J memberikan torsi dua kali lipat pada tingkat daya yang sama.

Jika beban beroperasi dalam rentang 0–2.000 RPM, SP82J adalah pilihan yang tepat dengan bodi motor yang lebih pendek.

Perbedaan kedalaman fisik — 217,5 mm untuk SP81J versus sekitar 173,5 mm untuk setara 2.000 RPM — mencerminkan belitan stator yang lebih panjang yang diperlukan untuk menghasilkan torsi tinggi pada operasi 1.000 RPM yang terkait dengan frekuensi listrik yang lebih rendah.

Kedalaman ini harus diperhitungkan dalam desain rongga pemasangan motor mesin, terutama pada retrofit di mana motor asli adalah tipe 2.000 RPM.

FAQ

Q1: Mengapa HF-SP81J memiliki kecepatan maksimum (1.500 RPM) yang lebih rendah daripada kebanyakan motor servo?

Kecepatan terukur 1.000 RPM / maksimum 1.500 RPM adalah karakteristik penentu dari varian kecepatan "1" dalam seri HF-SP.

Kecepatan terukur yang rendah adalah pilihan desain untuk memaksimalkan torsi pada tingkat daya tertentu — 850W yang sama yang dikirimkan pada 1.000 RPM menghasilkan torsi terukur 8,12 Nm, dibandingkan dengan sekitar 4,1 Nm jika daya yang sama dikirimkan pada 2.000 RPM.

Aplikasi yang membutuhkan torsi tinggi pada kecepatan poros rendah — penggerak langsung, sumbu penggulung, kontrol tegangan, sistem bergear rasio rendah — mendapat manfaat dari desain ini tanpa kelonggaran dan kompleksitas gearbox reduksi.

Q2: Apa perbedaan antara HF-SP81J dan HF-SP82J?

Keduanya adalah motor seri HF-SP pada 850W pada flensa 130 × 130 mm dengan segel oli dan IP67. HF-SP81J terukur pada 1.000 RPM / 8,12 Nm terukur / 24,4 Nm puncak. HF-SP82J terukur pada 2.000 RPM dengan torsi terukur sekitar setengahnya pada daya output yang sama.

SP81J secara fisik lebih panjang (kedalaman 217,5 mm vs sekitar 173,5 mm) karena stator yang lebih panjang yang diperlukan untuk operasi torsi tinggi kecepatan rendah. Pilih SP81J untuk aplikasi penggerak langsung dan torsi tinggi kecepatan rendah; pilih SP82J untuk sumbu kecepatan lebih tinggi di mana 2.000 RPM adalah kecepatan operasi alami.

Q3: Enkoder adalah absolut 18-bit — apakah HF-SP81J memerlukan homing di setiap startup?

Tidak. Enkoder absolut 18-bit mempertahankan posisi poros yang sebenarnya melalui kehilangan daya. Ketika amplifier MELSERVO-J3 dinyalakan, ia membaca posisi langsung dari enkoder tanpa perlu perjalanan homing.

Ini sangat penting untuk jenis aplikasi yang dilayani motor ini — penggulungan, kontrol tegangan, dan meja putar — di mana interupsi daya tidak boleh memerlukan sumbu untuk bergerak ke posisi referensi sebelum melanjutkan operasi terkontrol. Enkoder absolut menghilangkan persyaratan ini sepenuhnya.

Q4: Apa yang membuat IP67 diperlukan daripada peringkat IP65 standar?

IP65 melindungi dari semprotan air dari arah mana pun. IP67 juga melindungi dari perendaman sementara. Untuk sebagian besar pemasangan motor servo, IP65 sudah cukup.

IP67 ditentukan untuk lingkungan di mana motor dapat terendam secara berkala — perendaman parsial selama pembersihan, banjir dari reservoir cairan pendingin mesin, atau operasi di lingkungan pencucian di mana semprotan air terarah tidak cukup untuk tingkat paparan cairan. 

Jika pemasangan hanya melibatkan paparan kabut atau semprotan air, IP65 sudah memadai; jika perendaman singkat adalah kondisi operasi yang realistis, IP67 memberikan tingkat perlindungan tambahan.

Q5: HF-SP81J memiliki momen inersia 0,00178 kg·m² — bagaimana ini memengaruhi ukuran sumbu?

Inersia rotor 0,00178 kg·m² adalah nilai referensi untuk pencocokan beban. Mitsubishi merekomendasikan untuk menjaga inersia beban yang dipantulkan ke poros motor dalam 15 kali inersia rotor untuk operasi servo yang stabil pada pengaturan gain yang direkomendasikan — dalam hal ini, hingga sekitar 0,0267 kg·m² inersia beban yang dipantulkan.

Untuk beban yang melebihi rasio ini, penyetelan gain menjadi lebih menuntut dan bandwidth servo dapat berkurang.

Inersia rotor motor yang relatif tinggi dibandingkan dengan motor yang lebih kecil berarti motor ini secara inheren mentolerir beban yang lebih berat sebelum mendekati batas ketidakcocokan inersia — salah satu keuntungan praktis dari desain HF-SP inersia sedang untuk aplikasi dengan massa berputar yang berat.