Mitsubishi AC Servomotor HC-SFE102 HCSFE102 HC-SFE1O2

Mitsubishi HC-SFE102 | Série HC-SF Motor Servo AC de Inércia Média — 1,0 kW, 4,78 Nm, 2000 RPM, 123 V, 6,0 A, IP65, Classe F, 7,3 kg

Número da peça: HC-SFE102 (também HCSFE102)

Série: MELSERVO Série HC-SF — Motor Servo AC de Inércia Média, Capacidade Média

Potência Nominal de Saída: 1.000 W (1,0 kW)

Torque Nominal: 4,78 Nm

Torque de Pico: 14,3 Nm

Velocidade Nominal: 2.000 RPM

Tensão de Entrada Nominal: 123 VAC

Corrente de Entrada Nominal: 6,0 A

Peso: 7,3 kg

Classe de Isolamento: F (155°C)

Proteção contra Invasão: IP65

Tamanho da Flange: 130 × 130 mm

Amplificador Compatível: Série MR-J2S

Condição: Novo / Recondicionado / Excedente

Visão Geral

O Mitsubishi HC-SFE102 é um motor servo AC de inércia média de 1,0 kW da série HC-SF, classificado em 2.000 RPM com uma entrada trifásica de 123 V e 6,0 A de corrente nominal.

Com 4,78 Nm de torque nominal e 14,3 Nm de pico, ele fornece a densidade de torque e a escala física — flange de 130 × 130 mm, 7,3 kg — que os eixos de avanço de máquinas-ferramenta de gama média, acionamentos de posicionamento de transportadores e equipamentos de automação industrial na classe de 1 kW exigem.

O HC-SFE102 é o membro de 1 kW da família HC-SF, posicionando-se diretamente acima do HC-SFE52 de 0,5 kW na mesma série. Ambos os motores compartilham a mesma pegada de montagem de 130 × 130 mm e a mesma velocidade nominal de 2.000 RPM, o que significa que uma máquina projetada em torno de qualquer um dos motores pode acomodar o outro com intercambialidade mecânica na flange — apenas as conexões elétricas, o dimensionamento do amplificador e os parâmetros do servo diferem.

Para uma aplicação onde a análise de carga confirma que 1,0 kW e 4,78 Nm de torque contínuo são necessários em vez dos 0,5 kW / 2,39 Nm do HC-SFE52, o HC-SFE102 fornece esse aumento dentro do envelope mecânico idêntico.

O isolamento Classe F — classificado para 155°C — fornece a margem térmica que a operação industrial contínua exige.

O motor pode suportar períodos de carga acima da nominal sem que a temperatura do enrolamento atinja um nível que inicie a degradação do isolamento, proporcionando aos projetistas do motor e do sistema uma margem real contra falha térmica sob os tipos de ciclos de trabalho variáveis que as máquinas de produção reais impõem.

Especificações Principais

1,0 kW na Série HC-SF — Dobrando a Capacidade na Mesma Pegada

Passando do HC-SFE52 (0,5 kW) para o HC-SFE102 (1,0 kW) dentro da família HC-SF, a saída nominal é dobrada, mantendo a interface de montagem — a flange de 130 × 130 mm, o círculo de parafusos e o diâmetro do registro — idêntica.

O corpo do motor aumenta em profundidade para acomodar o volume adicional de enrolamento e o rotor maior que produz o dobro do torque nominal, mas a pegada vista pela face de montagem do motor da máquina permanece inalterada.

Este é um benefício prático para fabricantes de máquinas que precisam oferecer uma linha de produtos com múltiplas opções de capacidade.

Um único projeto mecânico com montagem de motor de 130 mm pode aceitar tanto o HC-SFE52 de 0,5 kW quanto o HC-SFE102 de 1,0 kW, cobrindo uma faixa de saída de 2:1 sem modificar o projeto estrutural da máquina. As conexões elétricas, o amplificador e os parâmetros de software mudam; o desenho mecânico não.

Com 4,78 Nm de torque nominal, o HC-SFE102 cobre os eixos de avanço primários em centros de usinagem de médio porte, onde a massa da mesa e as forças de corte exigem mais autoridade de torque do que um motor de 0,5 kW pode sustentar.

Em um centro de usinagem com uma mesa de 100–200 kg e uma esfera de 10 mm com acoplamento 1:1, o torque nominal e de pico do HC-SFE102 fornece força adequada para ciclos de corte agressivos sem operar o motor continuamente perto de seu limite térmico.

4,78 Nm Nominal / 14,3 Nm de Pico — A Faixa de Torque de Trabalho

A relação de pico para nominal de 3:1 na série HC-SF dá ao HC-SFE102 três vezes sua capacidade de torque contínuo disponível para fases de aceleração. Em termos práticos: o motor suporta a carga do eixo e supera a resistência de corte em 4,78 Nm ou menos em estado estacionário; durante a aceleração de repouso para velocidade de avanço rápido, 14,3 Nm está disponível para mudar a velocidade da carga no menor tempo possível.

O tempo durante o qual o torque de pico pode ser sustentado antes que o modelo térmico eletrônico do amplificador dispare é limitado pelo cálculo da corrente RMS.

Com 6,0 A nominal, a corrente de pico para 14,3 Nm é de aproximadamente 18 A — o amplificador monitora a corrente RMS em uma janela deslizante e permite picos breves, evitando que a corrente média exceda a capacidade térmica do motor.

Um perfil de movimento corretamente dimensionado para o HC-SFE102 mantém o torque RMS abaixo de 4,78 Nm, utilizando o torque de pico para as fases de aceleração mais curtas que a aplicação permite.

Para aplicações com mudanças bruscas no torque de carga — um transportador que encontra contrapressão variável do peso do material, ou um eixo de máquina que transita entre corte a seco e engajamento de material — a reserva de torque de pico fornece a margem de corrente para absorver essas transientes sem que o servo caia em erro de seguimento.

Isolamento Classe F — Teto Térmico de 155°C

O isolamento de enrolamento Classe F do HC-SFE102 é classificado para uma resistência térmica de 155°C no ponto quente. Em operação normal com corrente nominal, temperatura ambiente e ventilação adequada, a temperatura do enrolamento permanece bem abaixo desse limite.

A classificação Classe F cria um buffer térmico real — significa que o motor pode suportar sobrecargas intermitentes, temperaturas ambientes elevadas ou condições de fluxo de ar restrito sem que a temperatura do enrolamento se aproxime do nível em que a degradação do isolamento se torna rápida.

A vida útil do isolamento é reduzida pela metade a cada 10°C sustentados acima do limite da classe nominal. Um motor operando 20°C acima da sua classificação de classe de isolamento tem aproximadamente um quarto de sua vida útil nominal de isolamento.

Classe F a 155°C, operando em um ambiente de 40°C com um amplificador corretamente dimensionado, impulsionando-o na carga nominal, terá uma temperatura de enrolamento tipicamente 60–80°C acima do ambiente — deixando uma margem de 35–55°C abaixo do limite da classe em condições normais.

Essa margem é importante em dois cenários específicos: máquinas que operam em ambientes com temperatura ambiente elevada (fundições, produção de verão sem controle de clima, gabinetes fechados com fluxo de ar inadequado) e máquinas que ciclam rapidamente entre ocioso e carga total.

Em ambos os casos, a Classe F fornece a reserva térmica que permite ao HC-SFE102 absorver picos de calor sem que o isolamento sofra temperaturas degradantes.

IP65 e o Ambiente de Máquina-Ferramenta

IP65 — exclusão completa de poeira e proteção contra jatos de água de qualquer direção — é o requisito prático mínimo para um motor servo operando na área de trabalho de uma máquina CNC ou próxima a ela.

Névoa de refrigerante, condensação de peças frias e ar quente, jatos de limpeza e partículas metálicas e abrasivas finas geradas pela usinagem estão todas presentes nesses ambientes em intensidades variadas, e um motor sem proteção adequada exigiria substituição em uma escala de tempo medida em meses em vez de anos.

A classificação IP65 do HC-SFE102 significa que o corpo do motor, o enrolamento e o compartimento do encoder são selados contra essas condições.

A saída do eixo é a única fenda que o teste IP65 não sela completamente — o eixo rotativo deve passar pelo escudo frontal do motor, e a fenda anular neste ponto é o caminho para o névoa lubrificante de fusos de esferas e rolamentos adjacentes migrar para o corpo do motor ao longo do tempo. Para instalações próximas a mecanismos lubrificados, a variante com selo de óleo da série HC-SF adiciona um retentor no eixo para fechar esse caminho.

Onde o motor é montado longe da exposição direta ao refrigerante — dentro de um invólucro secundário, em um eixo de máquina bem acima da zona de corte — a especificação IP65 padrão é adequada.

Onde o corpo do motor está na zona de trabalho primária da máquina, em proximidade com bicos de entrega de refrigerante, ou onde o motor é lavado durante a limpeza, a variante com selo de óleo é a seleção conservadora e correta.

7,3 kg — Escala Física e Considerações de Instalação

Com 7,3 kg, o HC-SFE102 é um motor que requer manuseio mecânico consciente durante a instalação e manutenção.

Este peso — aproximadamente 60% mais pesado que um motor comparável de 1 kW na classe de flange menor de 80 mm — reflete o rotor maior, o empilhamento de estator mais longo e a carcaça mais pesada que o formato de inércia média com flange de 130 mm requer para produzir 4,78 Nm de torque contínuo a 2.000 RPM.

Na prática de instalação, 7,3 kg significa que o motor não deve ser suportado apenas por seus conectores elétricos enquanto os parafusos de montagem são apertados — danos ao conector e desalinhamento no registro do motor são riscos quando o peso do motor é suportado por um chicote de cabos não suportado.

Um bloco de suporte ou uma segunda pessoa segurando o motor enquanto a primeira alinha e torqueia os parafusos de montagem é a prática de instalação correta.

Na máquina, a massa de 7,3 kg também contribui para as características de ressonância mecânica do eixo.

O motor, seu acoplamento e o mecanismo acionado formam um sistema dinâmico combinado, e mudanças na massa do motor — por exemplo, substituindo um motor mais leve pelo HC-SFE102, ou vice-versa — exigem reavaliação das configurações de ganho do servo e, potencialmente, da conformidade mecânica do acoplamento entre o motor e o fuso de esferas.

Compatibilidade com Amplificador da Série MR-J2S

O HC-SFE102 é projetado para uso com amplificadores servo da série MR-J2S da Mitsubishi. Com 1,0 kW e 6,0 A de corrente nominal, o amplificador correspondente é o MR-J2S-100A (interface analógica/pulso) ou MR-J2S-100B (interface de rede serial SSCNET).

Os motores da série HC-SF usam conectores circulares tipo canhão (tipo MS) para os cabos de alimentação e encoder — um formato de conector que fornece engajamento confiável e resistente a vibrações em instalações de máquinas-ferramenta, mas que requer que o anel de travamento esteja totalmente engatado antes que o motor seja operado.

Um conector de canhão parcialmente encaixado se apresenta como alarmes de falha do encoder ou erros intermitentes do eixo em vez de um problema de conexão óbvio.

A plataforma MR-J2S suporta modos de controle de posição, velocidade e torque, auto-ajuste e a interface de comunicação serial RS-232C/RS-422 para configuração de parâmetros via software MR Configurator.

Para instalações que transitam do MR-J2S para gerações de amplificadores mais novas, as ferramentas de renovação da Mitsubishi suportam a migração para amplificadores MR-J4-B usando o controlador de movimento MR-J2S-B existente, permitindo que a eletrônica de acionamento seja atualizada enquanto o motor e a interface mecânica permanecem inalterados.

FAQ

P1: Qual é a diferença entre o HC-SFE102 e o HC-SFS102?

Ambos são motores de inércia média da série HC-SF de 1,0 kW, 2.000 RPM, com a mesma flange de 130 × 130 mm, 4,78 Nm de torque nominal e compatibilidade com amplificador MR-J2S.

O HC-SFS102 pertence à série MELSERVO J2S e possui um encoder absoluto de 17 bits a 131.072 ppr — com uma bateria instalada no amplificador, ele fornece retenção de posição absoluta através da perda de energia, eliminando a necessidade de homing na inicialização. 

O HC-SFE102 é a variante anterior da série HC-SF com a configuração de encoder de sua geração. Ao adquirir um substituto, confirme se a interface do encoder é compatível com o amplificador instalado antes de substituir uma variante pela outra.

P2: A tensão nominal é listada como 123V — este é um motor monofásico ou trifásico?

O HC-SFE102 é um motor servo AC trifásico. A classificação de 123V é a tensão nominal do motor — a tensão de força contra-eletromotriz para a qual os enrolamentos do estator são projetados para operar quando o amplificador aciona o motor na velocidade nominal.

Esta não é a tensão de alimentação para o amplificador; a tensão de alimentação é de 200–230V trifásica para o amplificador MR-J2S, que então gera a saída de frequência e tensão variáveis para acionar o motor.

A tensão do motor de 123V aparece na placa de identificação do motor e é usada para verificação de parâmetros do motor, não para cálculos de fiação de alimentação.

P3: O que o isolamento Classe F significa para a vida útil e as condições de operação?

O isolamento Classe F é classificado termicamente para 155°C de temperatura do enrolamento. Em operação normal — carga nominal, 40°C de ambiente, ventilação adequada — o enrolamento opera significativamente abaixo desse limite, fornecendo uma margem térmica contra transientes de sobrecarga e condições ambientais elevadas.

A vida útil do isolamento se degrada exponencialmente com a temperatura: operação sustentada a 155°C reduz a vida útil pela metade em comparação com operação sustentada a 145°C. A classificação Classe F permite que o HC-SFE102 suporte sobrecargas breves e ambientes elevados sem se aproximar do limite térmico onde a degradação se torna rápida.

P4: O HC-SFE102 requer homing a cada inicialização?

Isso depende da variante do encoder instalada. A geração HC-SFE (série HC-SF anterior) usava um encoder incremental em algumas configurações, o que exigiria um ciclo de homing após cada ciclo de energia. O HC-SFS102 (série J2S) possui um encoder absoluto que retém a posição através da perda de energia.

Se o HC-SFE102 instalado tiver um encoder incremental, uma travessia de homing é necessária na inicialização para estabelecer a referência de posição.

Se a capacidade do encoder absoluto for importante para a aplicação — evitar o homing na reinicialização após parada de emergência ou perda de energia — o HC-SFS102 com posição absoluta alimentada por bateria é a especificação apropriada.

P5: Quais são as verificações chave ao instalar ou avaliar um HC-SFE102 usado?

Gire o eixo manualmente e ouça a suavidade dos rolamentos — o motor de 7,3 kg possui rolamentos maiores do que motores de quadro menor, e a aspereza dos rolamentos é detectável como resistência tátil ou ruído de moagem audível bem antes de se tornar mecanicamente severa.

Inspecione os pinos do conector de canhão nos cabos de alimentação e encoder quanto a corrosão ou contatos tortos. Meça a resistência do enrolamento trifásico entre todos os pares de fases para equilíbrio e verifique a resistência de isolamento à terra com um megômetro; 6,0 A de corrente nominal em um motor de capacidade média gera calor real, e a condição do isolamento do enrolamento vale a pena verificar antes da instalação.

Inspecione a superfície do eixo quanto a desgaste ou arranhões de instalações anteriores de acoplamento. Em um teste conectado a um amplificador MR-J2S compatível, monitore o erro de seguimento, confirme se a corrente sem carga está dentro dos limites esperados e verifique o feedback do encoder em uma rotação completa antes de comprometer o motor para produção.