Střídavé servomotory s
permanentními magnety
Typ Type Typ
Obecně Střídavé
servomotory
el ek tropohony
se
s permanentními magnety
ši roký m
regul ačním
j sou
určeny
pro
nej moderněj ší
roz sahem, vysok ou dynami kou a
el ek troni cky
říz ené
vysokou přesností, upl atňuj íc í
se
v oblastimechani z ac e a automati z ace vý roby,obal ové techni ky apod.J sou to v podstatě tříf áz ové synchronní motory
buz ené
permanentními magnety
el ek tromotory. Tuto
f unkc i motoru
na
z aj i šť uj í
rotoru, které tranz i storové
prac uj í měni č e
z pětnovaz ebně říz ené či dl em pol ohy ( např.resol verem)vestavěný m v
j ako se
bez kartáč ové
stej nosměrný m
M 40
stej nosměrné mez i obvodem,
servomotoru.
Pri nci pi ál ní sc héma pohonu se střídavý m servomotorem j e z náz orněno níž e.
M 50 M 71
Napět í st ejnosm ěr ného.obv odu
Napájecí napětí servomotoru
Napájecí síť
M 25
M 90
M ěni č
50/60 Hz
F 50 Servomotor
F 63 Napáječ
Zpět nov az ební č i dl o
Připouž i tí permanentních magnetů z e vz ácný ch z emi ns
F 80
vysokou hustotou energi e maj í střídavé servomotory
proti kl asi cký m stroj ům tyto přednosti :
mal é roz měry a hmotnosti
mal é vl astní momenty setrvač nosti
vysokou momentovou přetíž i tel nost
vysokou úči nnost
velké zrychlení v přechodových stavech
W 25 W 40 W 50
Dalšími charakteristickými vlastnostmibezkartáčových střídavých servomotorů j sou:
vysoká ž i votnost a provoz ní spol ehl i vost
mi ni mál ní nároky na údrž bu ( ž ádné kl uz né kontakty,l ož i ska s
mec hani ck é roz měry v přesné třídě
z vý šené krytí motorů I P65
pevné l ož i sk o na straně vol ného k onc e hřídel e
W 71
trvalou tukovou náplní)
W 90 ML 40 ML 50
Řada ser vom ot or ůf i r m y VUES Br no a. s.
ML 71
Střídavé servomotory se vyráběj í ve dvou konstrukč níc h modi f i k acích:
řada M
řada F
– –
motory s mal ý m motory)
poměrem
průměrů
při pevňovacích
přírub
k
délce motoru (dlouhé
ML 90
motory s vel ký m poměrem průměrů přírub k jejich délce (ploché motory)
Obě řady se vyráběj í s vý konový miparametry pro při roz ené c hl az ení I C 00
-41 v rozmezí
55 Nm,nej častěj is počtem 6 pól ů.V
řada W
–
momentů od 0, 4 do
MA 50
modifikacích jako:
tvoří j iněkteré typy motorů řady M upravené pro c i z í vodní c hl az ení I CW 37 A41,čímž se
-
dosahuj e
vyšších trval ý ch momentů a
vý konů ( max . hodnoty
proudů a
momentů se
nemění)
řad
a ML –
MA 40
našem programu jsou i stroje s počtem pól ů:4,8,10 a 16.
Kromě z ákl adního provedení j e řada M vyráběna v
F 100
tvoří j iněkteré typy motorů řady M ,upravené pro chl az ení povrchový m of ukováním c i z ím
ventilátorem IC 06-41,rovněžs vyššími trvalými výkony a momenty.
1
ME FE
Typ Type Typ M 25
řada ME
–
tvoří ji motory řady M určené pro vestavné provedení
řada
FE
–
tvoří ji motory řady F určené pro vestavné provedení
řada MA
–
tvoří ji servoaktuátory odvoz ené z řady M.Jedná se o standardní řadu servomotorů
s dutou
hřídel í,do k teré je vestavěn kul ičkový šroub.Tato konstrukce umož ňuje při
z achování mal ý c hz ástavný ch roz měrů převod z rotačního pohybu na l ineární pohyb. Všec hny typy servomotorů je mož no dodávat taktéž v
provedení s integrovanou klidovou elektromagnetickou
brzdou.
M 40 M 50 M 71 M 90
Servomotory jsou
vyráběny pro tři napětí stejnosměrného mez iobvodu 120,330 a 560 VDC, přičemž jak o jmenovité napájecí napětí servomotorů U1 jsou stanoveny efektivní hodnoty 70, 190 a 330 VAC. Motory pro meziobvod s napětím 560 VDC mají zesílenou mezifázovou izolaci. Servomotory byly projektovány pro spolupráci s měniči firmy Bautz,mohou všakbýt napájeny i změničů jiných firem. Jmenovité
servomotorů jsou
odvoz eny
pro
vý še
uvedená jmenovitá napětí
a
pro
pevnou
řadu
, které jsou uvedeny v typu motoru (vizObjednávání servomotorů).
Poznámka:
F 50 F 63
otáčky
napěť ový ch konstant KE
Jmenovité hodnoty (Mn, Pn) jsou závislé na typu použitého napájecího měniče a na možnosti odvodu ztrát motoru přes jeho přírubu.Orientačně se doporučuje pro řadu M minimál ní přídavná chl adicí pl oc ha,na kterou je motor svojí přírubou upevněn,daná čtvercem o straně a = 2, 5 x roz měr M
servomotoru.Tepl ota příruby motoru nesmí z a provoz u přesáhnout +90°C.
U motorů řady F jsou roz měry chl adicí pl oc hy předepsány takto:
– F50 – F63 : 300 x 300mm – F80 – F100 : 400 x 400mm
F 80
F 100
Závaz né hodnoty je mož no stanovit pouz e pro konkrétní k ombinac e motoru a měniče a konkrétní použ ití pohonu.
W 25
U motorů řady W
a ML jsou jmenovité parametry z ávaz né pro jmenovité chl az ení ( bez přídavný ch
chladicích ploch).
W 40
Tolerance výkonových technických dat platné pro servomotory s permanentními magnety jsou +10 %. V této toleranci jsou kromě výrobní tol erance z ahrnuty též tol eranc e parametrů permanentníc h magnetů,jejic h tepl otní z ávisl ost a vl iv otepl ení servomotorů při z atíž ení.
W 50 W 71 W 90 ML 40
Všeobecná technická data základního provedení servomotorů Tvary a provedení servomotorů
ML 50
– IM B5 – IM V1 – IM V5
ML 71
MA 40
ME FE
(IM 3001) (IM 3011) (IM 3031)
Provedení podle krytí – podl e ČSN EN 60034-5 – standardně IP65 – mimo vol ného konce hřídel e – na přání IP65 včetně vol ného konce hřídel e ( s guferem)
ML 90
MA 50
Tvar servomotorů podl e ČSN EN 60034 -7
Chlazení servomotorů
základní provedení –
řada M a F – IC 00-41, tj. z avřené povrchu servomotoru
zvláštní provedení
–
řada W
zvláštní provedení
–
řada
provedení
s přiroz ený m
chl az ením
– ICW 39-A41, tj. vodní chlazení v kostře servomotoru
ML
– IC 06-41,
tj. z avřené
p
rovedení s ofukováním povrchu
servomotoru ciz ím ventil átorem,který je součástí servomotoru
2
Pracovní prostředí Servomotory jsou konstruovány pro stacionární použití na místech chráněných proti povětrnostním vlivům a pro soubor podmínek prostř edí I E 34 podle ČSN EN 60721
-3-3. Mimo jiné se jedná o následující základní
podmínky:
teplota okolí +5 až +40°C
relativní vlhkost 5 až 95 %
nadmoř ská výška do 1000 m ( tlak 90 kPa)
pro vodní chlaz ení je nutno použít upravenou vodu bez mechanických neč istot.Doporuč ená
M 25 tvrdost
M 40
vody je 0,7 mmol/l. V případě nutnosti je třeba použít změkčovadel.Doporučená kyselost chladicí vody je mezi 6,5 – 7,5 pH.Vstupní teplota vody je +5 až +25°C.M nožství chladicí vody je od 1 l/min do 2, 5 l/ min př i tlakovém úbytku od 1 do 10 kPa, podle velikosti servomotoru. Chladicí systém je konstruován pro maximální tlak 1 MPa.
M 50
Další technická data:
Tepelná tř ída iz olace „ F“podle ČSN 35 0000 č ást 1,max .oteplení vinutí
Vinutí tř íf áz ové,z apojení do Y bez vyvedení uz lu
Tepelná ochrana – –
– –
F 50 F 63
jeden termospínač +135°C ( roz pínací kontakt)umístěný v č ele vinutí mez i dvěma f áz emi na př ání i jiná č idla,např .PTC apod.
F 80
silové vývody: pomocí šestipólového konektoru, u velikostí s vyššími výkony M71, M90 pomocí svorkovnice signální vývody: pomocí dvanáctipólového konektoru
F 100
na př ání vývody kabelem
W 25
Roz měry př írub a jejich tolerancí
– – –
podle ČSN I EC 72
– 1 (350040) s výjimkou velikosti M25 – přesná třída „R“dle DIN 42955
W 40
ház ení konce hř ídele
souosost průměru středicího osazení a kolmost dosedací plochy příruby vzhledem k hřídeli
W 50
př esná tř ída „ R“dle DI N 42955
Volné konce hř ídelí
– –
válcové bez drážek s roz měry podle ČSN I EC 72
W 71
– 1, kap.7
na př ání i s drážkou a perem podle téže normy
Př ípustná ax iální a radiální z atížení uprostř ed volného konce hř ídele pro uvedené stř ední otáč ky
motoru jsou pro jednotlivé typy motoru uvedeny v tabulkách
technických
dat
Uložení rotoru
Kmitání
ML 40
– kuličková ložiska s trvalou tukovou náplní pro životnost ≥ 20.000 h
ML 50
nejvyšší př ípustné hodnoty v
celém otáč kovém roz sahu ( měř eno dle ČSN 350000,č ást 14)
ML 71
-1
Vef = 1,8 mms na místech dle normy -1 Vef = 2,8 mms na kterémkoliv místě a při kterémkoliv směru kmitání
ML 90
Povrchová ochrana – –
W 90
servomotorů. Bližší
inf ormace poskytneme na požádání.
– – –
M 71 M 90
∆ ϑ = 105 K
Př ipojení motorů na měnič:
–
Typ Type Typ
lakování,barva černá na př ání povrchová ochrana pro potravinář ský průmysl ( Krautox in,barva černá)
MA 40 MA 50
Zpětnovaz ební či dl o Standardně se servomotory dodávají s dvoupólovým resolverem umístěným na př ední straně servomotoru ( je př ístupný po sejmutí př edního víčka) .V z ákladním provedení se používají resolvery se vstupním napětím 7Vef
,
ME
10 kHz.
FE
3
Typ Type Typ
Na přání zákazníka je možno provést:
montáž ty pu resol veru dl e přání a di spozi c zákazníka
úpravu hřídel e
na
přední
straně servomotoru pro
dodatečnou montáž
dal šího
či dl a
( např. f i rem
Hei denhei n,Stegmann atd. ) ,eventuál ně montáž ji ného ty pu či dl a než resol veru: ( Si nCoder,Di Coder, i nkrementál ní č i dl o) .
M 25 M 40
Klidové brzdy Všec hny ty py dodávaný ch servomotorů je možno objednat v
provedení s integrovanou elektromagnetickou
kl i dovou brzdou.Či nnost kl i dové brzdy spočívá v tom,že bl okuje rotor servomotoru v urči té pol oze,pokud
M 50 M 71
není na cívku brzdy při pojeno stejnosměrné napájecí napětí 24 V DC.Při pojení a odpojení brzdy je přípustné pouze při stojícím rot
oru – pohonu.
M otory řady M mají kl i dovou brzdu ty pu M Y vestavěnou v kostře motoru na zadní straně ( u vol ného konc e hřídel e) .Brzdy se vy rábějí z pol otovarů f i rmy M AYR.U ty pové vel i kostiM 90 se používá vestavné provedení brzdy f i rmy Bi nder.V motorec h řady F se používají ori gi nál ní brzdy f i rmy M AYR,které se montují pod zvl áštní
M 90
kry t na přední straně servomotoru ( za resol verem) .Přiseři zování resol veru je u těchto motorů nutné brzdu
demontovat.
F 50 F 63
Pokyny pro montáž a provoz servomotorů Ul ožení rotorů servomotorů je di menzováno pro ži votnost více než 20. 000 h.J edná se o vel mipřesné ul ožení, které vš ak vy žaduje ohl edupl né zacházení.Především ax i ál ní síl y vy šší než předepsané nebo dokonce ax i ál ní rázy na
F 80 F 100
vol ném
konc i hřídel e
mohou vést
k poškození
l oži sek, případně i snímačů, a
ke
snížení
jeji ch
ži votnosti .Z tohoto důvodu je v ose vol ného konce hřídel e otvor se závi tem,který je možné použít pro montáž spojek, řemeni c č i pastorků. Rovněž
stahování
těchto
součástí
je
nutno
provádět
s
nejvy šší
opatrností
(stahovací nářadí). U
motorů s vestavěnou kl i dovou brzdou je
nutné
zaji sti t, aby při spouš tění
motoru by l a
kl i dová
brzda
odbržděna,což se stane po při pojení el ektri c kého napětí na vi nutí cívky brzdy ( zabrzdění rotoru je zaji štěno
W 25 W 40
mechanicky – pruži nami ) . Povrch servomotorů dosahuje
u pl ně vy uži tý ch strojů tepl ot
okol o
+100° C. Obsl uhu je
nutné
s
touto
skuteč ností seznámi t. Skl adování servomotorů je přípustné v suchý ch prostorách přitepl otách Vol né konce hřídel e musí bý t přiskl adování konze
–30°C až +85°C.
rvovány proti korozi.
W 50 W 71 W 90 ML 40
Momentová charakteristika střídavého servomotoru Obecně jsou servomotory řady M
rozsahu s proměnnou zátěží
a
F projektovány spíš e
pro
dy nami c ké
procesy v ši rokém
než pro trval á zatížení S1 s konstantní zátěží a s
otáčkovém
konstantnímiotáčkami .Z
tohoto důvodu mohou bý t motory zatěžovány podstatně většímimomenty ( proudy )než jmenovi tý mi ,pokud
ML 50
jeji ch střední ef ekti vní hodnota nepřekročí jmenovi té hodnoty pro trval ou zátěž S1.El ektromagneti cky jsou motory navrženy pro 3, 5 až 4násobnou momentovou přetíži tel nost.
ML 71 ML 90 MA 40 MA 50 ME FE
4
Momentová charakteristika střídavého servomotoru
Typ Type Typ
25 Pr oudov é om ez enís er v om ot or u
Napěť ov é om ez enís er v om ot or udáno
( hr ani c e dem agnet i z ace t <200 m s
napět í m m ez i l ehl ého obv odu a par am et r y s er v om ot or u( KE, 2Rf , L2f)
Max
M 25
20
C
M ec hani c ké om ez ení
M 40
s er v om ot or u( dáno
Om ez enídané
m ec hani c kou odol nos t í
m ax i m ál ní m
r ot or u,ev ent .Ui)
pr oudem m ěni č e 15
M 50
M [Nm]
Ü
Oblast př erušovaných zatížení - S3
M 71
10
M 90
S N
Nut z
F 50
5
Oblast trvalých zatížení - S1
F 63
nC
0
nNut z
nn
F 80
nmech
0 0
1000
2000
3000
-1
n [min
]
4000
5000
6000
7000
F 100 Použité symboly technických parametrů a jejich definice
- klidový moment – moment na hřídeli
Mo [Nm]
servomotoru
při
nulový ch otáč kách pro trvalé z atíž ení S1 ( j e def inováno pro
Imax [A]
-
j eš tě nedocház í
oteplení vinutí 105 K a pro jmenovitou hodnotu KE) Io [A]
-1
nmax [min ] -
j menovité max imální napáj ec í napětí servomotoru
UN(MOT) [V]
-
j menovité sdruž ené napětí servomotoru 1. harmonic k é
napětí
při
jmenovitou hodnotu KE jmenovité oteplení)
MN
a
- efektivní hodnota a nN (je definováno pro
vinutí
z ahřáté
na
RU-V [Ω]
-
≤
nej vy š š í trvalé přípustné otáč k y motoru,na k teré j e rotor
LU-V [H]
-
J [kg.m2]
-
odpor
vinutí
mez i
dvěma
svork ami
servomotoru
- jmenovitý proud – efektivní hodnota proudu motoru pro MN a nN
nN [min-1]
-
induk čnost
vinutí
mez i
odpovídá indukčnosti
-
j menovitý vý k on na hřídeli motoru při M N
Mü [Nm]
-
max imální momentové přetíž ení při j menovitý c h otáč k ách
-
a nN
max imální využ itelný trvalý moment na hřídeli servomotoru
dvěma svork ami
servomotoru
-
vlastní
moment
nnutz [min ] -
otáč k y servomotoru při M nutz
Pnutz [W]
max imální trvalý vý k on servomotoru při napáj ec ím napětí
-
U1
m [kg]
-
setrvačnosti
rotoru
s
resolverem (bez
hmotnost standardního servomotoru vč etně resolveru ( bez
FA [N]
-
KE [V min /1000 ] - napěťová konstanta servomotoru hodnota). Efektivní hodnota sdruž ené elek tromotoric k é síly mez i
-1
při otáč k ác h 1000min
FR [N]
-
otáč k y nmitt a horiz ontální ulož ení
uprostřed
nmitt [min-1 ] -
Mmax [Nm]
-
dvěma svork ami
-
IC [A]
-
o
C
max imální moment na hřídeli motoru při nulový ch otáč k ách
délk y volného
k onc e) pro
trvalé
střední
otáč k y servomotoru, pro
max . otáč k y chodu
motoru
ML 71
které jsou stanoveny
napráz dno
při
j menovitém
ML 90
napáj ec ím napětí UN max .k rátk odobě přípustný proud
( ef . hodnota) ,k terý j e
průseč ík em proudového omez ení motoru a omez ení
- M EZNÍBOD C;většinou j e I C shodný s nejvyšším přípustným proudem motoru (Imax.)
MA 40
j menovitý m napětím měnič e
( j menovitá servomotoru
ML 50 (působící otáč k y nmitt a
hodnoty FA a FR no [min-1]
ML 40
přípustné radiální z atíž ení volného k once hřídele horiz ontální ulož ení
induk ované
a teplotě servomotoru +20
W 90
přípustné ax iální z atíž ení volného k onc e hřídele pro trvalé
dán
-1
W 71
brzdy)
při napáj ec ím napětí U1
-1
W 50
dvou f áz í z apoj ený ch v sérii,měřené
při f rek venc i 1k Hz
j menovité otáč k y motoru
PN [W]
W 40
-
brzdy) IN [A]
Mnutz [Nm]
W 25
o odpovídá dvoj násobku f áz ového odporu při teplotě +20 C
dovolené
- jmenovitý moment – trvalý moment na hřídeli servomotoru při nN a UN pro trvalé z atíž ení S1 ( j e def inováno pro oteplení vinutí 105 K a pro jmenovitou hodnotu KE)
MN [Nm]
magnetů ( t
servomotoru v teplém stavu mechanicky dimenzován (popřípadě max. přípustné otáčky s ohledem na induk ovanou elek tromotoric k ou sílu při k ontrolní z k ouš c e)
kM [Nm.A-1] - momentová konstanta kM = Mo/(Io.√3) = ke je definována pro teplotu servomotoru včetně magnetů +20°C -
k trvalé demagnetiz ac i
200ms)
- klidový proud – efektivní hodnota proudu motoru pro klidový moment Mo
U1 [V]
ef .hodnota) ,při k terém nej vy š š í přípustný proud motoru (
MC [Nm]
- max.moment servomotoru při proudu IC a otáčkách nC
nC [min]
- otáčkyservomotoru při IC a MC
při proudu I max
MA 50 ME FE
5
