U L T R A C T I I I

Transcription

U L T R A C T I I I

U L T R A C T
I I I
ULTRACT III
Brushless Servomotors
Servomotori Brushless ULTRACT III
LTRACT III
Indice
Specifiche tecniche
Ultract III - 3
Technical Data Summary
Ultract III Frame Size 3
Specifiche tecniche
Ultract III - 5
Specifiche tecniche
Ultract III - 7
Specifiche tecniche
Ultract III - 7C
Ultract III Frame Size 7C
Specifiche tecniche
Ultract III - 10
General Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
Specifiche tecniche
Ultract III - 10F
Specifiche tecniche standard
Ultract III Frame Size 10F
Descrizione generale di tipo
Specifications of Standard Models
3
5
7
7C
10
10F
. . . . . . . . .6
Opzioni disponibili
Available Options
Brushless Servomotors
Servomotori Brushless ULTRACT III
Index
. . . . . . . . . . . . . . . . .6
Protezione termica del sistema
Specifiche tecniche
Ultract III - 10C
10C
Motor and Machine Protection . . . . . . . . . . . .7
Specifiche tecniche
Ultract III - 13
Codifica motori
Motor Order Coding . . . . . . . . . . . . . . . . .7
13
La rivoluzione dei brushless
The Brushless Motor Revolution . . . . . . . . . . .8
Specifica freni
Safety Brake Specification
Sovraccaricabilita
. . . . . . . . . . . .34
Specifiche tecniche
Ultract III - 13F
Ultract III Frame Size 13F
- Condizioni ambientali
Overload rating - Thermal derating
. . . . . . . .34
Specifica connettori
Connectors Specification
. . . . . . . . . . . . .35
Fasatura encoder
Specifiche tecniche
Ultract III - 13C
Specifiche tecniche
Ultract III - 16
Guida all’ applicazione
Conformita
. . . . . . . . . . . . . .36
motori
Declaration of Conformity . . . . . . . . . . . . .42
13C
Encoder Phasing . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Application Guidelines
13F
Specifiche tecniche
Ultract III - 16H
16
16H
Servomotori Brushless ULTRACT
B
4
Descrizione generale di tipo
General data
La serie razionale di servomotori brushless Ultract III è
stata concepita per fornire una soluzione di
avanguardia, caratterizzata da un progetto omogeneo,
per l'azionamento delle più moderne macchine
operatrici a controllo elettronico con massima banda
passante di controllo.
I servomotori Ultract III sono caratterizzati dai più alti
rapporti dimensione/coppia e dimensione/potenza e
grazie al controllo sinusoidale ed ai nuovi encoder
assoluti, monogiro e multigiro, con interfaccia seriale e
targhetta elettronica, sviluppati specificamente per
motori (120°C), sinusoidali, montati come standard, che
offrono una risoluzione massima di 8 milioni di
punti/giro, sono in grado di raggiungere le più alte
regolarità di rotazione oggi ottenibili superando i limiti
delle trasmissioni meccaniche e consentendo una vasta
gamma di applicazioni in presa diretta.
I servomotori Ultract III sono disponibili dalla più
piccola dimensione 3, in forma quadra 75 mm, da 2
Nm, per applicazioni di microposizionamento,
posizionamento rapido di particolari leggeri,
applicazioni di manipolatori robotizzati ed in generale
sostituzione di motori a passo e dc, fino alla grande
taglia 13, in forma quadra 264 mm, capaci di oltre 700
Nm e 200 kW di potenza resa, per applicazioni in presa
diretta su grandi linee di processo, nella prospettiva di
una progressiva eliminazione degli assi di trasmissione.
Sono disponibili avvolgimenti per alimentazioni 220-240
V e 380-440 V per tutte le taglie fino alla 7; per le taglie
superiori, gli avvolgimenti standard sono tutti per
impiego 380-440 V.
The Ultract III series of brushless servo motors was conceived
and designed as an advanced and homogeneous range of high
performance servo actuators, in line with the evolving demands
of the automation industry, and is particularly suited for direct
drive applications.
The Ultract III servomotors reach the highest torque/size and
power/size ratios in the industry. They are designed for
sinusoidal control and embody, as standard feedback devices,
optical or inductive encoders, custom designed for motor
operation, which offer absolute resolution up to 8 million
points/rev thus affording the best motion uniformity even at the
lowest speed, or multiturn absolute encoders, all with serial
EnDat interface and electronic nameplate. With this features,
the limits of mechanical transmissions are overcome and a vast
range of applications can be transferred to direct drive
technology.
The Ultract motors range from the Size 3 miniature servos,
starting at 2 Nm, which fit in a 75 mm square frame, for
micropositioning, small components handling, DC and stepper
motor replacement, to the Size 13 large motors, which reach
to 700 Nm and 200 kW, intended for direct, distributed drive of
continuous process lines, in view of the progressive elimination
of long transmission shafts. Standard windings are available for
many speeds and for 220/240 and 380/460 Vac for all sizes up
to 7. Sizes 10 and 13 windings are for 380/440 Vac
III
Brushless Servomotors ULTRACT III
5
Specifiche tecniche standard
Specifications of standard models
Tipo
Type
Rotore
Rotor
Isolamento
Insulation
Protezione Termica
Thermal protection
Cuscinetti
Bearings
Equilibratura
Balancing
Concentricità e
perpendicolarità asse/flangia
Concentricity and squareness
of mounting flange
Uscita Albero
Shaft
Opzioni di
raffreddamento
Cooling Options
Posizione di servizio
Working position
Tipo
Mounting
Capacità avvolgimento/terra
Stray capacitance to ground
Protezione
Protection
Sensore di posizione
Position sensor
Servomotori a magneti permanenti a bassa
inerzia ed alta rigidezza torsionale
Brushless PM AC servomotors,
low inertia, high angular stiffness
A magneti permanenti a terre rare sinterizzate,
a montaggio meccanico (senza incollaggi)
Syntered, high temperature rare earth,
mechanically fastened magnets
(without bonding)
Motore:
Classe F secondo DIN 0530
Avvolgimento:
Classe H secondo DIN 0530,
isolante speciale per alta frequenza per un
funzionamento affidabile anche in presenza
di riflessioni sui cavi alimentazione motore
Motor:
Class F according to DIN 0530
Winding: Class H according to DIN 0530,
special high frequency winding suitable
for long wiring with high frequency PWM
waveforms
Incorporata a mezzo PTC +lineare KTY 84
PTC + KTY 84 linear probe
Serie pesante, lubrificati per 30,000 h, bloccato
anteriormente; taglie 10 -13: sede frontale in ghisa
Heavy duty, life lubricated;
Sizes 10 and 13: front bearing locked
in high strenght cast iron seat
Grado R (tolleranza ridotta)
Grade R (reduced tolerance)
Grado R (tolleranza ridotta) secondo IEC 72-DIN
0530
Grade R (reduced tolerance)
according to IEC 72-DIN 0530
Liscio grado j6 per montaggio a mezzo calettatore,
con foro filettato coassiale; taglie 3, 5, 7: albero
universale con mezza chiavetta rettificata
Convezione naturale IC0041; per le taglie 10 e 13, per cui è
frequente l'applicazione in linee di processo continuo,
sono disponibili anche in versione servoventilata (opzione
F) con ventilatore asservito alla sovratemperatura e
ventilazione in doppia camera sopra la carcassa,
conservando la protezione IP 54; le taglie 7, 10 e 13 sono
disponibili nelle nuove versioni C con raffreddamento ad
acqua e protezione IP 67
Cylindrical without keyway, tolerance j6,
for interference mounting with shrink rings;
axial threaded hole; sizes 3,5,7: universal
shaft with ground half-key
Qualunque
Any
Flangiato B5
Natural convection IC0041; sizes 10 and 13,
designed for process lines and sustained
operation at high speed, option F, forced
cooling over frame with fan servo controlled
by the motor, overall protection grade IP 54;
sizes 7, 10 and 13: water cooling (option C)
with IP 67 protection
Flanged B5
Minimizzata per ottimizzare le caratteristiche EMC
Minimized EMC impact
IP 67
IP 67
Sensore di posizione: Encoder Sinusoidale 2048
i+giro funzionante fino a 120°C, che consente una
risoluzione interpolata fino a 8M punti/giro
Sine cosine Encoder 2048 cycles/rev + 1
cycle/rev + index, operating temperature
up to 120°C, allowing absolute
interpolation to 8M points/rev
Opzioni disponibili
Available options
Protezione
Protection
Sensori
Sensors
Freno di sicurezza
Safety brake
Albero con chiavetta
Keyway on shaft
Connettori
Connectors
Piedi
Mounting feet
6
S: Encoder Heidenhain ERN 1385 sincos assoluto
ottico precisione 20’’.
N: Encoder assoluto multigiri Heidenhain EQI 1327
magnetico precisione 1’, targhetta elettronica
interfaccia seriale ENDAT.
R: Resolver 2 poli.
S: Heidenhain ERN1385 sinecosine
absolute optical encoder 20” accuracy
N: Absolute multiturn Heidenhain EQI
1327 magnetic encoder 1’ accuracy
ENDAT serial interface, electronic
nameplate.
R: 2 pole resolver.
B: Coppia frenante * Tn
B: Holding torque * Tn
K (sconsigliato per applicazioni dinamiche e con
inerzia del carico superiore a quella del motore)
K: (not recommended especially
whenever the load inertia
exceeds the motor inertia)
Tipo industrial circolare, solo segnale, segnale +
potenza
Industrial circular type, signal or
signal + power
B3: solo taglie 10, 13
B3: size 10,13 only
ULTRA
Protezione termica del sistema
Motor and machine protection
PTC Protection Device Characteristics
KTY Thermal Sensor, option W
10
1500
4
1400
4000
103
550
RPTC
쒄
350
102
250
1200
KTY 84 resistance value (Ohm)
Valore di resistenza KTY 84 (Ohm)
1330
Thermal time constant ) 3 s.
Costante di tempo termica ) 3 s.
1300
1100
1000
RPTC
쒄
900
800
700
TNAT + 15K
TNAT
TNAT + 5K
TNAT - 5K
TNAT - 20K
25°C
20°C
600
500
101
400
0
20
40
60
80
100
TNAT = 130°C
TYPE: KTY84 - 130
Resistenza in funzione della temperatura della sonda (PTC)
di protezione - Linee verde, blu: limiti di tolleranza garantita
Temperatura (C)
120
140
160
Temperature (C)
Protection device (PTC) resistance vs. temperature
Green and blue bands: limits of PTC tolerance values
Codifica motori
Motor order coding
Codice motore Ultract III
Ultract III order coding
UL
Identificativo
di taglia, esprime
l’altezza d’assi in
cm.
Taglie disponibili:
-3- 5-7
- 10 - 13 - 16.
Identificativo
della coppia
motore ad asse
bloccato,
Nm per 3,5,7;
Nm*10 per
10,13,16
Raffreddamento:
Convezione
naturale: nessun
campo
F: servoventilato
C: raffreddamento a liquido
Size, (approx. shaft
height
in cm).
Available sizes:
3 (motor / 75);
5 (motor / 100);
7 (motor / 145);
10 (motor / 200);
13 (motor / 264);
16 (motor / 340)
Locked rotor
motor torque
identifier,
Nm for sizes
3,5,7; Nm*10
for sizes
10,13,16
Cooling:
Natural convection, no field
F: Servo fan cooled
C: Liquid cooling
Identificativo
della velocità
nominale,
rad/s*10
Nominal speed
identifier,
rad/s*10
Identificativo della
tensione di
esercizio
alla velocità
nominale:
1) 220/240 Vac
2) 380/440 Vac
3) 460 Vac
Nominal voltage
at nominal speed
identifier:
1) 220/240 Vac,
2) 380/440 Vac
3) 460 Vac
ESEMPIO DI CODIFICA PER ORDINAZIONE
Identificativo del sensore:
M: EnDat induttivo assoluto sul
giro (17 bit/giro)
N: EnDat induttivo assoluto
multigiro (4096 giri+17 bit/giro)
S: Sincos 2048 i/giro+traccia
assoluta sul giro (5...16)
R: Resolver 2 poli
Z: nessun sensore
Q: encoder assoluto multigiro, ottico,
EQN1325, 512p/rev, EnDat
U: encoder assoluto multigiro, ottico,
EQN1325, 2048p/rev, EnDat
C: encoder assoluto monogiro,
ottico, EQN1313, 2048p/rev, EnDat
Altri modelli disponibili su richiesta.
Campi per accessori
(cumulabili):
B: freno di sicurezza
I: tenuta albero
M: morsettiera motore
W: KTY84
K: albero con chiavetta
X: esecuzione speciale
Connettori disponibili su
richiesta.
Sensor identifier:
M:EnDat inductive absolute single-turn
(17 bit/rev)
N: EnDat inductive absolute multiturn (4096 rev +17 bit/rev)
S: Sincos 2048 cy/rev + single
turn absolute track (for motor size
5...16)
R: Resolver 2 poles
Z: no sensor
Q: Optical absolute multiturn encoder
EQN 1325, 512p/rev, EnDat
U: Optical absolute multiturn encoder
EQN 1325, 2048p/rev, EnDat
C: Optical absolute single turn
encoder EQN 1313, 2048p/rev, EnDat
More models available on demand.
Accessories fields (can be
cascaded):
B: safety brake
I: lip seal
M: terminals in connection
box
W: KTY84
K: keyway on shaft
X: Custom execution
Connector available on
demand.
CT II
UL 10 04 30 3 N BIWØØ: Motore tipo UL 100430 (40Nm, 3000 rpm), 380
vac, con encoder EQI 1327, freno di sicurezza, tenuta d’albero, KTY.
ORDER CODE EXAMPLE:
UL 10 04 30 3 N BIWØØ: Motore type UL 100430 (40Nm, 3000 rpm), 380 vac, digital
encoder EQI 1327, safety brake, lip seal, KTY.
7
Ultract III
LA RIVOLUZIONE DEI BRUSHLESS,
I MOTORI COPPIA E LA SOPPRESSIONE DEI
RIDUTTORI
Una delle più interessanti possibilità offerte dalla
serie Ultract III è quella di realizzare ogni motore con
avvolgimento speciale dedicato ad applicazioni a
bassa velocità in presa diretta, senza riduttore.
In generale, l’eliminazione di uno stadio di riduzione,
sempre desiderabile, può essere reso difficile dalla
conseguente necessità di una coppia elevata, di un
movimento uniforme a bassa velocità, e di una
elevata rigidezza dell’asse. La realizzazione di motori
“coppia” consente tuttavia di pilotare motori ad alta
coppia, il cui costo per Nm è comunque abbastanza
contenuto, con azionamenti di piccole dimensioni,
pari a quelle che si avrebbero con il riduttore.
I MOTORI COPPIA
I motori “coppia”, o motori a bassa velocità, sono
motori standard realizzati con avvolgimenti particolari
con costanti Ke e Kt elevati.
Per comprendere appieno tale possibilità, si
consideri un motore brushless “ideale” con
rendimento pari a 1 e cos=1 (in pratica buone
approssimazioni).
In queste condizioni, poiché il motore è a magneti
permanenti e quindi a campo costante, la tensione ai
capi del motore è proporzionale alla velocità tramite
la costante Ke:
1
V = Ke • mentre la coppia del motore è proporzionale alla
corrente tramite la costante di coppia Kt:
2
T = Kt • Se però si considera che la potenza elettrica
assorbita dal motore deve essere pari alla potenza
resa all’asse si avrà:
3
• T = V • I • 兹3
Se sostituiamo le l, 2 nella 3 si ottiene
• Kt • I = Ke • • I • 兹3
e semplificando quindi
Kt = Ke • 兹3
La costante di tensione e la costante di coppia
del motore sono quindi intrinsecamente legate.
La scelta del Ke, in fase di progetto del motore, è
sempre tale che alla massima velocità utile
Ke • V massima disponibile
Ne consegue quindi che, se un motore è limitato per
esempio, a 30 rad/.sec ( 300 r.p.m.) invece dei
classici 314 (300 r.p.m.), sarà possibile realizzarlo con
un Ke proporzionalmente superiore e cioè di circa 10
8
Ultract III
volte superiore al Ke del motore standard; tuttavia la
stessa proporzione si applica intrinsecamente alla
costante di coppia, così che il motore “coppia” ad
avvolgimento speciale può avere costanti di coppia
eccezionalmente elevate.
A titolo di esempio, un motore ULII 1070xx, limitato
a 300 rpm, avrà costante di coppia di 17 Nm/A e
può quindi erogare 100 Nm con soli 6 A; l’uso di
motori “coppia” consente quindi di accoppiare grandi
motori a piccoli azionamenti: in conclusione,
l’eliminazione di un eventuale riduttore comporta
l’adozione di un motore capace della coppia
richiesta dall’albero lento (e quindi di maggiori
dimensioni) ma non altera il dimensionamento
dell’elettronica.
Per eliminare i riduttori, occorre quindi per prima
cosa accertare se il motore adeguato alla coppia
richiesta all’albero lento sia di dimensioni e costo
vantaggiosi rispetto all’applicazione senza riduttore.
Questo si verifica generalmente per rapporti di
riduzione moderati, inferiori a I:I0.
Se questa condizione si verifica, occorrerà ancora
verificare i seguenti due parametri:
A - UNIFORMITÀ DI ROTAZIONE E VELOCITÀ MINIMA
Il motore brushless opera correttamente a
bassissime velocità. La minima velocità ottenibile è
definita solamente dalla risoluzione del sensore di
posizione utilizzato; con encoder standard a
4096i/giro, si risolvono 16000 posizioni per giro e la
rotazione è uniforme ben al di sotto di 1 rpm. In
generale, la velocità minima a cui la rotazione è
perfettamente uniforme è quella a cui la frequenza
dell’encoder supera la banda passante del sistema;
tipicamente 30-50 Hz.
B - INERZIA E RIGIDEZZA DEL SISTEMA
Ogni sistema dotato di riduttore riflette al carico
l’inerzia del motore moltiplicata per il quadrato del
rapporto di trasmissione.
Di conseguenza quando si elimina il riduttore si
riduce dra-sticamente l’inerzia del sistema. Questo
può essere assai vantaggioso per tutti i casi in cui la
componente inerziale del carico è dominante.
Lo stesso fenomeno può essere un limite là dove
l’inerzia del sistema veniva utilizzata per assorbire
carichi impulsivi. Senza inerzia, tali variazioni del
carico devono essere compensate dalla velocità della
retroazione dell’azionamento. È quindi indispensabile
che l’azionamento possa funzionare con la più alta
banda passante possibile e quindi deve essere
realizzato un collegamento rigido e senza gioco tra il
motore ed il carico a mezzo calettatori o interferenza.
In generale, la rigidezza del motore è elevata sino alla
frequenza di taglio del sistema, tipicamente 30-50 Hz,
per poi calare fino ad essere determinata solo dalle
inerzie in gioco a frequenze superiori.
THE BRUSHLESS MOTOR REVOLUTION:
CUSTOM AC “TORQUE” SERVOMOTORS
INSTEAD OF GEARBOXES
The Ultract III series motors can be supplied on
request with special windings, suitable for low speed
applications without gearing.
In general, the elimination of a reduction stage
mandates high torque, high stiffness, good motion
uniformity at low speed. The “torque” custom winding
allows to couple large, low speed motors with small
drives, which are of the same or sometimes smaller
size than what would be needed with a reduction
stage.
THE TORQUE WINDING DESIGN
The “Torque” motors are motors with a special
winding with unusually high K e and K t motor
constants.
In order to fully appreciate the potential of these
windings, consider an “ideal” motor with a cos=1
and efficiency=1; the motor is PM type, hence the
motor field is constant, and consequently the motor
voltage is proportionate to motor speed:
1
V = Ke • while the motor torque is proportional to the motor
current:
2
T = Kt • Since the motor efficiency is 1, the electric power
entering the motor must equal the shaft power:
3
• T = V • I • 兹3
Replacing 1,2 in 3:
• Kt • I = Ke • • I • 兹3
and suppressing the common terms
Kt = Ke • 兹3
This expression shows that the voltage and
torque constant of the motor are intrinsically
proportional to each other by the root of 3 factor.
Any standard motor is designed so that, at the
maximum speed
In conclusion, the use of special “torque” motors
allows coupling large, high torque motors with
small drives in low speed applications; the
elimination of the gearbox carries the penalty of a
larger motor (which is often less expensive than a
precision gearbox, and is more dependable too)
but does not require a larger drive.
The successful suppression of a mechanical
transmission depends, for a start, on whether a larger
motor, needed to provide all of the torque required by
the slow shaft, is economically feasible when
compared with the motor and reducer set.
This is typically the case when the gearing ratio is
less than 10:1.
If this condition is verified, two further checks are
necessary:
A - ROTATIONAL UNIFORMITY AT MINIMUM SPEED
All brushless servo motors perform well at very low
speed. The minimum attainable speed is only limited
by the resolution of the feedback sensor; with a
standard 4096 p/rev encoder, a resolution of 16000
points/rev is achieved and the shaft rotation is
uniform well below 1 rpm; a much higher resolution,
up to 4 M points/rev, is achieved with sinusoidal
encoders. In general, the rotation is perfect down to
the speed at which the sensor frequency is still higher
than the system control bandwidth, typically 30-50Hz.
B - LOAD INERTIA AND STIFFNESS
A speed reduction stage transfers on the load side
the motor inertia multiplied by the square of the
transmission ratio.
Consequently, the elimination of the gearbox
generally reduces the system inertia considerably. In
applications where the dynamic response is
important, this allows higher performance and/or
lower power requirements.
Conversely, if the motor inertia was used, in the
original application, as a ballast to resist impact loads
or quick load disturbances on the slow side, this
ballast would be suppressed along with the gearbox.
The stiffness must be achieved electronically by the
drive feedback, until the (lower) load inertia takes over
from the (necessarily higher) system control
bandwidth. For this reason, where control bandwidth
is a requirement, a stiff coupling between motor and
load, without backlash or keyway, is mandatory.
Ke • V maximum drive voltage
Consequently, if the maximum used speed is limited,
say, to 30 rad/sec ( 300 rpm) instead of the standard
314 rad/sec (3000 rpm), it is possible to create a
winding with K e about 10 times higher than the
standard: the same applies to Kt , so that this specially
wound motor can provide high torque with low
current.
As an example a ULII 1070XX motor, limited to 300
rpm, has Kt 17 Nm/A and outputs 100Nm with just
6A.
9
Specifiche tecniche Ultract III - 3
Technical Data Summary Ultract III Frame Size 3
Motor Identifier
Symbol
0303403X
0302503
Units
Reference Data
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed, DT=100°C 2)
T100
2,6
4,1
Nmrms
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed (DT=65°C, in air) 1)
Tn
1,7
2,4
Nmrms
Base speed
wn
500
400
rad/s
Nominal power, S1 100°C 1)
Pn
265
630
W
Nominal power, S1100°C 2)
P100
1067
1500
W
Torque at nom. speed 1)
Tw
0,5
1,6
Nmrms
Torque at nom. speed 2)
Tw100
2,1
3,7
Nmrms
Saturation torque
Cul
9
9
Nm
Physical Data
Maximum speed
wmax
800
800
rad/s
Rotor inertia
Jm
0,08
0,08
mkgm2
Inertia with option J
Jmm
N.A.
N.A.
mkgm2
Inertia with brake option B
Jb
mkgm2
Acceleration at peak torque
apk
Max. shock on motor, any direction
0,01
0,01
104.348
112.500
S
50
50
m/s2
Max. vibration, any direction
Vr
20
20
m/s2
Shaft torsional resonance frequency 3)
fm
N.A.
N.A.
Hz
Mass (mass with brake)
M
3,2 (3,8)
3.2 (3.8)
kg
Insulation
rad/s2
Winding: Class H / Motor: Class F
Cooling
Convection (IC0041)
Protection
IP 67
Thermal Data
Motor loss at nominal power , DT =65°C, 1)
Ln
73
77
Thermal impedance, motor to air
Rtha
1,82
0,40
°C/W
Thermal imp., motor to air+flange
Rthf
0,74
0,70
°C/W
Thermal capacity
Cth
350
350
J/°C
Thermal time constant in air
ta
637
140
s
No load loss at base speed
L0
72
46
W
Treshold of built-in PTC
PTCt
130
130
°C
8
14
W
Electrical Data
Pole number
PN
Connection
Y
Y
Back E.M.F, 20°C 4)
Ke
0,63
0,63
Vs
Torque constant
Kt
1,09
1,08
Nm/Arms
Temperature coefficient of E.M.F.
dKe/dT
-0,09
-0,09
%/°C
Winding resistance, 20°C 4)
Rw
8,56
5,77
Ohm
Winding inductance (1000Hz)
Lw
12,0
25,0
mH
Nominal voltage at nom. Speed, Power 2)
Vn
333
412
Vrms
EMF at 3000 rpm
V3000
198
198
Vrms
Nominal current, c. duty S1, 0 speed, DT=100°C 2)
In0
2,6
4,1
Arms
Nominal current, zero speed, 1)
In0
1,5
2,2
Arms
Nominal current at nom. power 2)
In
2,0
3,9
Arms
Frequency
fn
318
583
Hz
Efficiency at rated power 1)
n
0,78
0,90
Min. demag. current, 130°C
Idm
48
98
Apk
Winding capacitance to ground
Wc
1,3
1,0
nF
Test conditions
1) Motor suspended in horizontal position in free still air
2) Motor flanged to 20 mm aluminium base at in hor. Position Tflange=30°C
3) With int. coupling and inf. load inertia applied in the middle of the shaft extension
4) Typical data, tolerance = +/- 10%.
Remark: All quantities are in S.I. units and are referred to 20°C unless stated otherwise
10
3
Curve delle prestazioni
Safe operating areas
750
5
500
8
600
4
400
6
450
3
300
4 2)
300
2 1)
150
2)
2
200
Coppia Nm /Torque Nm
10
1)
1
0
100
0
1000
2000
3000
4000
0
5000
0
1000
Velocità rpm
S1, 100C DT (1)
S1, 100C DT (2)
Potenza resa / Shaft Power S1 1)
2000
3000
Potenza W /Power W
ULTRACT III 303XX.X
600
Potenza W /Power W
ULTRACT III 302XX.X
6
4000
Velocità rpm
S6, 20% 5’
S1, 100C DT (1)
S1, 100C DT (2)
S6, 20% 5’
UL III-3xxxx.x
1400
1•105
1200
Carico radiale
Vita cuscinetti
1•104
N (F)
1•103
1000
800
600
400
100
100
1•103
200
1000
2000
3000
4000
5000
Carico radiale (N)
Velocità rpm
Vita dei cuscinetti (milioni di giri) in funzione del carico radiale applicato
alle distanze di 10, 20 e 30 mm dalla flangia motore.
Massimo carico radiale ammissibile sull’asse motore in funzione della velocità,
a 10, 20 e 30 mm dalla flangia, riferito ad una vita di 30.000 h. Il carico assiale
non dovrebbe mai eccedere il 30% del carico radiale ammesso.
Bearings calculated lifetime (millions of revs) versus radial load applied
at distance of 10, 20 and 30 mm on shaft from motor flange.
Max. radial load on shaft versus speed applied at 10, 20 and 30 mm distance from the
mounting flange. Remark: axial load should never exceed 30% of rated radial load.
11
Motor Identifier
Symbol 503402 503403 505402 505403 508402 508403 511402 511403 Units
Reference Data
Nominal torque, c. duty S1, low speed, DT=100°C, 1)
T100
4.30
4.26
7.46
Nominal torque, c. duty S1, low speed, DT=65°C, 1)
Tn
3.47
3.43
6.01
6.19
8.20
8.05
10.66
10.94
Nominal speed
wn
419
419
419
419
419
419
419
419
rad/s
Nominal power, S1, 65°C, 1)
Pn
1097
1085
1655
1707
1971
1926
2382
2447
W
Nominal power, S1, 100°C, 2)
P100
1840
1821
3016
3107
3894
3822
4876
5005
W
Torque at nom. speed, S1, 65°C, 1)
Tw
2.62
2.59
3.95
4.08
4.71
4.60
5.69
5.84
Nmrms
Torque at base speed, S1, 100°C, 2)
Tw100
4.40
4.35
7.20
7.42
9.30
9.13
11.65
11.95
Nmrms
Peak torque, S.l.R. 10%, 100°C, 1)
Tpk
11.56
11.44
20.05
20.65
27.33
26.83
35.53
36.47
Nmrms
7.68 10.17
9.98 13.22 13.57
Nmrms
Nmrms
Physical Data
Maximum speed
wmax
700
700
700
700
700
700
700
700
Rotor inertia
Jm
0.10
0.10
0.29
0.29
0.41
0.41
0.50
0.50
apk
115607 114419
68416
70490
66186
64962
70922
72795
S
200
200
200
200
200
200
200
200
m/s2
Max. vibration, radial
Vr
200
200
200
200
200
200
200
200
m/s2
Max. vibration, axial
Va
50
50
40
40
40
40
40
40
m/s2
fm
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
700
700
400
400
Hz
Mass
M
5
5
7
7
9
9
11
11
kg
W
Insulation
rad/s
kgm2 10-3
rad/s2
Winding: Class H; Motor: Class F
Convection (IC0041)
IP 67
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Motor losses at nominal power, DT=65°C
Ln
102
102
110
110
122
122
135
135
Rtha
0.637
0.637
0.591
0.591
0.533
0.535
0.481
0.481
°C/W
Thermal impedance, motor to air+flange
Rthf
0.43
0.43
0.41
0.41
0.38
0.38
0.35
0.35
°C/W
Thermal capacity
Cth
3140
3140
4395
4395
5651
5651
6907
6907
J /°C
ta
2001
2001
2597
2597
3011
3023
3326
3326
s
No load losses at base speed
L0
40
40
59
59
79
79
93
93
W
PTCt
130
130
130
130
130
130
130
130
°C
Electrical Data
Pole number
PN
Connection
8
8
8
8
8
8
8
8
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Back E.M.F., 20°C, 5)
Ke
0.41
0.73
0.43
0.76
0.40
0.75
0.40
Torque constant 20°C, 5)
Kt
0.72
1.26
0.75
1.32
0.69
1.29
0.69
0.79 Vs
Temperature coefficient of E.M.F
dKe/dT
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09 %/°C
Winding resistance, 20°C, 5)
Rw
2.20
6.94
0.85
2.51
0.43
1.57
0.28
1.08 Ohm
Winding inductance (1000Hz), 5)
Lw
6.94
21.51
3.76
11.76
2.13
7.50
1.60
6.40 mH
Nominal voltage
Vn
185
326
187
331
171
320
170
340
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
130
229
135
239
125
234
125
Nominal current, 0 speed, S1, DT=100°C, 1)
In0
6.3
3.5
10.5
6.1
15.5
8.1
20.2
Nominal current at nom. power DT=65°C, 1)
In
4.0
2.25
5.8
3.4
7.5
3.9
9.0
4.6 Arms
Peak current S.I.R. 10%, DT=100°C, 1)
Ipk
16.1
9 .1
26.9
15.7
39.7
20.8
51.6
26.5 Arms
Frequency
fn
267
267
267
267
267
267
267
267 Hz
Efficiency at rated power
n
0.91
0.91
0.94
0.94
0.94
0.94
0.95
0.95
Idm
32
18
54
31
79
42
103
Wc
1.88
1.88
3.75
3.75
5.63
5.63
7.50
7.50 nF
Min. current ripple PWM frequency at 600 Vdc, 6)
FPWM
7526
4320
8346
4579
9946
5405
10202
4970 Hz
1.38 Nm/Arms
Vrms
250 Vrms
10.4
Arms
53 Apk
Test conditions
I ) Motor suspended in horizontal position in free still air, ambient temperature = 20°C
2) Motor flanged to 20 mm aluminium base at 20°C in horizontal position, ambient temperature = 20°C
3) With interference coupling and infinite load inertia applied in the middle of the shaft extension
4) Standard type
5) Typical value, tolerance = 10%
6) With Phase Motion Control standard modulation (3 switch). Current ripple frequency is double of PWM frequency.
12
= Tipi preferenziali
Preferred types
Type A(mm)
503x
218
505x
260
508x
302
511x
348
5
ULTRACT II 503xx.x
ULTRACT II 505xx.x
10
20
8
Coppia Nm
Coppia Nm
15
6
4
10
5
2
0
0
500
0
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
0
500
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Velocità rpm
S1, 65 C DT
Velocità rpm
S1, 100 C DT S3, 20%, 5’
S1, 65 C DT
ULTRACT II 511xx.x
50
50
40
40
Coppia Nm
Coppia Nm
ULTRACT II 508xx.x
30
20
10
0
S1, 100 C DT S3, 20%, 5’
30
20
10
0
500
0
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
0
500
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Velocità rpm
S1, 65 C DT
Velocità rpm
S1, 100 C DT S3, 20%, 5’
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5’
UL II-5xxxx.x
1•104
2000
1500
1000
F (␻)
N (F)
1000
100
500
10
100
1000
1•104
1000
2000
3000
4000
5000
F
Velocità rpm
Vita (milioni di giri) dei cuscinetti in funzione del carico radiale (N)
applicato alla mezzeria della sporgenza d’albero del motore.
Massimo carico radiale (N) ammesso in funzione della velocità (rpm) per
una vita di 30.000 ore.
Bearing calculated lifetime (million of revs) versus radial load (N) applied
in the middie of the shaft.
Maximum radial load on shaft (N) versus speed (rpm)
referred to 30.000 h bearing lifetime.
13
Motor Identifier
Symbol
710403
720303
730303
740303
Units
Reference Data
Nominal torque, c. duty S1, low speed, DT=100°C 1)
T100
9,7
19,2
27,5
34,7
Nmrms
Nominal torque, c. duty S1, low speed (DT=65°C, in air) 2)
Tn
7,8
15,6
22,9
29,6
Nmrms
Base speed
wn
419
314
314
314
rad/s
Nominal power, S1, DT=65°C 1)
Pn
1564
2594
3000
2844
W
P100
3563
5150
6916
8195
W
Torque at base speed 1)
Tw
3,7
8,3
9,5
9,1
Nmrms
Tw100
8,5
16,4
22,0
26,1
Nmrms
Saturation torque
Cul
36
72
109
146
Nmrms
Physical Data
Maximum speed
wmax
600
600
600
600
rad/s
Rotor inertia
Jm
0,73
1,3
1,9
2,4
mkgm 2
Rotor Inertia with option J
Jmm
7,83
8,4
9,0
9,5
mkgm 2
apk
37,4
59,6
62,2
55,8
rad/s 2
S
300
300
300
300
m/s 2
Vr
300
300
300
300
m/s 2
Va
100
100
100
100
m/s 2
fm
1322
912
707
581
Hz
Mass
M
8,5
11,9
15,2
18,5
kg
Insulation
Convection (IC0041)
IP 67
Cooling
Protection
Thermal Data
Motor loss at nominal power, DT=65°C, 1)
Ln
140
174
210
245
W
Rtha
0,6
0,4
0,4
0,3
°C/W
Thermal imp., motor to air+flange
Rthf
0,5
0,4
0,3
0,3
°C/W
Thermal capacity
Cth
2,3
3,5
4,6
5,8
J /°C
ta
1,4
1,5
1,7
1,8
s
L0
116
132
179
225
W
PTCt
130
130
130
130
°C
Electrical Data
Pole number
PN
Connection
8
8
8
8
Y
Y
Y
Y
Back E.M.F., 20°C, 4)
Ke
0,88
0,9
0,9
0,9
Vs
Torque constant
Kt
1,5
1,5
1,5
1,6
Nm/Arms
dKe/dT
-0,1
-0,1
-0,1
-0,1
%/°C
Rw
2,0
0,7
0,4
0,3
Ohm
Lw
13,7
6,9
4,6
3,9
mH
Nominal voltage at nom. speed, power 2)
Vn
393
293
289
306
Vrms
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
276
276
276
294
Vrms
Nominal current, c. duty S1, low speed, DT=100°C, 2)
In0
6,9
13,4
19,5
23,1
Arms
Nominal current at nom. power, 2)
In
6,7
11,6
15,7
17,4
Arms
Peak Current
Ipk
28
56
84
105
Arms
Frequency
fn
267
200
200
200
Hz
n
0,95
0,96
0,96
0,96
Idm
61,3
123
184
230
Wc
8
16
24
32
nF
Min. PWM frequency at 600 V DC bus
FPWM
3,6
3,8
4,2
8,9
kHz
Test conditions
1) Motor suspended in horizontal position in free still air
2) Motor flanged to 20 mm aluminium base at in hor. Position
5) With standard Phase Motion Control modulation algorithm (3 step mode). Ripple frequency is double of PWM frequency
14
Apk
(*) Option: Brake suffix “B” (ex. 7xxB)
or inertia suffix “J” (ex 7xxJ)
Type A(mm)
710
204
710B/J*
254
720(B/J*)
304
730(B/J*)
351
740(B/J*)
402
7
ULTRACT III 710xx.x
ULTRACT III 720xx.x
4
40
30
2
20
Power kW / Power kW
3
40
10
50
8
30
6
20
4
2)
Power kW / Power kW
50
1
10 2)
10
1000
2000
3000
2
0 1)
0
4000
1000
Velocità rpm
S1, air
S1, flanged S3 20%, flanged
Potenza resa / Shaft Power S1, watt 1)
80
8
80
60
6
40
4
100
Power kW / Power kW
ULTRACT III 740xx.x
10
2)
2000
3000
10
8
60
40
6
4
2)
20
2
1000
4000
ULTRACT III 730xx.x
0 1)
0
3000
S1, air
100
20
2000
Velocità rpm
2
0 1)
0
4000
Power kW / Power kW
0 1)
0
1000
Velocità rpm
2000
3000
4000
Velocità rpm
S1, air
S1, air
UL III-7xxxx.x
1•104
5000
4000
1000
3000
N (F)
F (␻)
2000
100
1000
10
100
1000
1•104
500
1000
1500
2000
2500
3000
F
Velocità rpm
referred to 30,000 h bearing lifetime.
15
Specifiche tecniche Ultract III - 7C
Technical Data Summary Ultract III Frame Size 7C
Raffreddamento a liquido (Liquid Cooling)
Motor Identifier
Symbol
720303
C
730303
C
740303
C
Units
Reference Data
T100
35,9
58,1
80
Nmrms
Nominal torque, c. duty S1, low speed DT=65°C 2)
Tn
32,0
51,9
64
Nmrms
Base speed
wn
314
314
314
Pn
9903
16073
22179
W
P100
11156
18097
24964
W
Tw
31,6
51,2
70,6
Nmrms
Tw100
35,6
57,6
79,5
Nmrms
Saturation torque
Cul
72
109
146
Nmrms
rad/s
Physical Data
Maximum speed
wmax
600
600
600
rad/s
Rotor inertia
Jm
1,3
1,9
2,4
mkgm 2
Rotor inertia with option J
Jmm
8,4
9,0
9,5
mkgm 2
apk
59,6
62,2
55,8
rad/s 2
S
300
300
300
m/s 2
Vr
300
300
300
m/s 2
Va
100
100
100
m/s 2
fm
912
707
581
Hz
Mass
M
11,9
15,2
18,5
kg
Insulation
Water cooled
Cooling
IP 67
Protection 4)
Thermal Data
Motor loss at nominal power, DT=65°C 2)
Ln
732
960
960
W
Thermal impedance, motor to coolant
Rtha
0,10
0,07
0,05
°C/W
Thermal capacity
Cth
3490
4635
5754
J /°C
Thermal time constant
ta
367
324
302
s
L0
132
179
225
W
PTCt
130
130
130
°C
Minimum coolant flow
Cfl
1,1
1,6
2,1
l/min
Electrical Data
Pole number
PN
Connection
8
8
8
Y
Y
Y
Back E.M.F., 20°C, 4)
Ke
0,88
0,88
0,94
Torque constant, 20°C
Kt
1,5
1,5
1,6
dKe/dt
-0,09
-0,09
-0,09
%/°C
Rw
0,70
0,40
0,32
Ohm
Lw
6,8
4,6
3,9
mH
Nominal voltage at nom. speed, power 2)
Vn
293
289
306
Vrms
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
276
276
294
Vrms
Nominal current, c. duty, low speed, DT=100°C 2)
In0
25,5
41,3
53,4
Arms
Nominal current at nom. power, 2)
In
25,3
41,0
52,9
Arms
Peak current
Ipk
56
84
105
Arms
Frequency
fn
200
200
200
Hz
n
0,98
0,98
0,99
Idm
123
184
230
Wc
16
24
32
nF
Min. PWM frequency at 600 V DC bus
FPWM
3,5
3,2
2,9
kHz
Test conditions
1) Motor suspended in horizontal position in free still air, ambient temperature = 20oC
2) Motor flanged to 20 mm aluminium base at in hor. Position, ambient temperature = 20oC
4) Standard type
5) Typical data, tolerance = +/- 10%
Remark: All quantities are in S.I. units, 20oC unless stated otherwise
16
Vs
Nm/Arms
Apk
Type A(mm) B(mm)
720 C
304
57
730 C
351
105
740 C
402
155
7c
ULTRACT III 720Cxx.x
20
100
15
60
10
40
2)
Potenza kW /Power kW
80
5
20
0 1)
0
1000
2000
3000
Velocità rpm
S1, air
20
15
150
15
60
10
2)
40
200
80
20
5
1000
2000
2)
5
50
20
0 1)
0
10
100
0 1)
0
3000
100
500
Velocità rpm
1000 1500 2000 2500 3000
Velocità rpm
S1, air
S1, air
UL III-7xxxx.x
1•104
5000
4000
1000
3000
N (F)
F (␻)
2000
100
1000
10
100
1000
1•104
500
1000
1500
2000
2500
3000
F
Velocità rpm
referred to 30,000 h bearing lifetime.
17
Convezione Naturale (Natural Convection Cooling)
Motor Identifier
Symbol 1004103 1004203 1004303 1007103 1007203 1007303 1010103 1010203 1010303 1013103 1013203 1013303 Units
Reference Data
Nominaltorque,c.dutyS1,lowspeed,DT=100°K
T100
Nominal torque, c. duty S1, low speed DT=65°K
Tn
Base speed
wn
105 209 314 105 209 314 105 209 314 105 209 314
Rated power, S1 DT=100°K
Pn
2856
Torque at base speed, DT=100°K
Tw
27
26
24
55
50
43
75
78
88
67 Nmrms
Peak torque
Tul
113
113
113
225
225
225
338
338
338
450
450
450 Nmrms
Maximum speed
wmax
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400 rad/s
Rotor inertia
Jm
6
6
6
9
9
9
apk
S
200
200
200
200
200
200
Vr
200
200
200
200
200
200
Va
50
50
50
40
40
40
fm
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
Mass
M
32
32
32
43
43
30
30
30
60
60
60
87
85
24
25
25
48
48
48
70
69
5508
7642
5754 10512 13358
85 110 110 109
68
89
89
Nmrms
88 Nmrms
rad/s
7864 16418 22790 10532 18328 21116 W
73 10145
Physical Data
12
12
15
15
N.A.
1200
1200
1200
450
450
450 Hz
43
55
55
55
67
67
67 kg
18750 18750 18750 25000 25000 25000
Insulation
15 mkgm2
28125 28125 28125 30000 30000 30000 rad/s2
200
200
200
200
200
200 m/s2
200
200
200 m/s2
200
200
200
30
30
20 m/s2
30
30
30
12
Convection (IC0041)
IP 67
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Motor loss at nominal power , DT=100°K
Ln
340
348
359
475
486
504
566
558
568
654
673
Rtha
0.304
0.304
0.304
0.216
0.216
0.216
0.183
0.183
0.183
0.156
0.156
697 W
Thermal capacity
Cth
13440 13440 13440 18060 18060 18060 23100 23100 23100 28140 28140 28140 J /°C
ta
4086
4086
4086
3901
3901
3901
4230
4230
4230
4395
4395
L0
56
93
150
74
148
261
145
90
162
107
256
443 W
PTCt
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130 °C
0.156 °C/W
4395 s
Electrical Data
Pole number
PN
Connection
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
1.10 Vs
Ke
2.74
1.37
1.01
2.74
1.46
0.91
3.02
1.37
1.10
2.92
1.46
Torque constant
Kt
4.75
2.37
1.74
4.75
2.53
1.58
5.22
2.37
1.90
5.07
2.53
dKe/dT
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09 %/°C
Rw
3.522
0.853
0.438
1.239
0.356
0.138
0.835
0.181
0.117
0.578
0.144
0.083 Ohm
Lw
33.30
8.33
4.48
16.65
4.74
1.85
13.43
2.78
1.78
9.47
2.37
1.33 mH
Nominal voltage
Vn
315 304
330
310
321
296
335
301
357
325
317
352
EMF at 3000 rpm
V3000
316
861
459
287
948
431
345
919
459
Nominal current, low speed, DT=100°C
In0
6.7 13.6 19.0 13.3 24.9 30.0
40.0 17.7 37.9 47.24 23.0 45.9 60.7
Nominal current at nom. power, DT 100°C
In
6.20 11.92
15.08
12.41
Peak current
Ipk
28.43 56.85
77.52
56.85 106.60 170.55
Frequency
fn
67
133
200
67
133
200
67
133
200
67
133
200 Hz
n
0.90
0.94
0.96
0.93
0.96
0.96
0.93
0.97
0.98
0.94
0.97
0.97
Idm
40
80
109
80
150
240
109
240
300
150
300
400 Apk
Wc
16
16
16
32
32
32
48
48
48
64
64
64 nF
861
431
21.27
28.99
Test conditions
1) Motor suspended in horizontal position in free still air, ambient temperature = 20°C
2) Motor flanged to 20 mm aluminium base at 20°C in hor. position, ambient temperature = 20°C
3) With int. coupling and inf.load inertia applied in the middle of the shaft extension
4) Standard type
Remark: All quantities are in S.I. units, 20°C unless stated otherwise
18
15.50
35.14 40.72
21.23
37.09
1.90 Nm/Arms
Vrms
345 Vrms
Arms
38.25 Arms
77.52 170.55 213.19 106.60 213.19 284.25 Arms
Type A(mm) B(mm)
1004
255
157
1007
327
232
1010
399
306
1013
471
381
10
8
6
60
4
40
2)
2
20
1)
0
500
1000
1500
2000
20
150
15
100
10
50
0
2500 3000
2)
5
1)
0
500
Velocità rpm / Speed rpm
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
1500
2000
2500 3000
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
ULTRACT III 1010xx.x
20
200
20
150
15
150
15
10
100
2)
50
0
200
1000
5
1)
0
500
1000
1500
2000
100
50
0
2500 3000
10
2)
0
200
80
10
100
5
1)
0
500
1000
1500
2000
2500 3000
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
UL III-10xxxx.x
1•104
1•104
8000
1000
6000
N (F)
F (v)
4000
100
2000
10
1000
1•104
1•105
500
1000
1500
2000
2500
3000
F
RPM
19
Specifiche tecniche Ultract III - 10F
Technical Data Summary Ultract III Frame Size 10F
Ventilazione forzata (Servo Fan Cooled)
Motor Identifier
Symbol 1004103 1004203 1004303 1007103 1007203 1007303 1010103 1010203 1010303 1013103 1013203 1013303 Units
Reference Data
T100
Tn
Base speed
wn
105 209 314 105 209 314 105 209 314 105 209 314
Pn
4316
8956 13372
9617 18712 27144 14602 29097 42684 19390 37667 53829 W
Tw
41.24
42.78
42.59
91.88
89.39
Saturation torque
Cul
113
113
113
225
225
225
338
338
338
450
450
450 Nmrms
Maximum speed
wmax
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400 rad/s
Rotor inertia
Jm
6
6
6
9
9
9
apk
S
200
200
200
200
200
200
Vr
200
200
200
200
200
200
Va
50
50
50
40
40
40
fm
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
Mass
M
39
39
39
52
52
42
44
45
92
92
34
35
36
74
74
92 142 139 138 185 185 183
74
114
112
111
149
149
Nmrms
148 Nmrms
rad/s
86.45 139.51 139.00 135.94 185.25 179.94 171.43 Nmrms
Physical Data
15 mkgm2
28125 28125 28125 30000 30000 30000 rad/s2
200
200
200 m/s2
200
200
200
200
200
200 m/s2
200
200
200
30
30
20 m/s2
30
30
30
12
12
12
15
15
N.A.
1200
1200
1200
450
450
450 Hz
52
66
66
66
80
80
80 kg
18750 18750 18750 25000 25000 25000
Insulation
Servo fan cooled
Cooling
IP 54
Protection 4)
Thermal Data
Ln
708
724
748
1125
1153
1195
1500
1480
1506
1851
1905
1974 W
Rtha
0.146
0.146
0.146
0.091
0.091
0.091
0.069
0.069
0.069
0.055
0.055
0.055 °C/W
Thermal capacity
Cth
13440 13440 13440 18060 18060 18060 23100 23100 23100 28140 28140 28140 J /°C
ta
1962
1962
1962
1645
1645
1645
1596
1596
1596
1553
1553
L0
56
93
150
74
148
261
145
90
162
107
256
443 W
PTCt
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130 °C
1553 s
Electrical Data
Pole number
PN
Connection
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
1.10 Vs
Ke
2.74
1.37
1.01
2.74
1.46
0.91
3.02
1.37
1.10
2.92
1.46
Torque constant
Kt
4.75
2.37
1.74
4.75
2.53
1.58
5.22
2.37
1.90
5.07
2.53
dKe/dT
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09 %/°C
Rw
3.778
0.853
0.438
1.239
0.356
0.138
0.835
0.181
0.117
0.578
0.144
0.083 Ohm
Lw
33.30
8.33
4.48
16.65
4.74
1.85
13.43
2.78
1.78
9.47
2.37
1.33 mH
Nominal voltage
Vn
335 321
348
332
341
315
362
321
380
350
340
377
EMF at 3000 rpm
V3000
316
861
459
287
948
431
345
919
459
In0
9.3 19.6 27.3 20.5 38.3 61.6 28.72 61.8 76.8 38.6 77.3 102.0
In
9.07 18.77
25.49
20.10
Peak current
Ipk
28.43 56.85
77.52
56.85 106.60 170.55
Frequency
fn
67
133
200
67
133
200
67
133
200
67
133
200 Hz
n
0.86
0.93
0.95
0.90
0.94
0.96
0.91
0.95
0.97
0.91
0.95
0.96
Idm
40
80
109
80
150
240
109
240
300
150
300
400 Apk
Wc
16
16
16
32
32
32
48
48
48
64
64
64 nF
861
431
36.67
56.84
Test conditions
4) Standard type
20
27.80
60.53
74.05
37.91
73.73
1.90 Nm/Arms
Vrms
345 Vrms
Arms
93.80 Arms
77.52 170.55 213.19 106.60 213.19 284.25 Arms
Type A(mm) B(mm)
1004F
345
267
1007F
417
312
1010F
481
396
1013F
561
471
10 F
ULTRACT III 1007Fxx.x
80
8
250
60
6
40
4
2)
25
20
200
15
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100
10
2)
2
20
5
50
1)
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
1)
0
500
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S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
1500
2000
2500 3000
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
50
500
50
400
40
400
40
300
30
20
200
2)
10
100
0
500
1000
500
1000
1500
2000
200
20
2)
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100
1)
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300
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30
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1)
0
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1000
1500
2000
2500 3000
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
UL III-10xxxx.x
1•104
1•104
8000
1000
6000
N (F)
F (v)
4000
100
2000
10
1000
1•104
1•105
500
1000
1500
2000
2500
3000
F
RPM
21
Motor Identifier
Symbol 1004103 1004203 1004303 1007103 1007203 1007303 1010103 1010203 1010303 1013103 1013203 1013303 Units
Reference Data
T100
Tn
Base speed
wn
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Pn
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Tw
55,19
57,93
Saturation torque
Cul
113
113
113
225
225
225
338
338
338
450
450
450 Nmrms
Maximum speed
wmax
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400 rad/s
Rotor inertia
Jm
6
6
6
9
9
9
apk
S
200
200
200
200
200
200
Vr
200
200
200
200
200
200
Va
50
50
50
40
40
40
fm
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
Mass
M
32
32
32
43
43
55
58
44
46
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47
102
105
105
158
161
159
216
212
Nmrms
215 Nmrms
rad/s
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Physical Data
15 mkgm2
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200
200
200
200
200
200 m/s2
200
200
200 m/s2
200
200
200
30
30
20 m/s2
30
30
30
12
12
12
15
15
N.A.
1200
1200
1200
450
450
450 Hz
43
55
55
55
67
67
67 kg
18750 18750 18750 25000 25000 25000
Insulation
Liquid cooling
Cooling
IP 67
Protection 4)
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Ln
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1243
1284
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2283
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3089
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4014
4158 W
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Rtha
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0,085
0,085
0,046
0,046
0,046
0,033
0,033
0,033
0,026
0,026
0,026 °C/W
Thermal capacity
Cth
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Required coolant flow, DT = 10°K
Cfw
L0
PTCt
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2
2
2
3
3
3
4
4
5
6
6
56
93
150
74
148
261
145
90
162
107
256
443 W
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130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130 °C
Electrical Data
Pole number
PN
Connection
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
0,91 Vs
Ke
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1,37
1,01
2,56
1,28
0,91
2,74
1,37
0,96
2,92
1,46
Torque constant
Kt
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2,37
1,74
4,43
2,22
1,58
4,75
2,37
1,66
5,07
2,53
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-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09 %/°C
Rw
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0,27
0,14
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0,58
0,15
0,06 Ohm
Lw
33,30
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4,48
14,50
3,63
1,85
11,10
2,78
1,36
9,47
2,37
0,93 mH
Nominal voltage
Vn
358 342
371
337
325
343
360
350
362
385
371
345
EMF at 3000 rpm
V3000
316
804
402
287
861
431
301
919
459
In0
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In
12,10 25,34
35,12
30,02
Peak current
Ipk
28,43 56,85
77,52
60,91 121,82 170,55
Frequency
fn
67
133
200
67
133
200
67
133
200
67
133
200 Hz
n
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0,94
0,86
0,92
0,95
0,87
0,93
0,95
0,88
0,93
0,95
Idm
40
80
109
86
171
240
120
240
343
150
300
Wc
16
16
16
32
32
32
48
48
48
64
64
480 Apk
64 nF
861
431
61,38
85,34
Test conditions
4) Standard type
22
1,58 Nm/Arms
Vrms
287 Vrms
Arms
55,90 109,14 175,78 Arms
85,28 170,55 243,65 106,60 213,19 341,10 Arms
43,29
88,92 124,53
Type A(mm) B(mm) C(mm)
1007
327
232
105
1010
399
306
179
1013
471
381
251
10 C
20
100
0
5
2)
1)
0
500
1000
1500
2000
30
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25
200
20
150
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10
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5
0
2500 3000
15
2)
1)
0
500
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S6, 40%, 5 MIN.
40
800
30
300
20
2)
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1000
10
100
1000
1500
2000
100
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600
40
400
2)
20
200
1)
500
2500 3000
50
0
2000
S1, 100 C DT S6, 40%, 5 MIN.
0
1500
S1, 65 C DT
500
200
1000
0
2500 3000
50
10
15
150
300
200
1)
0
500
1000
1500
2000
2500 3000
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S6, 40%, 5 MIN.
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S6, 40%, 5 MIN.
UL III-10xxxx.x
1•104
1•104
8000
1000
6000
N (F)
F (v)
4000
100
2000
10
1000
1•104
1•105
500
1000
1500
2000
2500
3000
F
RPM
23
Convezione Naturale (Convection Cooling)
Motor Identifier
Symbol 1310103 1310203 1310303 1320103 1320203 1320303 1330103 1330203 1330303 1340103 1340203 1340303 Units
Reference Data
T100
Nominal torque, c. duty S1, low speed, DT=65°K
Tn
Base speed
wn
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Pn
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Tw
93
83
71
178
158
117
258
218
141
330
273
153 Nmrms
Saturation torque
Cul
325
325
325
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650
650
975
975
975
1300
1300
1300 Nmrms
Maximum speed
wmax
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400 rrad/s
Rotor inertia
Jm
22
22
22
36
36
36
49
49
49
63
63
apk
S
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Vr
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Va
50
50
50
40
40
40
30
30
30
30
30
fm
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
800
800
800
400
400
400 Hz
Mass
M
49
49
49
78
78
78
106
106
106
135
135
135 kg
97
95
78
76
95 188 190 189 275 275 273 354 354 357
77
152
153
153
221
221
220
286
286
Nmrms
288 Nmrms
rad/s
Physical Data
63 mkgm2
14.943 14.943 14.943 18.310 18.310 18.310 19.797 19.797 19.797 20.635 20.635 20.635 rad/s2
Insulation
20 m/s2
Winding: Class H/Motor: Class F
Convection (IC0041)
IP67
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Ln
618
637
666
909
942
991
1154
1199
1267
1389
1447
1536 W
Rtha
0,164
0,164
0,164
0,112
0,112
0,112
0,088
0,088
0,088
0,073
0,073
0,073 °C/W
Thermal capacity
Cth
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ta
3361
3361
3361
3644
3644
3644
3940
3940
3940
4168
4168
4168 s
L0
48
155
318
97
311
635
145
466
953
193
621
1271 W
PTCt
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130 °C
56784 56784 56784 J /°C
Electrical Data
Pole number
PN
Connection
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
1,03 Vs
Back E.M.F., 20°C, 5)
Ke
3,08
1,54
1,03
3,08
1,37
1,03
3,08
1,54
1,03
3,42
1,37
Torque constant
Kt
5,33
2,67
1,78
5,33
2,37
1,78
5,33
2,67
1,78
5,93
2,37
dKe/dT
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09 %/°C
Rw
0,791
0,206
0,090
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0,020 0,162
0,026
0,014 Ohm
Lw
21,56
5,39
2,40
10,78
2,13
1,20
7,19
1,80
0,80
6,66
1,06
0,60 mH
Nominal voltage
Vn
365
353
344
360
310
337
356
345
332 393
304
329
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
967
484
322
967
430
322
967
484
322
1075
430
322 Vrms
Nominal current, low speed, DT=100C
In0
19
38
57
37
85
113
54
109
163
63
158
213
Peak current
In
18
33
43
36
71
71
51
88
86
59
123
94 Arms
Frequency
Ipk
73
146
219
146
329
439
219
439
658
263
658
878 Arms
fn
67
133
200
67
133
200
67
133
200
67
133
200 Hz
Min. demag. current, 125oC
n
0,94
0,97
0,97
0,95
0,97
0,97
0,96
0,98
0,97
0,96
0,98
0,97
Idm
135
270
405
270
608
810
405
810
1215
486
1215
1620 Apk
Wc
24
24
24
48
48
48
72
72
72
96
96
Test conditions
2) Motor flanged to 20 mm aluminium base at 20oC in hor. position, ambient temperature = 20oC
4) Standard type
24
1,78 Nm/Arms
Vrms
Arms
96 nF
Type A(mm) B(mm)
1310
332
200
1320
439
307
1330
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414
1340
653
521
13
20
200
10
2)
50
100
5
25
400
40
300
30
200
20
2)
10
100
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00
50
1)
0
500
1000
1500
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0
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1)
0
500
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
30
400
20
2)
600
1)
1500
2000
800
80
600
60
400
40
2)
200
10
1000
100
1000
40
500
2500 3000
50
0
2000
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
800
0
1500
S1, 65 C DT
1000
200
1000
0
2500 3000
75
150
15
100
250
125
500
300
150
20
1)
0
500
1000
1500
2000
2500 3000
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
UL III-13xxxx.x
1•104
1•104
8000
1000
6000
N (F)
F (␻)
4000
100
2000
10
1000
1•104
1•105
500
1000
1500
2000
2500
3000
F
Velocità rpm
25
Specifiche tecniche Ultract III - 13F
Technical Data Summary Ultract III Frame Size 13F
Ventilazione Forzata (Forced Cooling)
Motor Identifier
Symbol 1310103 1310203 1310303 1320103 1320203 1320303 1330103 1330203 1330303 1340103 1340203 1340303 Units
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
Reference Data
Nominal torque, c. duty S1, low speed, DT=100°K
T100 135 132 133 282 286 280 417 417 415 550 550 555
Nominal torque, c. duty S1, low speed DT=65K
Tn
Base speed
wn
105 209 314 105 209 314 105 209 314 105 209 314
Pn
13884 26329 37671 28909 56280 76964 42698 81440 112252 56275 107061 148677 W
Tw
133
126
120
276
269
245
408
389
357
538
511
473 Nmrms
Saturation torque
Cul
325
325
325
650
650
650
975
975
975
1300
1300
1300 Nmrms
Maximum speed
wmax
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
Rotor inertia
Jm
22
22
22
36
36
36
49
49
49
63
63
apk
S
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Vr
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Va
50
50
50
40
40
40
30
30
30
30
30
fm
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
800
800
800
400
400
400 Hz
Mass
M
64
64
64
97
97
97
128
128
128
160
160
160 kg
109
107
107
227
231
226
336
336
335
444
444
Nmrms
447 Nmrms
rad/s
Physical Data
400 rad/s
63 mkgm2
14.943 14.943 14.943 18.310 18.310 18.310 19.797 19.797 19.797 20.635 20.635 20.635 rad/s2
Insulation
20 m/s2
Servo fan cooled
IP 54
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Motor loss at nominal power , DT=100K
Ln
2487
2590
2747
2577
2680
2837
2667
2770
2927
3353
3494
3707 W
Rtha
0,084
0,084
0,084
0,052
0,052
0,052
0,038
0,038
0,038
0,030
0,030
0,030 °C/W
Thermal capacity
Cth
20496 20496 20496 32592 32592 32592 44688 44688 44688 56784 56784 56784 J /°C
ta
1722
1722
1722
1688
1688
1688
1706
1706
1706
1726
1726
1726 s
L0
48
155
318
97
311
635
145
466
953
193
621
1271 W
PTCt
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130 °C
Electrical Data
Pole number
PN
Connection
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
1,03 Vs
Back E.M.F., 20°C, 5)
Ke
3,08
1,54
1,03
3,08
1,37
1,03
3,08
1,54
1,03
3,42
1,37
Torque constant
Kt
5,33
2,67
1,78
5,33
2,37
1,78
5,33
2,67
1,78
5,93
2,37
dKe/dT
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09 %/°C
Rw
0,791
0,206 0,090
0,294
0,056
0,033
0,182
0,046
0,020
0,162
0,026
0,014 Ohm
Lw
21,56
10,78
2,13
1,20
7,19
1,80
0,80
6,66
1,06
0,60 mH
Nominal voltage
Vn
398 385 378 399 347 379 396 386 376 438 341 375
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
967
484
322
967
430
322
967
484
322
1075
430
322 Vrms
In0
27
53
79
56
128
167
83
166
247
98
246
330 Arms
Nominal current at nom. power, DT 100C
In
26
50
72
55
121
147
81
155
215
96
230
284 Arms
Peak current, S.I.R. 10%, DT=100°C, 1)
Ipk
73
146
219
146
329
439
219
439
658
263
658
878 Arms
Frequency
fn
67
133
200
67
133
200
67
133
200
67
133
200 Hz
n
0,85
0,91
0,93
0,92
0,96
0,97
0,94
0,97
0,98
0,95
0,97
0,98
Idm
135
270
405
270
608
810
405
810
1215
486
1215
1620 Apk
Wc
24
24
24
48
48
48
72
72
72
96
96
5,39
2,40
Test conditions
2) Motor flanged to 20 mm aluminium base at 20 oC in hor. position, ambient temperature = 20oC
4) Standard type
26
1,78 Nm/Arms
Vrms
96 nF
Type A(mm) B(mm)
1310 F
470
262
1320 F
577
370
1330 F
684
476
1340 F
791
583
13F
70
250
25
600
60
500
50
200
20
400
40
150
15
2)
100
10
50
5
30
300
2)
20
200
10
100
1)
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
1)
0
500
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
Potenza resa / Shaft Power S1, 1)
2000
2500 3000
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
1400
700
70
80
600
60
1200
500
50
60
600
40
2)
100
800
1500
S1, 65 C DT
1000
400
1000
1000
20
200
40
400
800
30
300
600
2)
20
200
400
10
200
100
0
1)
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
0
700
30
300
1)
0
500
1000
1500
2000
2500 3000
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
CUSCINETTI: come taglia 13 (BEARINGS: see size 13)
ALIMENTAZIONE VENTILATORE (FAN SUPPLY)
Tensione alimentazione
220 ⴞ 15%
VAC, 1 0.66
Arms
50 - 60
Hz
80
°C
Fan voltage
Corrente alimentazione
Fan current
Frequenza
Frequency
Temperature di accensione
Temperature treshold
27
Motor Identifier
Symbol 1310103 1310203 1310303 1320103 1320203 1320303 1330103 1330203 1330303 1340103 1340203 1340303 Units
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
Reference Data
Nominal torque, c. duty S1, low speed, DT=100K
T100 182 179 180 399 406 397 605 605 602 800 800 806
Nominal torque, c. duty S1, low speed DT=65K
Tn
Base speed
wn
105 209 314 105 209 314 105 209 314 105 209 314
Rated power, S1 DT=100K
Pn
18956 36771 54644 41534 83428 120418 62879 124379 182709 83164 164503 244684 W
Torque at base speed, DT=100K
Tw
181
176
174
397
399
383
601
594
582
795
786
779 Nmrms
Saturation torque
Cul
325
325
325
650
650
650
975
975
975
1300
1300
1300 Nmrms
Maximum speed
wmax
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
Rotor inertia
Jm
22
22
22
36
36
36
49
49
49
63
63
apk
S
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Vr
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Va
50
50
50
40
40
40
30
30
30
30
30
fm
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
800
800
800
400
400
400 Hz
Mass
M
49
49
49
78
78
78
106
106
106
135
135
135 kg
147
144
145
322
327
320
488
488
485
645
645
Nmrms
650 Nmrms
rad/s
Physical Data
400 rad/s
63 mkgm2
14.943 14.943 14.943 18.310 18.310 18.310 19.797 19.797 19.797 20.635 20.635 20.635 rad/s2
Insulation
20 m/s2
Liquid cooling
IP 67
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Motor loss at nominal power , DT=100K
Ln
5422
5639
5969
5512
5729
6059
5602
5819
6149
7079
7376
7827 W
Thermal impedance, copper to coolant
Rtha
0,046
0,046
0,046
0,026
0,026
0,026
0,018
0,018
0,018
0,014
0,014
0,014 °C/W
Thermal capacity
Cth
20496 20496 20496 32592 32592 32592 44688 44688 44688 56784 56784 56784 J /°C
Required coolant flow, DT = 10K
Cfw
L0
PTCt
11 Lt/min
8
8
9
8
8
9
8
8
9
10
11
48
155
318
97
311
635
145
466
953
193
621
1271 W
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130 °C
Electrical Data
Pole number
PN
Connection
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
1,03 Vs
Back E.M.F., 20°C, 5)
Ke
3,08
1,54
1,03
3,08
1,37
1,03
3,08
1,54
1,03
3,42
1,37
Torque constant
Kt
5,33
2,67
1,78
5,33
2,37
1,78
5,33
2,67
1,78
5,93
2,37
dKe/dT
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09
-0,09 %/°C
Rw
0,791
0,206 0,090
0,294
0,056
0,033
0,182
0,046
0,020
0,162
0,026
0,014 Ohm
Lw
21,56
10,78
2,13
1,20
7,19
1,80
0,80
6,66
1,06
0,60 mH
Nominal voltage
Vn
447 432 428 461 404 444 462 453 446 511 401 447
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
967
484
322
967
430
322
967
484
322
1075
430
322 Vrms
In0
36
71
107
79
181
236
120
240
358
143
357
480 Arms
Nominal current at nom. power, DT 100C
In
36 70,00 104,19 78,92 178,59 229,48 119,48 236,67 348,17 142,22 352,15 466,26 Arms
Peak current
Ipk
73
146
219
146
329
439
219
439
658
263
658
Frequency
fn
67
133
200
67
133
200
67
133
200
67
133
200 Hz
n
0,78
0,87
0,90
0,89
0,94
0,95
0,92
0,96
0,97
0,92
0,96
0,97
Idm
135
270
405
270
608
810
405
810
1215
486
1215
1620 Apk
Wc
24
24
24
48
48,00
48
72
72
72
96
96
5,39
2,40
Test conditions
4) Standard type
28
1,78 Nm/Arms
Vrms
878 Arms
96 nF
Type A(mm) B(mm) C(mm)
1320C
439
307
160
1330C
546
414
267
1340C
653
521
374
13C
100
400
40
800
80
300
30
600
60
200
20
2)
10
100
0
1000
500
1000
1500
2000
40
2)
20
200
1)
0
400
0
2500 3000
50
500
1)
0
500
1000
1500
2000
2500 3000
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S6, 40%, 5 MIN.
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S6, 40%, 5 MIN.
1400
200
2000
200
150
1500
150
600
100
2)
50
400
100
1000
2)
50
800
1000
1200
500
200
0
1)
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
1)
0
500
1000
1500
2000
2500 3000
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S6, 40%, 5 MIN.
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S6, 40%, 5 MIN.
UL III-13xxxx.x
1•104
1•104
8000
1000
6000
N (F)
F (␻ )
4000
100
2000
10
1000
1•104
1•105
500
1000
1500
2000
2500
3000
F
Velocità rpm
29
Motor Identifier
Symbol
1640103
1660103
T100
352
626
Nmrms
Tn
272
526
Nmrms
Base speed
wn
105
105
rad/s
Pn
6788
N.A.
W
P100
28112
37985
W
Tw
64,8
N.A.
Nmrms
Tw100
268
363
Nmrms
Saturation torque
Cul
1600
3200
Nm
Maximum speed
wmax
314
314
rad/s
Rotor inertia
Jm
274
519
mkgm2
apk
5,9
6,2
rad/s2
S
300
300
m/s2
Vr
300
300
m/s2
Va
100
100
m/s2
fm
60
37
Hz
Mass
M
205
285
kg
Units
Reference Data
Physical Data
Insulation
Convection (IC0041)
IP 54
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Motor loss at nominal power , DT=65°C 2)
Ln
652
980
W
Rtha
0,12
0,08
°C/W
Thermal impedance, motor to air + flange
Rthf
0,09
0,07
°C/W
Thermal capacity
Cth
3,5
5,1
J/°C
ta
4200
4100
s
L0
582
1123
W
PTCt
130
130
°C
24
24
Electrical Data
Pole number
PN
Connection
Y
Y
Back E.M.F., 20°C
Ke
2,5
3,4
Vs
Torque constant
Kt
4,4
5,8
Nm/Arms
dKe/dT
-0,09
-0,09
%/°C
Winding resistance, 20°C
Rw
0,07
0,05
Ohm
Lw
1,5
1,4
mH
Nominal voltage at nominal speed, power 2)
Vn
285
363
Vrms
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
791
1000
Vrms
Nominal current, low speed, DT=100°C 2)
In0
87,1
116
Arms
Nominal current at nom. power, DT=100°C 2)
In
66,5
67,4
Arms
Peak current
Ipk
434
650
Arms
Frequency
fn
200
200
Hz
n
0,97
0,97
Idm
849
1273
Apk
Wc
77,6
155
nF
Minimum PWM frequency at 600 V DC bus
FPWM
5,9
6,5
kHz
Test conditions
4) Standard type
30
Type
A
(mm)
U316S030
323
U316S060
443
16
40
30
600
20
400
2)
30
1000
20
500
2)
10
200
0
40
1500
10
1)
0
200
400
600
800
800
50
2000
50
1000
0
1000
1)
0
200
400
600
800
1000
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
UL III-16xxxx.x
1·104
2·104
1,5·104
1000
F (␻)
N (F)
1·104
100
5000
10
0
1000
1·104
1·105
0
200
400
600
800
1000
F
Velocità rpm
Massimo carico radiale (N) ammesso a metà dell’estensione albero, in funzione della velocità, riferito ad
una vita di 30000 h. Il carico assiale non dovrebbe mai eccedere il 30% del carico radiale ammesso.
Max. radial load applicable in the middle of the shaft extension versus speed referred to 30000 h lifetime.
Axial load should never exceed 30% of rated radial load.
31
Specifiche tecniche Ultract III - 16H
Technical Data Summary Ultract III Frame Size 16H
Motor Identifier
Symbol
1690103
16120103
Units
Reference Data
T100
896
1159
Nmrms
Tn
773
1018
Nmrms
Base speed
wn
105
105
rad/s
Pn
N.A.
N.A.
W
P100
41542
40505
W
Tw
N.A.
N.A.
Nmrms
Tw100
397
387
Nmrms
Saturation torque
Cul
4800
6400
Nm
Physical Data
Maximum speed
wmax
314
314
rad/s
Rotor inertia
Jm
0,765
1,010
kgm2
apk
6300
6400
rad/s2
S
300
300
m/s2
Vr
300
300
m/s2
Va
100
100
m/s2
fm
27
21
Hz
Mass
M
330
370
kg
Insulation
Convection (IC0041)
IP 54
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Motor loss at nominal power , DT=65°C 2)
Ln
1000
2000
W
Rtha
0,06
0,05
°C/W
Thermal impedance, motor to air + flange
Rthf
0,06
0,05
°C/W
Thermal capacity
Cth
67724
84206
J/°C
ta
4000
4000
s
L0
1665
2206
W
PTCt
130
130
°C
Electrical Data
Pole number
PN
Connection
24
24
Y
Y
Back E.M.F., 20°C
Ke
2,5
3,3
Vs
Torque constant
Kt
4,4
5,8
Nm/Arms
dKe/dT
-0,09
-0,09
%/°C
Winding resistance, 20°C
Rw
0,018
0,022
Ohm
Lw
0,5
0,7
mH
Nominal voltage at nominal speed, power 2)
Vn
267
352
Vrms
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
791
1000
Vrms
Nominal current, low speed, DT=100°C 2)
In0
222
215
Arms
Nominal current at nom. power, DT=100°C 2)
In
98
72
Arms
Peak current
Ipk
1300
1300
Arms
Frequency
fn
200
200
Hz
n
0,96
0,95
Idm
2546
2546
Apk
Wc
233
310
nF
Minimum PWM frequency at 600 V DC bus
FPWM
11,9
12,2
kHz
Test conditions
4) Standard type
32
Type
A
(mm)
U316H090
600
U316H120
720
16H
100
1500
37,5
3000
75
2000
50
1000
25
2)
12,5
500
0
4000
1000
1)
0
200
400
600
800
0
1000
50
2000
25
2)
1)
0
200
400
600
800
1000
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
S1, 65 C DT
S1, 100 C DT S3, 20%, 5 MIN.
UL III-16xxxx.x
1·104
2·104
1,5·104
1000
F (␻)
N (F)
1·104
100
5000
10
0
1000
1·104
1·105
0
200
400
600
800
1000
F
Velocità rpm
Massimo carico radiale (N) ammesso a metà dell’estensione albero, in funzione della velocità, riferito ad
una vita di 30000 h. Il carico assiale non dovrebbe mai eccedere il 30% del carico radiale ammesso.
Max. radial load applicable in the middle of the shaft extension versus speed referred to 30000 h lifetime.
Axial load should never exceed 30% of rated radial load.
33
Specifica freni
Safety brake specification
Taglia motore
3
Motor size
5
Coppia frenante statica
Static holding torque
7
13
10
7
16
58
200
450
Nm
3,8
10
32
143
300
Nm
Tempo di azionamento
Operate time
10
17
23
30
40
ms
Tempo di rilascio
Release time
55
43
120
140
180
ms
Tensione di rilascio
Release voltage
24
24
24
24
24
Corrente di rilascio
Release current
0,55
0,65
0,95
1,78
1,7
Massa aggiuntiva
Additional mass
0,65
1
3
11
18
kg
0,041
0,1
0,13
4,8
20
mkgm2
9,5
8,0%
8,6%
6,5%
4,8%
30
55
0
65
80
Coppia frenante dinamica
Dynamic holding torque
Inerzia
Inertia
Riduzione percentuale di coppia motore 1)
Torque derating of motor
Lunghezza aggiuntiva
Additional motor lenght
Vdc+/-10%
Adc
%
mm
1) Riduzione indicativa della coppia resa a 65°C6T, per il motore piu' piccolo della taglia, non servoventilato. Per motori
servoventilati o raffreddati a liquido, non si applica declassamento.
1) Derating of nominal torque at 65°C6T, for the shortest motor in the size, without voltage reduction after operate. For voltage reduction at 12V
after operate, or forced cooling, derating < 2%.
Sovraccaricabilita’ - Condizioni ambientali
Overload rating - Thermal derating
400
140
300
120
Tr
(duty)
200
Tr
(Ta)
100
100
80
0
0
34
0.2
0.4
0.6
0.8
1
60
-20
0
20
40
60
duty
Ta
Sovraccarico ammissibile (%) in funzione del fattore di servizio, tutti i motori.
Coppia resa in funzione della temperatura ambiente, % di Tn a 65C (2)
Permissible torque overload vs. duty cycle, all motors.
Permissible torque vs. ambient temperature, % of Tn 65C (2)
80
Specifica connettori
Connectors Specification
POWER CONNECTOR
TYPE: M23 Size 1 - 5 + PE
PIN
POWER CONNECTOR
TYPE: M40 Size 1.5 - 4 + 3 + PE
DESCRIPTION
1
PHASE A
2
3
PIN
DESCRIPTION
U
PHASE A
PHASE B
V
PHASE B
GND
W
PHASE C
4
BR+ (Option)
+
BR+ (Option)
5
BR- (Option)
-
BR- (Option)
6
PHASE C
GND
For motors with Inom <= 30 Arms
GND
For motors with 30 Arms < Inom < 60 Arms
ENCODER TERMINAL BOARD
SIGNAL CONNECTOR
TYPE: M32 Size 1 - 17 PIN
Signal Connector
EnDat
Resolver
SinCos
Code: C, M, N, U, Q
Code: R
Code: S
1
A+
n.c.
A+
2
A-
n.c.
A-
3
DATA+
n.c.
4
PTC+
5
CLOCK+
6
7
EnDat
Resolver
SinCos
Code: C, M, N, U, Q
Code: R
Code: S
1
n.c.
+REF IN
R+ (index)
2
n.c.
-REF IN
R- (index)
I+ (index)
3
Ch. A+
+SIN
Ch. A+
SIN-, 1 c/r
Sin-(C-), 1 c/r
4
Ch. A-
-SIN
Ch. A-
COS+, 1 c/r
Cos+(D-), 1 c/r
5
Ch. B+
+COS
Ch. B+
n.c.
COS-, 1 c/r
Cos-(D+), 1 c/r
6
Ch. B-
-COS
Ch. B-
0V
RESEX+
0V
7
common
PTC -OUT
common
8
KTY84+ **
KTY84+ **
PTC+
8
+Vcc
n.c.
+Vcc
9
KTY84- **
KTY84- **
PTC-/KTY- **
9
Clock
n.c.
Cos+, 1 c/r
10
+Vcc
RESEX-
+Vcc (5Vdc)
10
Clock-
n.c.
Cos-, 1 c/r
PIN
PIN
11
B+
n.c.
B+
11
Data
n.c.
Sin+, 1c/r
12
B-
n.c.
B-
12
Data-
n.c.
Sin-, 1c/r
13
DATA-
n.c.
I- (index-)
13
n.c.
n.c.
n.c.
14
CLOCK-
SIN+, 1 c/r
Sin+(C+), 1 c/r
14
n.c.
n.c.
n.c.
15
0V sense
n.c.
0V sense
15
PTC+ out
PTC+ out
PTC+ out
16
Vcc sense
PTC+
+Vcc sense
16
PTC- out
n.c.
PTC- out
17
PTC-
PTC-
KTY+ **
17
Reserved (PTC+in)
Reserved (PTC+in)
Reserved (PTC+in)
18
Reserved (PTC-in)
Reserved (PTC-in)
Reserved (PTC-in)
Fasatura encoder
Encoder Phasing
SinCos / Resolver Phasing
EnDat Phasing
Electrical Degrees
0 90 180 270 0 90 180 270 0 90 180 270 0 90 180 270
Electrical Degrees
0 90 180 270 0 90 180 270 0 90 180 270 0 90 180 270
Cos+ (Enc. D-)
Sin+ (Enc. C+)
217
EnDat Absolute Position
0
0
45
90
Mechanical Degrees
135
180
225
270
315
phase to phase voltage
A-B (U-V)
B-C (V-U)
C-A (W-U)
phase to phase voltage
A-B (U-V)
B-C (V-U)
C-A (W-U)
phase to star point voltage
A-0 (U-O)
B-O (V-O)
C-O (W-O)
phase to star point voltage
A-0 (U-O)
B-O (V-O)
C-O (W-O)
380
0
45
90
Mechanical Degrees
135
180
225
270
315
380
Diagramma esemplificativo per motore 8 poli - Rotazione albero oraria (vista lato albero)
Le tensioni stellate possono essere misurate creando un centro stella artificiale per mezzo di tre resistenze da 10 kohm
Sample diagram for 8 poles motor - Clockwise shaft (seen from shaft side)
Star voltages can be measured by creating a virtual star center with three 10 kohm resistors
35
Guida all’applicazione
Application Guidelines
PREMESSA
Gli azionamenti basati sui motori brushless a
magnete permanente a terre rare rappresentano
le motorizzazioni a più alte prestazioni dinamiche ed a più alta coppia e potenza specifica
oggi disponibili. La progressiva sostituzione con
motori brushless dei più tradizionali azionamenti CC, a correnti parassite, ad inverter od idraulici sulle macchine automatiche consente un
salto di qualità nelle prestazioni ottenibili,
soprattutto in termini di tempo di ciclo, precisione di inseguimento e di attuazione, dinamica e
vita operativa. Questa rivoluzione delle motorizzazioni, tuttavia, richiede che le potenzialità dei
nuovi azionamenti siano ben comprese e pienamente sfruttate nel sistema o macchina azionata; la semplice sostituzione della vecchia motorizzazione con i nuovi motori brushless può
infatti causare gravi problemi a bordo di macchine non concepite per la dinamica disponibile e
talvolta addirittura degradare il sistema invece
di migliorarlo.
La presente guida è stata compilata nell’intento di fornire uno strumento operativo per la
prima messa a punto dell’applicazione da parte
di operatori non usi a questi motori ed alle loro
prestazioni, in modo da poter stabilire rapidamente la fattibilità di ogni nuovo impiego. Per
una completa ottimizzazione di applicazioni
importanti è comunque sempre consigliabile
rivolgersi direttamente al fornitore.
SCELTA DELLA TRASMISSIONE
E DELL’AZIONAMENTO OTTIMO
IN FUNZIONE DELL’APPLICAZIONE
Alla base di ogni applicazione esiste una corretta scelta dei parametri di sistema, che devono essere definiti in modo da sfruttare in modo
ottimale le caratteristiche notevoli, ma spesso
non del tutto comprese, degli azionamenti brushless moderni. La varietà delle scelte possibili
trae origine dal fatto che un azionamento brushless non è un semplice motore, ma un complesso sistema di azionamento con un elaborato grado di retroazione ed è pertanto molto più
flessibile e sofisticato.
II motore brushless, infatti, è concettualmente
più simile alla membrana di un altoparlante che
ad un motore convenzionale; è in grado di
rispondere in tempi rapidissimi a qualunque
comando elettrico, ma, come per gli altoparlanti, la qualità del risultato dipende molto di più dal
sistema di controllo che non dal motore medesimo. Le scelte di progetto di sistema che si
impongono al progettista che applica un motore brushless sono quindi di natura tanto meccanica quanto elettronica; per effettuarle al meglio
è indispensabile una conoscenza dei principi
operativi e delle possibilità degli azionamenti
brushless moderni.
In particolare, le scelte fondamentali che si
presentano in modo ricorrente in ogni sistema
sono:
a livello meccanico: Scelta del metodo di trasmissione, del rapporto di trasmissione, del tipo
di conversione del moto, dei calettamenti e
degli accoppiamenti;
a livello elettronico: Scelta della strategia di
retroazione, del tipo e del numero dei sensori,
della loro disposizione, delle apparecchiature di
controllo e sincronizzazione, del metodo di trasmissione dei comandi.
Nei prossimi paragrafi sono elencati alcuni criteri per orientare queste scelte in funzione dell’applicazione.
IL SISTEMA BRUSHLESS: PRINCIPI OPE
RATIVI, PARTICOLARITÀ E LIMITAZIONI
Ogni azionamento brushless è composto da
un amplificatore elettronico, un motore ed almeno un sensore di retroazione. Il motore agisce
esclusivamente come generatore di forza; l’effetto prodotto da tale forza viene misurato dal
sensore; l’elettronica confronta l’effetto con il
risultato desiderato ed altera la forza espressa
36
dal motore per raggiungere il risultato voluto.
Per esempio, in una applicazione in cui sia
richiesta una velocità costante, l’elettronica
aumenta gradualmente la coppia erogata dal
motore sinché il sensore non rileva una velocità
pari a quella richiesta. Se il carico aumenta
improvvisamente, la velocità scende, il sensore
rileva tale diminuzione e l’elettronica aumenta la
coppia erogata in modo da riportare il motore
alla velocità originalmente impostata. Di conseguenza:
la precisione di velocità è pressoché indipendente dal carico e del tutto indipendente dal
motore, ma dipende solo dalla qualità del sensore e dalle regolazioni dell’elettronica;
il tempo impiegato per reagire a variazioni del
carico dipende anch’esso in modo critico dalla
velocità di acquisizione del segnale del sensore
e dalla regolazione dell’elettronica.
I sistemi brushless moderni possono raggiungere tempi di reazione di qualche millisecondo,
e quindi offrono prestazioni elevate; molto spesso, tuttavia, tali prestazioni sono limitate proprio
dai tempi di risposta meccanici del sistema; per
utilizzare le nuove prestazioni è quindi necessaria una evoluzione del progetto meccanico delle
applicazioni.
A titolo di esempio, si consideri un azionamento a velocità costante come quello dell’esempio precedente. Se il motore è accoppiato al carico tramite una cinghia dentata, esiste
una elasticità tra l’asse motore e quello del carico. Se si ipotizza che il carico abbia un’inerzia
significativa, e se si analizzano i primi istanti del
movimento, si può immaginare la seguente
sequenza:
1 l’elettronica eroga una corrente ed il motore
inizia una rotazione, caricando l’elasticità del
sistema e quindi non muovendo l’inerzia del
carico;
2 se l’elettronica è veloce, già in questa fase
essa rileva che il motore ha raggiunto una velocità superiore al previsto e riduce la coppia;
3 allo stesso tempo, la cinghia si tende e rallenta il motore, riducendone la velocità;
4 l’effetto combinato della riduzione della coppia e dell’accelerazione del carico attraverso la
cinghia fanno sì che la tensione della cinghia
scenda;
5 l’elettronica nota la riduzione di velocità ed
aumenta la coppia del motore, ricominciando
un ciclo.
Si è quindi generato un fenomeno oscillante,
in cui il motore ed il carico continuano ad accelerare e rallentare. In pratica, si osserva una
vibrazione ed una elevata rumorosità. Un osservatore superficiale attribuirebbe questo fenomeno ad un motore rumoroso; tale convinzione,
poi, sarebbe rafforzata dalla scoperta che sostituendo il motore con altro di minori prestazioni,
e cioè dalla risposta più lenta, la rumorosità
viene talvolta eliminata. Dall’analisi intuitiva di
quanto sopra è invece facile comprendere che:
1 il fenomeno è da attribuire al disaccordo tra
l’elasticità del sistema e la regolazione dell’elettronica; in pratica, il motore reagisce con una
velocità paragonabile al tempo di reazione, o di
presa di carico, della meccanica;
2 le soluzioni possibili sono:
o ridurre l’elasticità del sistema, e quindi accelerare il tempo di presa di carico della meccanica, per es. sostituendo la cinghia con ingranaggi;
o rallentare il tempo di risposta del sistema
motore-elettronica, rinunciando ad una quota di
prestazioni possibili.
Naturalmente, la seconda soluzione degrada
la qualità della macchina, perché aumenta il
tempo impiegato a raggiungere la posizione o la
velocità voluta, ovvero riduce la capacità del
motore a reagire a disturbi e carichi improvvisi.
Si noti che motori di tecnologia inferiore, e cioè
più grandi e lenti, sopperiscono alla mancanza
di velocità con una inerzia considerevole; il
motore brushless, invece, avendo inerzia ridottissima deve, almeno in certi casi, essere azionato con velocità sufficiente, pena un elevato
degrado di prestazioni.
Sulla linea dell’esempio esposto, è facilmente
intuibile il comportamento di un sistema brushless in presenza di giochi meccanici, per
esempio una chiavetta; per questo motivo, i
motori brushless di migliore qualità sono realizzati con albero liscio e vanno accoppiati ad
interferenza per mezzo di un calettatore. I soli
giunti flessibili adeguati alla dinamica, inoltre,
sono quelli a soffietto metallico.
Le considerazioni sin qui esposte conducono
ad una importante osservazione:
mentre le motorizzazioni tradizionali (motori
CC e PM) costituivano generalmente, con la
loro inerzia, il limite alle prestazioni dinamiche
del sistema azionato, le superiori prestazioni
dei motori brushless fanno sì che, assai frequentemente, il limite dinamico del sistema sia
determinato dalla stessa meccanica che viene
azionata.
È quindi assai più importante che con altre
motorizzazioni comprendere e padroneggiare la
meccanica del sistema per realizzare applicazioni efficaci.
Dall’esempio esposto inoltre, si possono trarre alcune osservazioni:
la precisione dipende non dal motore ma dal
sensore;
la velocità di risposta e quindi la capacità di
inseguire il riferimento con precisione, dipendono in modo critico dalla rigidezza della trasmissione.
Il problema di rumorosità talvolta evidenziato
dal sistema non dipende né dal motore né dall’elettronica, ma spesso da una meccanica “primordiale” rispetto alle prestazioni del sistema; in
effetti, la stessa meccanica non avrebbe originato problemi con un motore più lento e di tecnologia meno avanzata; il rumore del motore è
costituito dalle continue accelerazioni e frenate;
in queste condizioni, è probabile un surriscaldamento del motore, non attribuibile ad un insufficiente dimensionamento dello stesso.
Poiché la dinamica del sistema è fondamentale per il dimensionamento dei motori è opportuno definire la stessa in maggiore dettaglio. La
dinamica si compone di due elementi:
capacità di imprimere accelerazioni più o
meno elevate al carico, che dipende esclusivamente dal rapporto coppia/momento d’inerzia
del motore; tale caratteristica si chiama talvolta
“banda passante a grandi segnali”;
banda passante di controllo, tanto più alta
quanto più è ridotto il tempo impiegato dall’anello di retroazione dell’azionamento per stabilizzarsi al valore voluto. Questo parametro
dipende in modo critico dalla meccanica.
Per realizzare un sistema stabile non è possibile stabilizzare l’elettronica prima di un tempo
pari a 2-3 volte il tempo di smorzamento di tutte
le oscillazioni proprie della meccanica del sistema azionato.
A titolo di esempio, si supponga di voler realizzare l’asse di una roditrice, volendo operare a
10 battute al secondo in posizioni continuamente aggiornate da un controllo numerico veloce.
Se il sistema di trasmissione tra il motore ed il
pezzo (giunto, vite, supporti ecc.) ha una frequenza di risonanza meccanica pari a 50 Hz, ed
oscilla quindi in un tempo di 20 msec., non sarà
possibile stabilizzare il sistema in meno di 3 x 20
msec, e cioè 60 msec. Ciò lascia soltanto 40
msec del ciclo totale per la battuta e per tutto il
movimento. L’applicazione è probabilmente
impossibile, indipendentemente dal motore
adottato. Se invece si perfeziona la meccanica,
irrigidendo i giunti, maggiorando la vite ecc. fino
AC brushless servo drive systems, based on
rare earth PM magnets, provide the highest
level of dynamic performance and torque
density available today. The trend to replace
conventional hydraulic, DC, stepper or inverter
driven AC drives with brushless drives yields to
a new level of system performance, in terms of
shorter cycle times, higher productivity,
improved accuracy coupled with shorter
settling times, increased reliability and longer
life. In order to achieve the steep performance
improvement which is feasible with the new
motors, however, a good understanding of the
characteristics of this technology is a
prerequisite. In fact, just replacing a
conventional motor with a new technology drive
on a machine not designed for high speed
control could result in unexpected problems
and at times even in a deterioration of the
machine operability.
These application guidelines were designed
to provide a basic tool for the optimization of
new applications without prior knowledge of
these new drives. For applications where the
performance or the motor stress is perceived to
be critical, or where a full optimization could be
beneficial, contact the Factory.
DRIVE AND MECHANICAL LINKAGE
SELECTION
The success of all drive applications dictate a
careful selection of the complete system
parameters. This in turn is based on a good
understanding of the capabilities, which are
very high but often not fully understood, of
modern brushless drive systems. In fact,
brushless drives are not motors, but complete,
and complex, control systems; this results in
more degrees of design freedom, and more
parameters to select, than a conventional drive.
From a conceptual viewpoint, a high
performance brushless motor is more similar to
the membrane of a loudspeaker than to a
standard induction motor. Just as a
loudspeaker, the motor has a ver y short
response time, limited inertia, and therefore it
faithfully copies the control signal, whatever it
may be. Just like a loudspeaker, the quality of
the result depends more on the system
parameters and drive conditions than on the
motor itself.
The design choices facing the system
designer are thus at the same time mechanical,
electric and electronic, and such choices are
interwoven, requiring an interdisciplinary
approach.
In particular, all systems require two
fundamental selections:
mechanical level: choice of the mechanical
linkage, of the transmission ratio, of the motion
type conversion, of the couplings and clutches;
electronic level: Feedback strategy, sensor
type and number selection, sensor placement,
amplifier type, synchronization and control bus.
The next chapters outline a few guidelines to
help with the selection as a function of the
application characteristics.
THE BRUSHLESS DRIVE:
OPERATIONAL PRINCIPLES,
CHARACTERISTICS AND LIMITATIONS
All brushless servo systems consist of an
electronic drive, a servo motor, and at least one
feedback sensor. All these component operate
in a control loop: the drive accepts a reference
from the outside world, and feeds current to the
motor. The motor is a torque transducer and
applies torque to the load. The load reacts, or
accelerates, according to its own
characteristics. The sensor measures the load
position, enabling the drive to compare the
motion with the reference and to change the
motor current to force the motion to copy the
reference.
As an example, if constant speed is required,
the drive would increase the current to the
motor until the motor speed equals the
reference. If the load is suddenly stepped up,
the speed diminishes; the sensor detects the
speed change and consequently the drive
increases the motor torque to match the
increased load and to return to the set speed.
From this example, a few deductions are
possible:
the speed accuracy is virtually independent of
load and motor, but depends on the quality of
the sensor signal and the speed and control
algorithm of the drive;
the time lag between load perturbation and
speed correction depends critically on the
speed and resolution of the sensor and on the
parameters of the electronic drive.
Modern brushless servo drives react to
sensor signals with time lags in the order of a
millisecond or less, providing for very high loop
performance.
At this level, however, the propagation time
through the mechanical linkages often becomes
the prime limit to the system dynamics.
As an example, consider a system in which a
servo motor drives a constant speed, large
inertia load through a timing belt. The timing
belt has a finite, and significant, elasticity.
Analyzing a speed correction at the millisecond
timescale, the following sequence is obtained:
1 the drive sets a current level through the
motor which applies a torque almost instantly;
2 initially, while the belt is being stretched, the
load does not accelerate as fast as the motor;
3 consequently, the motor reaches the set
speed before the load; the sensor, on the motor,
cuts the current and consequently the torque;
4 the increased tension of the belt slows the
motor down forcing the drive to increase the
current again, and a new cycle is initiated.
In this example, the system is oscillating; the
motor torque pulsates and so does the load
speed. The end result is noise, overheat and
wear, none of which are clearly due to the
motor. However, superficial users would claim
that the motor is noisy; in practice, if this motor
is replaced with an older generation, large and
high inertia drive, the problem would likely
disappear, increasing the feeling that the new
drives are not adequate.
This simplistic understanding is erroneous. In
fact, analyzing the above example:
1 the instability is due to the mismatch between the system reaction speed (high) and the
mechanical propagation or reaction time (long);
the motor reacts quicker than the time required
by the system to settle through the new torque
configuration;
2 the possible solutions are:
either to reduce the mechanical system reaction
time, by stiffening the linkage and lowering the
inertias, e.g. going direct drive or replacing the
belt with a gearbox; or to lower the speed of the
control system, giving up some control bandwidth which would have been achievable with
the new technology.
The second solution, of course, sells away
some quality, as it impairs the capability to react
quickly to sudden load variations. In fact, older
drives, which were anyway slower,
compensated the lack of speed with a large
motor inertia; on the other side, brushless
motors, where inertia is minimized, need a good
bandwidth to guarantee good rotation
accuracy.
All this explains why brushless drives are relatively unforgiving of mechanical inaccuracies,
backlash, keyways etc.; for this reason, the best
motors are manufactured with round shaft
without keyway, for interference coupling with
conical fittings (e.g. Ring-feder) and their shafts
and flanges are machined to a reduced tolerance to remove the need for flexible couplings. If a
coupling is needed, it needs to be torsionally
stiff, such as the metallic bellows type.
In conclusion:
LTRACT III
FOREWORD
while traditional drive systems (DC of PM DC,
inverter driven AC) would limit themselves,
with their own inertia and response time, the
performance of the application, the high level
of the new brushless drives move the performance threshold above the mechanical limits
of most traditional applications. As a result,
the design verification of the mechanical
system, and its upgrade to the new requirements, is more important than it used to be up
until now.
The success of a new application hinges critically on a good dynamical design of the whole
system.
A few rules can also be derived from the simple examples above:
the speed accuracy does not depend on the
motor but on the sensor;
the following speed, and therefore the ability
to compensate for sudden load variations,
depends critically on the stiffness and quality of
the mechanical linkage.
The motor noise, which is often observed in
poor or retrofit applications, is not due either to
the motor or the drive but often enough to a
“primeval” mechanical linkage. In fact, noise in
due to the motor “hunting” for the correct torque; in this situation, the motor is likely to overheat irrespectively of loading.
The same system might have worked well with
an older drive, where the large motor inertia
“rolls over” all imperfections.
The dynamic study of the application is fundamental to the motor selection.
To this aim, this broad concept can be divided
in two elements:
large signal bandwidth: this is the raw ability
to deliver enough torque and speed, in sufficiently short time, to force the load on the desired
trajectory. This depends exclusively on motor
and load torque and inertia, and can be studied
considering all components as infinitely stiff;
small signal bandwidth or control bandwidth,
which relates to the inverse of the settling time.
This is necessarily lower than any mechanical
resonance frequency in the system; its inverse
expresses the settling time of the control loop,
i.e. the time required at the end of a motion
command to settle in the target position within a
required accuracy. Typically, it will be impossible
to achieve a settling time better than 2-3 times
the damping time of all the oscillations or resonances in the load and linkage.
As an example, consider the indexing axis of a
high speed notching machine. The rate target is
set at 10 strokes per second, i.e. the drive starts
and stops the workpiece in a new position ten
times per second. If the whole linkage (shaft,
reducer, belts, ball screw etc) has a first resonance frequency of 50 Hz, the system will settle
in about 50-60 msec, leaving only 40 msec for
the move and the punch! This application is near
impossible, as very high torque and accelerations would be needed. However, if the linkage
is stiffened, by removing the belt, adopting a larger screw, etc. so that the resonance frequency
of the linkage is increased to 100 Hz, the settling
time is reduced to 25-30 msec, the time available for the move is doubled, the required torque
is halved, and the application is feasible.
OPTIMAL DRIVE DESIGN:
THE TRANSMISSION RATIO, THE T PE
OF CONVERSION, THE COUPLINGS.
Brushless motors, like all other motors, are
sized on supplied torque and not on output
power. In all applications, therefore, low motor
speed yields to a low specific power and
relatively low efficiency. On the other hand,
brushless motors have no minimum speed (the
speed depends only on the sensor used; there
are applications whose axis speed is 1
revolution/year); as a consequence, a high
gearing is advisable only to minimize the motor
mass (e.g. with electric traction) or to maximize
the efficiency; it is often not advisable from the
viewpoint of cost or dynamic performance.
Wherever the motor is applied directly on the
37
a portare la frequenza di risonanza della meccanica a 100 Hz, è possibile attendersi un tempo
di stabilizzazione dell’azionamento in 30 msec,
lasciandone 70 per battuta e movimento.
L’appli-cazione comincia ad essere realizzabile.
T
L
H
,
,
I
,
A
,
,
,
-
U
S
-
SCELTA DEL METODO DI TRASMISSIONE,
DEL RAPPORTO DI TRASMISSIONE,
DEL TIPO DI CONVERSIONE DEL MOTO,
DEI CALETTAMENTI E DEGLI ACCOPPIAMENTI
I
,
,
T
I
,
,
,
:
,
P
I
-
D
-
,
,
,
-
,
4
,
P
V
,
-
,
M
-
,
1
-
-
,
H I
-
,
-
,
,
M
A
,
,
D
,
,
,
,
-
P
,
,
-
,
P
,
S
-
,
-
P
,
-
I
:
,
1 Applicazioni di potenza,
L
,
:
,
,
C
R
R
H
R
-
,
,
:
2 Applicazioni di posizionamento
,
D
G
,
-
CONVERSIONE ROTAZIONE-MOTO RETTILINEO
L
,
,
CONVERSIONE ROTAZIONE-ROTAZIONE
-
C
V
P
N
T
-
,
mandrini
N
P
,
assi
A
,
,
-
,
-
-
D
,
,
Sm
-
P
P
,
,
,
C
:
C
-
A
-
V
D4
L
78,5 109
N
2
S
:
F1
,
I
32
:
,
4000 RPM,
,
V
L,
1
Sm
2 Jl
,
:
2
D
,
,
,
-
S
,
10 H ,
,
L
-
SCELTA DEL METODO DI RETROAZIONE
,
I
L
,
,
P
I
:
-
,
,
S
,
-
,
,
S
,
13
T
I
,
,
-
10 H I
,
,
-
G
300 H ,
,
II
H
H
38
D
,
,
10
P
CN
,
-
N
,
,
-
ROTATION-ROTATION CONVERSION
timing belt;
reducer with helical wheels and parallel axes;
cycloid and epicyclic reducer;
Harmonic Drive™;
tangent screw reducer or Gleason gears.
ROTATIONAL-LINEAR
SION:
timing belts;
pinion-rack;
metallic band;
ball screw.
MOTION
CONVER-
For any transmission system, the load
parameters can be transferred to the motor axis
as follows.
If n = transmission ratio (ratio between the
motor and the load speed, rad/m in the case of
a conversion from linear motion):
Motor torque = Torque (thrust) to the load/n
Motor speed = Load speed x n
Load inertia reduced to the motor axis = inertia (or mass) of load/n2
Among all the listed transmissions, the first
ones, which are the least expensive, are also
the slowest; they result in low control
bandwidth (lower than 10 Hz, using a high
stiffness belt); for the same reason, it is
important to avoid the ratios which make the
load inertia transferred to the motor axis too
much higher than the motor one. The belt
transmission should not be applied for
positioning applications with cycle times a lot
shorter than one second.
Gear reducers are a good solution, provided
that their angular backlash is considerably lower
than the accuracy required by the system; the
best type of reducer (the most expensive too) is
the epicyclic; there are special series of cycloid
and epicycloid reducers purpose designed for
servo controls, where the angular backlash at
the output shaft is limited to 1-3 arc minutes.
Such reducers are the only ones that can be
specified for applications with control
bandwidth higher than 10 Hz. The “servo
series” reducers are designed to be coupled
directly to the motor with a stiff coupling
device, without keyway.
The Harmonic Drive™ gearbox was specifically
designed for positioning. It has limited size,
high ratio and low backlash. The angular
stiffness is not very good and the achievable
control bandwidth is in the 10-30 Hz range.
Because of its limited efficiency, it should be
used for positioning only.
Tangent screw reducers fit in a class apart.
These gears, although common and
inexpensive, are not suitable for position
control. The tangent screw, whose efficiency is
based on an effective lubrication, display a low
efficiency which drops dramatically at low
speed, because below a critical speed the oil
film collapses, efficiency drops and a quick
wear ensues.
Wherever a rotary to linear conversion is
required, ball screws provide a quality solution
up to about 4 m/s, especially if they are driven
directly by the motor. Direct drive with a low
inertia motor generally avoids the need of a
torque limiting clutch. For very long movements
it is necessary to check the flexure and torsional
stiffness of the screw, which may limit the
system bandwidth. Longer movements are
carried out with rack and pinion, which have
always a significant backlash which generally
results in limit cycling and motor noise. The
traditional backlash elimination methods add
stick-slip non linearity instead, and so do
friction wheels, typically with similar limit
cycling results.
Fast and accurate movements can be
obtained with metallic tapes replacing the
timing belts with superior stiffness. This
technique, while not well known and therefore
not standardized, is able to reach excellent
performances in the control of small loads (a
few kilos).
In general, however, linear motors rest as the
best solution for high accuracy control of a
linear motion.
In order to select the most suitable reduction
method and transmission ratio for a specific
application, it is useful to classify first the
applications into two broad families:
1 Power services: the motor supplies power to
a process (spindles, traction, winding, conveying etc.), where the dynamic performance is of
marginal importance, the power controlled is
significant, the motor cost is an important fraction of the system cost;
2 Position control or high rate cycling (electronic camshaft), in which most of the energy is
used to accelerate, to brake and to position
objects in a short time and with a more or less
high accuracy.
Traditionally, the two above mentioned
categories are referred to respectively as
spindle drives and axis drive.
In the first case, the dynamic properties are
often not important, therefore simple speed
reducers are acceptable and, as the power is
often relevant, a mechanical transmission with a
reduction stage is normally useful. In order to
choose the best transmission ratio, consider
that up to ~ 4000 RPM, the cost and size of the
motor decrease in a quasi linear way with the
increase of the transmission ratio. On the
contrary, the cost of the transmission increases
step by step according to the number of gear
stages or pulleys; from an application cost
viewpoint, the minimum overall cost can only
be found in a few points, precisely:
either with a direct drive;
or at the speed corresponding to the maximum ratio which is possible with just one reduction stage;
or at the speed corresponding to the maximum ratio which is possible with two reduction
stages and so on.
The economic optimization, in this case, is
carried out checking these points and adding
the costs of the motor to that of the reducer.
For all dynamic applications (axes) the situation
is completely different. If the torque required in
the drive cycle is dominated by the inertial
torques both of the motor and of the load, for
an increase in the reduction ratio there is a
decrease in the impact of the load inertia and
an increase of the impact of the motor inertia.
Consequently, for an application where the
required torque is exclusively inertial, the
reduction ratio at which the load inertia,
translated to the motor axis, equals the motor
inertia (inertial match) is characterized by the
minimum motor torque and therefore by the
smallest motor.
For this reason, inertial matching was long
considered the best gear ratio selection tool.
Such rule, on the contrary, is just a useful
indication. In fact, the minimum size motor,
considering that the cost of a quality reducer
can double the cost of the motor, does not
correspond to the lowest cost application
sizing. Furthermore, the level of quality and
performance is determined a lot more by gear
backlash and shaft elasticity than by the motor
itself. Consequently, a ratio selection which
accounts for the motor only is clearly flawed. A
better set of rules is the following;
any transmission ratio higher than the inertial
ratio is wrong;
the best ratio is always lower or equal to the
inertial one, and it is obtained considering the
motor and reducer costs;
high ratios always yield a narrower control
bandwidth and a lower degree of accuracy (with
a higher energetic consumption) than what can
be obtained with lower ratios.
These considerations explain the current
attempt to replace step down gears with direct
LTRACT III
load, the control bandwidth is maximized
because maximum transmission stiffness is
achieved; consequently, these applications
provide the best position or following accuracy
with the shortest settling time.
Before starting with the selection of the right
drive for a specific system, it is necessary to
know the type of mechanical transmission
which can be used. The most common
transmissions are the following:
drives.
Wherever the load inertia transferred to the
motor shaft is more than a few times the motor
inertia, however, care must be taken, because
the motor inertia is not there to carry out a
stabilizing action on the possible mechanical
resonances or load disturbance on the system.
As a consequence, a high control bandwidth
needs to be achieved, to compensate
electronically what is not obtained by inertia
alone; to do this, the mechanical linkage in
these applications needs to be of high quality,
stiff and without backlash (no keyways!).
From an analytical viewpoint, extreme direct
drives mandate a check on the torsional
stiffness of the system. The torsional stiffness of
the motor shaft needs to be considered as well;
this, although minimized in the ULTRACT II
design by means of large shafts, is significant
for the long and thin motors. In fact, the
ULTRACT II range was purposefully overlapped,
so that the same torque can be obtained either
with a long and narrow motor or with a short
and stocky one. For this reason:
long motors have a minimum moment of inertia; they are intended for high acceleration with
low inertia loads;
stocky motors have a maximum torsional
stiffness; they are intended for high inertia loads,
where the motor inertia is small compared to the
load.
As a reference, the torsional stiffness of a
shaft whose diameter is D and whose length is
L, made of steel, is:
D4
N
Sm =
·
· 78,5 · 109 · 2
32
L
m
while the frequency of torsional resonance of a
load with inertia JI connected to an axis with
torsional stiffness Sm is:
F1 =
1
(2 · )
·
Sm
Jl
In all applications with large inertia and short
settling time, a check on the first torsional
resonance frequency is highly advisable.
CONTROL STRATEG SELECTION
All drive system can be configured according
to three main control strategies:
torque control (the speed depends on the
load);
speed control (the torque depends on the
load);
position control (the torque depends on the
load)
The first strategy is the easiest to implement
and can be used when it is necessary to control
a force or a pull (winders/unwinders, textile,
tape/paper processing, etc.). Torque control is
native, or intrinsic to the brushless motors,
which are always current controlled. For this
reason, torque control has minimum sensor
requirement (just commutation or Hall sensor),
is very fast (control bandwidth >300 Hz) and
intrinsically stable and robust irrespective of
load. Torque controlled drives are simple
amplifiers which require no calibration or
adjustment whatsoever and are therefore the
simplest controllers. Accuracy is not too high
due to motor friction, cogging, ripple, sensor
drift; typically it can range in the 5-10% area.
In the multi-axes applications with very fast
and modern NCs or controller boards, where
multiple axes must be linked (multiple electric
gears and cams), or with adaptive control or
with variable parameters, a simple and effective
strategy is to set the drives in torque control
mode and to assign the other loops to the NC.
In this way the encoders are fed to the NC, all
drives are equal, intrinsically stable and need no
programming; all the system and control
parameters (offsets, PID values, etc) are lumped
in the NC or control PC. The drives can be
replaced without programming and no
39
CHECK OF THE DRIVE AND MOTOR
SI ING
After selecting the motor and the
transmission, a check of the correct sizing of
motor and drive is required. Such check is easy
for applications where speed and load are quite
steady or which vary on a timescale
which is
long with respect to the time constant of the
motor (or of the electronics). In this case, it is
only necessary to check for the maximum load
to be within the specified limits of the motor
and the electronics.
For the applications where the load varies on
a fast cycle, verification should proceed as
follows:
1 Trace the speed/time diagram of the cycle,
considering that the acquisition of a precise
position or speed requires, apart from the time
determined by the limits on the speed and
acceleration of the system, also a settling time
equal to 2-3 times the inverse of the system
control bandwidth;
2 Transfer the inertia and the loads of the
system to the motor shaft;
3 Calculate the cycle of the accelerations and
the inertial torques [acceleration x (motor inertia
+ load inertia transferred to the motor shaft)],
checking also the inertia of couplings, clutches,
transmission devices;
4 Add the load on the motor axis to the inertial
torque and derive a torque/time diagram in the
cycle;
5 By inspection of the torque vs. time diagram
obtain the root mean square value of the torque:
e.g. divide the cycle into time segments
t1,t2....tn inside of which the torque is constant;
if the torque values in each segment of the cycle
are respectively C1,C2...Cn, the root mean
square torque in the cycle is:
6
Ceff =
C12 · t1 · C22 · t2 + ....... · Cn2 · tn
(t1 · t2 + ....... tn)
7 Calculate the root mean square or effective
speed in the cycle eff with the same formula;
8 Calculate the mean torque in the cycle Cave;
9 Calculate the maximum duration time of the
maximum torque in the cycle tcmax;
10 Calculate the required torque at the maximum speed Cwmax;
11 Calculate the maximum torque Cpk.
The data thus obtained needs to be compared
with the motor and electronic limits to validate
the application.
40
MOTOR SI E VERIFICATION
Brushless motors are excellent torque
transducers, linear to a peak torque several
times the nominal. As a consequence, the
obtainable peak torque is usually determined
only by the choice of the electronic drive. The
correct sizing of the motor is thermal and
electric; the optimally sized motor is the one
which, on the worst load, settles at the correct
temperature rise, usually 40-50°C above the
room temperature.
The complete check of the selection of the
proper motor is carried out in three steps:
Control of the peak or demagnetizing torque;
Thermal dimensioning;
Electric, or winding, dimensioning.
1 Demagnetization current check
Compare the peak current , expressed by:
Cpk
Ipk =
•
Kt
√2
with the motor demagnetization current,
considering that the motor demagnetization
current increases as the temperature
decreases. This check is usually meaningful for
small motors only.
2 Temperature rise check
Preliminarily, check that the point Ceff, eff is
within in the continuous operation area (S1) of
the chosen motor. More accurately, the
temperature rise of the motor can be predicted
by:
∇
download of parameters is necessary. The
control signal to the drives is a simple
differential torque reference, offset insensitive.
The encoders are fed directly to the NC; the
drive only reads the commutation system. This
simple and elegant approach provides very
good performance in multiple systems without
incurring the cost and complexity of high speed
field buses, which are anyway rather limited in
the number of axes and in the achievable
speed. On the down side, it downloads on the
NC or PC the processing of the encoders,
which could be cumbersome where very high
resolution is needed.
Speed control is the most traditional strategy.
It usually embodies an integration term so that
the speed error is limited to the system offsets.
In the digital drives, the speed loop is derived
from the space loop (see next).
Position or space control in servo amplifiers is
carried out only by digital drives (AX-V). In this
way, the steady state position and speed
following error is limited to a few points of the
sensor, that is in the case of an encoder with
4096 pulse/revolutions, 1/16,000 of a
revolution. Position loop capability, inside or
outside the drive, is necessary to synchronize
several axes (electrical axis or electronic cam).
mot =
65
Ln
·
Ceff
Tn
2
2
ω
· Ln + eff · L0
ωn
where Ln represents the nominal losses of the
motor with temperature rise of 65°C.
If the predicted temperature rise is higher
than the motor maximum or acceptable
temperature rise, it is necessary to select a
larger motor.
NOTE: the excessive temperature rise is
generally the only good reason for the use
of a larger motor.
3 Electric sizing check
At the maximum speed, the voltage required by
the motor to supply the required torque must be
lower or equal to what is available from the
drive, for the minimum mains supply voltage
which is specified for full specification operation
(usually 90% of the nominal voltage).
If Emin is the voltage value which can be
supplied by the electronic power supply at the
minimum supply voltage, it is necessary to
check that:
If this condition is not verified, it is necessary to
choose a motor with a higher speed winding;
this will of course also require a higher drive
current.
O
6
C12
C
2
1 C2
1
7C
C
2
2
,
8C
-
C
9C
10 C
C
11 C
C
I
-
LIMITI PROPRI DEL MOTORE
I
,
D
-
,
I
,
40-50 C
-
L
:
V
-
D
D
1 Verifica della corrente di smagnetizzazione
S
,
:
C
√2
I
VERIFICA DEL DIMENSIONAMENTO DI
MOTORE ED ELETTRONICA
,
-
D
,
T
I
,
2 Verifica del dimensionamento termico
I
,
C ,
P
P
-
,
,
-
:
:
1T
∇
,
65
mot
,
L
Ceff
T
2
L
ωeff
2
L0
ω
L
65 C
,
S
2-3
1
2
2R
-
,
Attenzione: la temperatura eccessiva è l’unica valida motivazione per la scelta di un motore di taglia superiore
3C
,
,
-
3 Verifica del dimensionamento elettrico
O
-
,
4S
,
P
-
90
E
,
5C
:
1, 2
C1,C2 C
,
,
,
,
-
,
,
2
,
,
LTRACT III
viene impostare l’azionamento in controllo di
coppia ed assegnare la chiusura degli altri anelli al CN. Per il controllo di coppia l’azionamento
regola la corrente del motore; il motore è quindi
anche il trasduttore. Non sono necessari sensori esterni. Il sensore sul motore può essere semplificato al solo sistema Hall per la commutazione del motore.
Nelle applicazioni multi asse (camma elettronica, macchine automatiche in linea) in cui si elimina un asse o catena di trasmissione rimpiazzandolo con molti servomotori sincronizzati, un
approccio sistemistico semplice ed elegante è
di assegnare al CN, al PLC o al PC industriale
dotato di schede multiassi, la gestione degli
anelli di posizione e velocità, programmando gli
azionamenti come semplici controlli di coppia.
Poiché il controllo di coppia non dipende dal
carico, in questa soluzione gli azionamenti non
necessitano di alcuna personalizzazione o regolazione e sono quindi intrinsecamente intercambiabili; gli encoder vengono gestiti direttamente
dal PC che consolida al suo interno tutti i parametri di programmazione del sistema per tutti gli
assi; l’unico segnale di controllo è il riferimento
di corrente, che ha una dinamica più limitata ed
è più insensibile al disturbo del tradizionale riferimento di tensione.
Questo approccio semplice ed elegante evita
la necessità di bus di campo complessi e costosi, che sono comunque limitati in velocità ed a
pochi assi; lo svantaggio è costituito dalla elevata velocità che si richiede alla scheda assi, ed
alla gestione degli encoder che può rivelarsi difficile in un PC industriale con risoluzioni elevate.
Il controllo di velocità è quello più tradizionale.
Generalmente impiega un termine integrativo
cosi che l’errore di velocità a regime è limitato
agli offset del sistema. Negli azionamenti digitali, l’anello di velocità è derivato dall’anello di
spazio.
II controllo di posizione o di spazio è effettuato solo dagli azionamenti digitali (AX-V). In questo modo operativo, l’errore a regime è limitato
a pochi conteggi del sensore e cioè, nel caso di
encoder a 4096 impulsi/giro, 1/16,000 di giro. In
questo modo operativo è anche possibile sincronizzare più assi (asse elettrico, camma elettrica).
:
-
-
:
41
Conformita’ Motori
Declaration of Conformity
CONFORMITA’ MOTORI - DICHIARAZIONE DEL FABBRICANTE
RACCOMANDAZIONI DI INSTALLAZIONE
Prescrizioni, raccomandazioni e dichiarazioni del fabbricante per la
conformità alle Direttive CE riguardanti i servomotori a velocità variabile.
DECLARATION OF CONFORMITY TO THE
LOW VOLTAGE DIRECTIVE
Operating instructions in compliance with EC directives
Declaration of conformity to the Low Voltage Directive
Dichiarazione di conformità per la direttiva LVD
Riciclaggio: tutti gli imballi dei motori ed il nastro di imballaggio sono
biodegradabili
Recycling: all packages and packing tapes used in the ULTRACT II
packing are recyclable
GENERAL: THE EC DIRECTIVES
NOTE GENERALI: LE DIRETTIVE CE
Le direttive CE sono raccomandazioni di costruzione che hanno lo scopo di
garantire una comune qualità, utilizzabilità e sicurezza ai beni prodotti e
commercializzati nella Comunità Europea. Le Direttive esprimono degli
indirizzi di massima per le caratteristiche tecniche, e per le relative
certificazioni, dei prodotti industriali, e saranno progressivamente tradotte in
leggi in tutti gli stati della Comunità Europea. La certificazione prodotta in
qualunque stato della Comunità Europea ha quindi valore in ogni altro stato.
Dato il carattere generale delle Direttive, la loro applicazione tecnica e
dettagliata da appropriate normative armonizzate (EN) in corso di
preparazione.
La conformità di un prodotto o componente alle direttive CE è certificata
dall’apposizione del marchio CE sul prodotto. Il prodotto marchiato CE ha
quindi libero accesso in tutti gli stati della Comunità. Poiché la maggioranza
delle Direttive non richiede l’emissione di un certificato di conformità, non è
necessariamente evidente all’utente quale direttiva sia applicata ad ogni
prodotto che porta il marchio CE.
Per quanto riguarda gli azionamenti brushless, od i motori brushless, che
sono componenti di sistemi di azionamento la sola direttiva che considera
tali prodotti come componenti e la LVD (Low Voltage Directive). Per questo
motivo, il marchio CE EX “marchio CE” riportato sui motori ULTRACT fa
riferimento alla LVD.
Per quanto riguarda la direttiva EMCD, non esistono normative specifiche
riguardanti i componenti dei sistemi di azionamento, in quanto l’emissione
complessiva generata da una macchina non è direttamente correlabile a
quanto originato in ogni singolo componente. Al fine di assistere gli
integratori di sistemi, i motori ULTRACT, accoppiati con gli azionamenti AX4,
sono stati messi a punto e verificati su di un sistema di riferimento, descritto
nella documentazione degli azionamenti (vedi), la cui conformità alle rilevanti
normative a livello sistema è stato verificato ed è garantito.
DIRETTIVA LVD
La direttiva LVD si applica a tutte le apparecchiature elettriche operanti tra i
50 ed i 1000 V AC ed i 75 e 1500 V DC in ambienti non soggetti a particolari
condizioni. La direttiva non si riferisce ad applicazioni in atmosfere
particolari e/o apparecchiature antideflagranti; la direttiva inoltre non si
applica ad attrezzature di sollevamento.
Lo scopo generale della direttiva è di garantire un livello uniforme di
sicurezza elettrica dal punto di vista del rischio utente e del possibile danno
alle cose; la direttiva richiede che il prodotto venga documentato dal punto
di vista della sicurezza e delle prescrizioni applicative.
SICUREZZA DEL PRODOTTO
Il trasporto, l’installazione e l’uso degli azionamenti è riservato a personale
appositamente qualificato (IEC 60364).
L’apertura delle protezioni dei motori, ovvero una installazione difettosa,
possono causare danni alle persone od agli impianti.
I motori possono avere parti interne rotanti, calde e sotto tensione; questo
può avvenire anche a rete di alimentazione staccata.
I motori impiegano magneti permanenti ad alto prodotto di energia. Non
smontare il rotore senza aver preso le opportune precauzioni.
PRESCRIZIONI APPLICATIVE
I motori Ultract II sono destinati all’impiego in quadri elettrici di controllo ed
al pilotaggio di motori a velocità variabile.
L’integratore di sistema potrà mettere in servizio gli azionamenti solo dopo
aver verificato che l’intero sistema sia conforme alla direttiva EMCD
89/336/CEE - direttiva macchine 98/37/CEE
I motori sono conformi alla LVD 73/23/CEE.
Nell’installazione, rispettare i dati riportati nella documentazione di prodotto.
INSTALLAZIONE
Verificare la conformità alle prescrizioni di montaggio e raffreddamento.
Verificare che i motori non presentino danni causati dal trasporto che
possano ridurre la sicurezza elettrica.
Durante il funzionamento sotto tensione, rispettare le prescrizioni nazionali
di prevenzione infortuni.
Verificare la corretta scelta di sezioni ed isolamenti dei cablaggi in funzione
della vigente normativa.
Se si utilizzano interruttori di protezione differenziali, tenere presente che,
poiché generalmente l’azionamento utilizza un ponte di ingresso in corrente
continua, è possibile un guasto con assorbimento in CC che può paralizzare
un differenziale elettromeccanico convenzionale. E’ quindi più sicuro
utilizzare differenziali sensibili anche a dispersioni in CC o universali. Poiché
inoltre i condensatori utilizzati all’interno dei filtri RFI degli azionamenti
causano correnti di dispersione verso massa, tali correnti devono essere
valutate nel dimensionamento degli interruttori.
N.B. - Quando i cavi di potenza fra azionamento e motore sono di
lunghezza superiore ai 20 metri, devono essere applicate le opportune
induttanze di valore * 1 mH.
Indipendentemente dall’apposizione del marchio CE sui motori, la
conformità del sistema azionato alla normativa EMC è responsabilità
dell’integratore di sistema. Informazioni e raccomandazioni di filtraggio e di
cablaggio, utili ad ottenere tale conformità, sono contenute nella
documentazione degli azionamenti.
Dichiarazione di conformità CE
riferita a EC Low Voltage Directive 73/23/CEE
Si certifica che i motori della serie ULTRACT e MINACT sono progettati,
costruiti e testati in conformità alla EC Low Voltage Directive 73/23/CEE
sotto la responsabilità di:
Phase Motion Control s.r.l., Via Adamoli 461, 16141 Genova
Gli standard applicati sono i seguenti:
42
40
IEC 72/1, 34/1, 34/5, 34/11
EN 60034-1 + VAR A1 + VAR A2
EN 60529
EN 50262
CEE 73/23
The EC Directives are issued by the European Council and are intended for
the determination of common technical requirements and certification procedures within the European Community. The Directives establish guidelines
that are or will be converted in national laws in the member states. The certification issued in any state member guarantees free access in all the
European Community without further testing.
The conformity of a product or component is certified by the CE marking on
the product. In the case of variable speed drives, or PDS, motors are considered components; the only directive which applies to components is the
Low Voltage Directive 73/23/CEE amended by 93/68/CEE. The CE mark on
the Ultract motors is referred to compliance to the LVD.
As for the EMCD, compliance is required at system level and not at component level, as EMI emission depends critically on system composition and
wiring. In order to help the user to comply with the EMD directive, the Ultract
motors have been tested and compliance was verified in a ìCE verified typical system, driven by a AX4 series drive. The system is described in the AX4
product documentation
THE LOW VOLTAGE DIRECTIVE
The LVD applies to all electrical components operating between 50 and 1000
Vac or 75 to 1500 V DC in under normal ambient conditions. Explosive
atmospheres or passenger lifts are excepted.
The objective of the low voltage directive is to ensure that only that electrical
equipment that does not endanger the safety of humans or the preservation
of material assets is marketed.
SAFETY INFORMATION
Only qualified personnel are permitted to transport, install or operate the
units (IEC 60364).
A defective installation or operation of the units with safety covers open may
lead to personal or material danger;
The motors may have live, hot and rotating parts inside during operation,
even after the mains voltage has been disconnected
The motors use strong permanent magnets; the rotor should never be removed without proper safety precautions
APPLICATION AS DIRECTED
The Ultract II servomotors are intended for the powering of industrial equipment.
The entire drive systems may only be commissioned after compliance with
the EMC directive 89/336/CEE and the machinery directive 98/37/CEE has
been verified.
The motors are conformal to LVD 73/23/CEE
The technical data stated in the nameplate and in the product documentation must be observed.
INSTALLATION
The units must be installed and cooled according to the product documentation.
Ensure that the motors were not damaged during transport so as to impair
user safety.
When the unit is operated, the valid national regulations for the prevention of
accidents must be observed.
The electrical installation must comply with the applicable regulations (cable
sections, fuses, protections).
When using current operated protective devices, please note that most drive
are equipped with an internal mains rectifier, which can lead to a potential DC
leakage current, which may impair the correct operation of some current
operated protective device. Protective devices which are insensitive to DC
fault currents must be specified. Additionally, EMC filters inside most drive
create a leakage current to ground which must be considered while selecting
the protective devices.
The opportune value inductances * 1 mH have to be applied when welding
cables between driving and motor have length superior than 20 meters.
Please note that, irrespective of the CE marking on the motors, the conformity of the drive system to the EMC directive is the responsibility of the
manufacturer of the system or machine. Useful recommendations on wiring
and filtering, along with a CE compliance typical system, are described in the
product documentation or can be obtained by the manufacturer.
EC EX “conformità EC” Declaration of Conformity
for the purpose of the EC Low Voltage Directive 73/23/CEE
The ULTRACT e MINACT brushless servo motor series were designed,
manufactured and tested in conformity to the EC Low Voltage Directive
73/23/CEE under the sole responsibility of:
Phase Motion Control s.r.l., Via Adamoli 461, 16141 Genova, Italy
The considered standards are:
IEC 72/1, 34/1, 34/5, 34/11
EN 60034-1 + VAR A1 + VAR A2
EN 60529
EN 50262
CEE 73/23
Phase: il controllo sul movimento
Phase: control and power
AZIONAMENTI/DRIVES : AXM
-
Fino a 20A 400Vac in un ingombro veramente ridotto
Operativo da 24 a 465 Vac
Posizionatore, Camma elettronica, Sincronizzazione tra più assi
Interfaccia CANOPEN
Supporta interfaccia ENDAT con etichetta elettronica
Montaggio su guida DIN con accessorio opzionale
-
Up to 20 A 400 Vac in a very small footprint
24-465 Vac operation
Positioner, electronic cam, multi axis synchronization
CanOpen built in interface
Supports ENDAT interface and electronic nameplate
DIN rail mounted with optional accessory
AZIONAMENTI INTEGRATI / SMART SERVO DRIVES
-
Alimentazione 310 Vdc and 550 Vdc
Coppia 2.5-9 Nm; velocità 5000 rpm max
Eliminazione del ciclo di azzeramento macchina
Compatibile Canopen DS301, DSP402
Protezione IP 67
- Universal 350 and 550 Vdc bus supply
- 2.5-9 Nm torque, 5000 rpm max
- Built in single turn and multi turn 4096 turn + 16 bit absolute encoder, 1
arcmin accuracy
- No zeroing cycles
- CanOpen DS301, DSP402v2.0 compatible
- IP 67 protection
DRIVE/HIGH TORQUE HYBRID DDS
La tecnologia Direct Drive ibrida prende corpo. Per la movimentazione di
macchine molto grandi con spinte elevatissime e prestazioni dinamiche
classe Direct Drive si possono utilizzare motori coppia in presa diretta sui
pignoni di una cremagliera, a coppie in eliminazione elettronica del giuoco.
Hybrid DDs for giant machine tools start production. Low speed, high torque
motors can be used in pairs with backlash elimination software to obtain
quasi-DD performance in advanced, giant rack and pinion applications.
MOTORI A TRAFERRO ASSIALE DI GRANDISSIMO DIAMETRO
PER GRANDI MACCHINE OPERATRICI/VERY LARGE DIRECT
DRIVES FOR HEAVY DUTY APPLICATIONS
Motori e generatori di grande diametro, segmentati, a traferro assiale. Lo
statore è realizzato a segmenti indipendenti completi di sensori di
temperatura e circuito di raffreddamento. I motori segmentati a tra ferro
assiale sono ad oggi disponibili in tre taglie per diametri esterni di 1.5, 2 e 2.8
m. Sono possibili applicazioni di movimentazione ad angolo limitato
realizzando rotori a settore, così come si può operare su un singolo traferro
assiale o a doppio tra ferro contrapposto per annullare l'attrazione
magnetica.
Very large diameter direct drive motors are produced in modular, axial air gap
configuration. Each stator module is potted in epoxy and embodies its own
thermal sensors and sealed liquid cooling circuit. 3 sizes are in current
production, with outer diameter 1.5, 2 and 2.8 m respectively. Limited arc
motions can be realized using just one or few stator segments.

U L T R A C T I I I

Transcription

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