Transcript ultractii - Movitecnic

U L T R A C T
I I
R.C.V. MORE THAN 50 YEARS AT YOUR SERVICE
R.C.V. has been designing and constructing electric motors since 1947.
R.C.V. has also maintained the traditional production of DC Motors and from 1989 it has
been specialised in Brushless Servomotors, getting important results in many application
fields. Its servomotors are a synthesis of reliability, high performances and low costs.
R.C.V. S.r.l. works on conformity of UNI EN ISO 9002:1994 Quality Standards.
LTRACT I
R.C.V. S.r.l. opera nel nuovo stabilimento secondo le norme UNI EN ISO 9002:1994.
Brushless Servomotors
R.C.V. S.r.l. progetta e costruisce motori elettrici fin dal 1947.
Pur mantenendo la tradizionale produzione di macchine a corrente continua, dal 1989 si è
specializzata nel settore brushless ottenendo significativi risultati in molteplici campi
d’applicazione con macchine che rappresentano equilibrate sintesi di grande affidabilità,
elevate prestazioni ed economicità di costi d’esercizio.
Servomotori Brushless ULTRACT II
PIU’ DI CINQUANT’ANNI AL SERVIZIO DEL CLIENTE
LTRACT I
Brushless Servomotors
Servomotori Brushless ULTRACT II
Servomotori Brushless ULTRACT
Descrizione generale di tipo
General data
La serie razionale di servomotori brushless Ultract II
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 II sono caratterizzati dai più alti
rapporti dimensione/coppia e dimensione/potenza
e grazie al controllo sinusoidale ed ai nuovi encoder
assoluti, 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 II sono disponibili dalla più piccola
dimensione 2, in forma quadra 55 mm, da 0.2 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 450 Nm e 60 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 II 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 particularly suited for direct
drive applications.
The Ultract II servomotors reach the highest torque/size
and power/size ratios in the industry. They are designed for
sinusoidal control and embody, as standard feedback device,
a 6 track sinusoidal optical encoder, custom designed
for motor operation, with independent bearings and high
temperature rating (120°C), which offer an absolute resolution
of 8 million points/rev thus affording the best motion uniformity
even at the lowest speed. 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 2 miniature servos,
starting at 0.2 Nm, which fit in a 55 mm square frame,
for micropositioning, small components handling, DC
and stepper motor replacement, to the Size 13 large motors,
which reach to 450 Nm and 60 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.
II
Brushless Servomotors ULTRACT II
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
Raffreddamento
Cooling
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
waveform
Incorporata a mezzo PTC
PTC
Serie pesante lubrificati per 30,000 h;
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
Cylindrical without keyway, tolerance j6,
for interference mounting with shrink
rings; axial threaded hole
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 con ventilatore asservito
alla sovratemperatura e ventilazione in doppia
camera sopra la carcassa, conservando
la protezione IP 54
Qualunque
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
Any
Flanged B5
Minimizzata per ottimizzare le caratteristiche EMC
Minimized EMC impact
IP 54
IP 54
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 a molle
Safety brake, spring technology
Albero con chiavetta
Keyway on shaft
Doppia uscita d’albero
Second shaft output
IP 65 con tenuta sull’albero e scarico d’olio
per calettamento diretto su riduttori
IP 65 with shaft lip seal and oil
exhaust for direct gearbox coupling
Encoder digitale 120°C, uscita line driver,
con tracce di commutazione: risoluzioni
disponibili: 1024-2048-4096 impulsi/giro
(fino a 2048 per serie Minact); resolver 2 poli;
sensore Hall per commutazione con servizio
in controllo di coppia
Digital encoder, 6 track with commutation
tracks, line driver output, 5 V, 120°C;
resolutions available: 1024, 2048, 4096
p/rev (max 2048 for Size 2);
2 pole brushless resolver; hall sensor set
for simple torque/current control
Coppia frenante ≥ Tn
Holding torque ≥ Tn
(sconsigliato per applicazioni dinamiche e con
inerzia del carico superiore a quella del motore)
(not recommended especially
whenever the load inertia exceeds
the motor inertia)
Panoramica dei motori disponibili
Available motor types
2
4
5
7
10
13
Taglia Motore
Codici Disponibili
Disp. avv.
Motor size
Available codes
Av. wind.
2 (Minact)
(motore - motor ❑
/ 55) UL 2 ❑❑
UL
2 2 50
0.2 Nm
UL
2 4 50
0.37 Nm
UL
2 6 50
0.54 Nm
UL
2 8 50
0.75 Nm
2, 4, 5
4 (motore - motor ❑
/ 80)
UL 4 ❑❑ 30.2,.3
UL
4 03 30
2.8 Nm
UL
4 05 30
5 Nm
UL
4 06 30
6.5 Nm
UL
4 08 30
8.2 Nm
2e3
5 (motore - motor ❑
/ 100)
UL 5 ❑❑ 40.2,.3
UL
5 03 40
4.3 Nm
UL
5 05 40
7.7 Nm
UL
5 08 40
10 Nm
UL
5 11 40
13 Nm
2e3
7 (motore - motor ❑
/ 145)
UL 7 ❑❑ 15.3, UL 7 ❑❑ 30.2,
UL 7 ❑❑ 30.3
UL
7 08 XX
12.5 Nm
UL
7 14 XX
21 Nm
UL
7 19 XX
28 Nm
UL
7 26 XX
34 Nm
2 e 3,
1500 e 3000
rpm
10 (motore - motor ❑
/ 200)
UL 10 ❑❑ 10,20,30
UL
10 04 XX
33 Nm
UL
10 07 XX
61 Nm
UL
10 10 XX
88 Nm
UL
10 13 XX
115 Nm
1000, 2000,
3000 rpm
UL
10 04 XX F
43 Nm
UL
10 07 XX F
92 Nm
UL
10 10 XX F
124 Nm
UL
10 13 XX F
129 Nm
1000, 2000,
3000 rpm
UL
13 10 XX
100 Nm
UL
13 20 XX
190 Nm
UL
13 30 XX
280 Nm
UL
13 40 XX
360 Nm
1000, 2000,
3000 rpm
UL
13 10 XX F
130 Nm
UL
13 20 XX F
255 Nm
UL
13 30 XX F
370 Nm
UL
13 40 XX F
480 Nm
1000, 2000,
3000 rpm
10 (motore - motor ❑
/ 200)
UL 10 ❑❑ 10,20,30, F
(servoventilato - fan cooled)
13 (motore - motor ❑
/ 264)
UL 13 ❑❑ 10,20,30
13 (motore - motor ❑
/ 264)
UL 13 ❑❑ 10,20,30, F
(servoventilato - fan cooled)
Codifica motori
Motor order coding
Codice motore Ultract II
Ultract II order coding
❑❑
❑❑
Identificativo
di taglia,
esprime
l’altezza d’assi
in cm.
Taglie
disponibili:
-2-4-5-7
- 10 - 13.
Identificativo
della coppia
motore ad
asse bloccato,
1 digit solo,
Nm*0.1, per
Minact;
Nm per 4,5,7;
Nm*10 per
10,13
Size, (approx.
shaft height
in cm).
Available sizes:
2 (motor ❑
/ 55);
4 (motor ❑
/ 80);
5 (motor ❑
/ 100);
7 (motor ❑
/ 145);
10 (motor ❑
/ 200);
13 (motor ❑
/ 264);
❑❑
Identificativo
della velocità
nominale,
rad/s*10
Nominal speed
identifier,
rad/s*10
Locked rotor
motor torque
identifier,
1 digit for size 2,
Nm*0.1;
Nm for sizes
4,5,7; Nm*10
for sizes 10,13
UL II
❑
❑
❑
Identificativo
della tensione di
esercizio
alla velocità
nominale:
1) 110/125 Vac
2) 220/240 Vac
3) 380/440 Vac
4) 24 Vdc
5) 48 Vdc
6) 460 Vac
Identificativo
del sensore
A: assente
S: sincos 2048 i/giro
+ 1 ciclo/giro, uscita
differenziale
R: resolver 2 poli
E: encoder 1024
i/giro
F: encoder 2048
i/giro
G: encoder 4096
i/giro
H: sensore di Hall (4
impulsi/giro su tre
fasi, open collector)
Campi per accessori
cumulabili
K: albero con
chiavetta
B: freno di sicurezza
F: servoventilazione
I: IP 65
X: esecuzione
speciale (vedi note)
M: morsettiera
motore
E: predisposizione
encoder addizionale
C: terminazione a
cavo libero
Nominal voltage
at nominal speed
identifier:
1) 110/125 Vac
2) 220/240 Vac,
3) 380/440 Vac
4) 24 Vdc
5) 48 Vdc
6) 460 Vac
ESEMPIO DI CODIFICA PER ORDINAZIONE
UL-II 100710.3.E.B.I Motore tipo UL 100710 (~ 70 Nm, 1000 rpm, 380 Vac)
con encoder digitale 1024 i/giro, freno di sicurezza, protezione IP 65.
Sensor identifier:
A: no sensor
S: sinus 2048 cy/rev + 1
cy/rev, differential
output
R: 2 pole Resolver;
E: encoder 1024 cy/rev
F: encoder 2048 cy/rev
G: encoder 4096 cy/rev
H: hall sensor (three
phase, open collector)
Accessories fields, can
be cascaded
K: keyway on shaft
B: safety brake
F: forced cooling
I: IP 65
X: special (detailed in
notes)
M: terminals in
connection box
E: additional encoder
mounting kit
C: pigtails
ORDER CODE EXAMPLE:
UL-II 100710.3.E.B.I Motor type UL 100710 (~ 7 Nm, 1000 rpm, 380 Vac)
digital encoder 1024 cy/rev, safety brake, protection IP 65.
R.C.V. S.r.l. si riserva di modificare nella forma e nei contenuti il suddetto catalogo senza preavviso alcuno
R.C.V. S.r.l. reserves to modify form and substances the present catalogue whitout any notice
Rev. 0 aprile 01
Ultract II
LA RIVOLUZIONE DEI BRUSHLESS,
I MOTORI COPPIA E LA SOPPRESSIONE DEI RIDUTTORI
Una delle più interessanti possibilità offerte dalla serie Ultract II 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 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 drasticamente 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.
➟➟➟➟➟➟➟➟➟➟➟
Ultract II
From gears to ULTRACT II technology
LTRACT I
Dagli ingranaggi alla tecnologia
THE BRUSHLESS MOTOR REVOLUTION:
CUSTOM AC “ TORQUE” SERVOMOTORS INSTEAD OF GEARBOXES
The Ultract II 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 Ke and Kt 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
■
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 Ke 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.
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.
Specifiche tecniche Minact, Minact-S
Technical Data Summary Minact, Minact-S
Motor Identifier
Symbol 22505
22502
24505
24502
26505
26502
28505
28502
212502
Units
Reference Data
Nominal torque, S1, 0 speed (DT=65°C, in air) 1)
Tn
0.20
0.19
0.37
0.38
0.53
0.55
0.76
0.74
1.28
Nmrms
Nominal torque, c. duty, 0 speed (DT=65°C, in air) 1)
T135
0.22
0.22
0.41
0.42
0.59
0.61
0.87
0.85
1.82
Nmrms
Base speed
wn
523
523
523
523
523
523
523
523
523
rad/s
Nominal power, 1)
Pn
72
71
142
145
203
210
302
294
456
W
Nominal power, 2)
Pf
88
87
157
160
228
235
342
334
733
W
Torque at max. speed 1)
Tw
0.14
0.14
0.27
0.28
0.39
0.40
0.58
0.56
0.87
Nmrms
Torque at max. speed 2)
Twf
0.17
0.17
0.30
0.31
0.43
0.45
0.65
0.64
1.40
Nmrms
Peak torque, S.l.R. 10%
Tpk
0.70
0.70
1.29
1.32
1.88
1.94
2.76
2.69
5.75
Nmrms
rad/s
Physical Data
Maximum speed
wmax
900
900
900
900
900
900
900
900
900
Rotor inertia
Jm
0.012
0.012
0.020
0.020
0.027
0.027
0.035
0.035
0.035
Acceleration at peak torque
apk
59822
59165
66151
67551
68974
71221
78748
76873
164,369
Max. shock on motor, any direction
S
200
200
200
200
200
200
200
200
200
m/s2
Max. vibration, radial
Vr
200
200
200
200
200
200
200
200
200
m/s2
Max. vibration, axial
Va
50
50
40
40
30
30
20
20
20
m/s2
Shaft torsional resonance frequency 3)
fm
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
2500
2500
1200
1200
1200
Hz
Mass (excluding encoder)
M
0.85
0.85
1.2
1.2
1.6
1.6
1.89
1.89
1.89
kg
W
Insulation
mkgm2
rad/s2
Class F
Convection (IC0041)
IP 54/65
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Motor losses at nominal power, DT 65C
Ln
35
35
40
40
45
45
55
55
55
Thermal impedance, motor to air
Rtha
1.86
1.86
1.63
1.63
1.44
1.44
1.18
1.18
1.18
°C/W
Thermal impedance, motor to air+flange
Rthf
1.45
1.45
1.35
1.35
1.16
1.16
0.90
0.90
0.90
°C/W
Thermal capacity
Cth
534
534
753
753
1005
1005
1187
1187
1187
J /°C
Thermal time constant in air
ta
991
991
1224
1224
1451
1451
1403
1403
1403
s
No load losses at base speed
L0
12.75
12.75
15.50
15.50
18.25
18.25
21.00
21.00
28.00
W
Treshold of built-in PTC
PTCt
130
130
130
130
130
130
130
130
130
°C
Electrical Data
Pole number
PN
Connection
4
4
4
4
4
4
4
4
4
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Back E.M.F. between phases 5)
Ke
0.05
0.27
0.06
0.31
0.06
0.33
0.07
0.35
0.35
Vs
Torque constant 5)
Kt
0.09
0.47
0.11
0.54
0.11
0.57
0.11
0.60
0.60
Nm/Arms
Temperature coefficien of E.M.F. and Kt
dKe/dT
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
%/°C
Winding resistance, 50°C 5)
Rw
4.22
107.81
1.78
42.66
1.00
25.00
0.64
19.00
6.39
Ohm
Winding inductance 5)
Lw
11
283
3.75
94
1.70
45
1.02
29
8
Nominal voltage
Vn
35
209
40
197
38
195
38
204
193
Vrms
E.M.F. at 1000 rpm
V1000
6
28
7
33
7
34
7
36
36
Vrms
Nominal current, zero speed
In0
2.24
0.44
3.69
0.75
5.22
1.04
7.24
1.32
2.28
Arms
Nominal current at rated power 1)
In
1.79
0.35
2.89
0.59
4.03
0.81
5.69
1.04
1.60
Arms
Peak current
Ipk
7.46
1.48
11.91
2.43
17.17
3.43
24.39
4.46
9.54
Arms
Frequency
fn
167
167
167
167
167
167
167
167
167
Hz
Efficiency at rated power
n
0.61
0.67
0.78
0.78
0.82
0.82
0.85
0.84
0.89
Min. demag. current, 125°C
Idm
11
2
18
4
26
5
36
7
27
Test conditions
I ) Motor suspended in horizontal position in free still air, ambient temperature = 20°C
2) Motor flanged to 20 mm thick 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%
mH
Apk
Model L1(mm) Ltot
2250
82
169
2450
102
189
2650
122
209
2850
142
229
21250
142
229
2 CABLE GLANDS M16
31
19
2.5
77.5
55
M4
9 j6
40 j6
0.04
2
5.2
10
0.04
9
59
L1
55
Ltot
62
2
Curve delle prestazioni
Safe operating areas
MINACT 22xx.x
MINACT 24xx.x
0.5
1
0.4
0.8
MINACT 26xx.x
2
0.2
Coppia Nm
Coppia Nm
0.3
0.6
0.4
1
0.5
0.1
0
1000
2000
3000
4000
0
5000
0
1000
Velocità rpm
■ S1, 65 C DT
2000
3000
4000
0
5000
0
1000
Velocità rpm
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
■ S1, 65 C DT
2000
3000
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
MINACT 28xx.x
■ S1, 65 C DT
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
MINACT 212xx.x
5
2
4
1.5
1
3
2
0.5
1
0
0
1000
2000
3000
4000
0
5000
0
1000
2000
Velocità rpm
■ S1, 65 C DT
3000
4000
5000
Velocità rpm
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
■ S1, 65 C DT
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
MINACT (UL II-2)
1•104
1000
800
1000
■
■
600
F (␻)
N (F)
400
100
200
10
100
1000
1•104
4000
Velocità rpm
Coppia Nm
0
0.2
Coppia Nm
Coppia Nm
1.5
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.
5000
Specifiche tecniche Ultract II - 4
Technical Data Summary Ultract II Frame Size 4
Motor Identifier
Symbol 403302 403303 405302 405303 406302 406303 408302 408303 Units
Reference Data
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed, DT=100C
T100
2.85
2.79
5.01
4.70
6.49
6.29
8.01
8.20
Nmrms
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed, (DT=65°C, in air) 1)
Tn
2.29
2.25
4.04
3.79
5.23
5.07
6.46
6.61
Nmrms
Base speed
wn
314
314
314
314
314
314
314
314
rad/s
Nominal power, S1 65C 1)
Pn
573
562
990
927
1259
1219
1538
1575
W
Nominal power, S1 100C 2)
P100
835
820
1463
1347
1824
1767
2216
2269
W
Torque at max. speed 1)
Tw
1.82
1.79
3.15
2.95
4.01
3.88
4.90
5.02
Nmrms
Torque at max. speed 2)
Tw100
2.66
2.61
4.57
4.29
5.81
5.63
7.06
7.22
Nmrms
Peak torque, S.l.R. 10%
Tpk
7.65
7.51
13.47
12.63
17.45
16.91
21.54
22.05
Nmrms
Maximum speed
wmax
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
rad/s
Rotor inertia
Jm
0.10
0.10
0.29
0.29
0.41
0.41
0.50
0.50
mkgm2
Acceleration at peak torque
apk
76478
75103
46437
43548
42549
41233
43074
44100
Max. shock on motor, any direction
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
40
40
30
30
30
30
30
20
m/s2
Shaft torsional resonance frequency 3)
fm
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
700
700
400
400
Hz
Mass
M
2.7
2.7
4
4
5
5
6.2
6.2
kg
Physical Data
Insulation
rad/s2
Winding: Class H; Motor: Class F
Natural convection IC0041
IP 54/IP65
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Motor losses at nominal power, DT 65C
Ln
85
85
93
93
103
103
115
115
W
Thermal impedance, motor to air
Rtha
0.76
0.76
0.69
0.69
0.63
0.63
0.56
0.56
°C/W
Thermal impedance, motor to air+flange
Rthf
0.62
0.62
0.58
0.58
0.53
0.53
0.48
0.48
°C/W
Thermal capacity
Cth
2260
2260
3140
3140
4081
4081
4898
4898
J /°C
Thermal time constant in air
ta
1729
1729
2194
2194
2576
2576
2768
2768
s
No load losses at base speed
L0
26
26
33
33
39
39
45
45
W
Treshold of built-in PTC
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
0.54
0.98
0.55
0.86
0.55
0.97
0.55
0.98
Vs
Torque constant
Kt
0.93
1.70
0.96
1.49
0.96
1.67
0.96
1.70
Nm/Arms
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
7.04
24.42
2.63
7.23
1.74
5.66
1.27
3.83
Ohm
Winding inductance (1000Hz)
Lw
10.11
33.79
5.35
12.94
3.56
10.91
2.67
8.45
mH
Nominal voltage
Vn
183
336
183
285
181
317
180
320
Vrms
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
169
309
174
270
174
304
174
309
Vrms
Nominal current, zero speed, DT=100C
In0
3.22
1.73
5.51
3.32
7.14
3.95
8.81
5.07
Arms
Nominal current at nom. power 1)
In
2.16
1.16
3.58
2.16
4.55
2.52
5.54
3.19
Arms
Peak current
Ipk
8.22
4.41
14.07
8.48
18.23
10.09
22.50
12.96
Arms
Frequency
fn
200
200
200
200
200
200
200
200
Efficiency at rated power
n
0.87
0.87
0.91
0.91
0.92
0.92
0.93
0.93
Min. demag. current, 125°C
Idm
69
38
135
87
203
116
270
152
Apk
Winding capacitance to ground
Wc
2.00
2.00
3.00
3.00
4.00
400
5.00
5.00
nF
Test conditions
I ) Motor suspended in horizontal position in free still air, ambient temperature = 20°C
2) Motor flanged to 20 mm thick 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%
Hz
Type A(mm)
403x
192
405x
235,5
406x
278,5
408x
321,5
59.5
80
30
SIGNAL: M16 HOLE
2,5
POWER: M16 HOLE
0
110.5
85
M6
0
70 j6
14 j6
108
0.04
20
0.04
15
80
A
85
0
100
4
4
Curve delle prestazioni
Safe operating areas
ULTRACT II 403xx.x
ULTRACT II 405xx.x
10
20
8
Coppia Nm
Coppia Nm
15
6
4
10
5
2
0
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
0
500
1000
Velocità rpm
■ S1, 65 C DT
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
■ S1, 65 C DT
2000
2500 3000
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
ULTRACT II 408xx.x
20
15
15
Coppia Nm
Coppia Nm
ULTRACT II 406xx.x
20
10
5
0
1500
Velocità rpm
10
5
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
0
500
Velocità rpm
■ S1, 65 C DT
1000
1500
2000
2500 3000
Velocità rpm
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
■ S1, 65 C DT
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
UL II-4xxxx.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.
Specifiche tecniche Ultract II - 5
Technical Data Summary Ultract II Frame Size 5
Motor Identifier
Symbol 503402 503403 505402 505403 508402 508403 511402 511403 Units
Reference Data
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed, DT=100C
T100
4.30
4.26
7.46
7.68
10.17
9.98
13.22
13.57
Nmrms
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed, (DT=65°C, in air) 1)
Tn
3.47
3.43
6.01
6.19
8.20
8.05
10.66
10.94
Nmrms
Base speed
wn
419
419
419
419
419
419
419
419
Nominal power, S1 65C 1)
Pn
1097
1085
1655
1707
1971
1926
2382
2447
W
Nominal power, S1 100C 2)
P100
1840
1821
3016
3107
3894
3822
4876
5005
W
Torque at max. speed 1)
Tw
2.62
2.59
3.95
4.08
4.71
4.60
5.69
5.84
Nmrms
Torque at max. speed 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%
Tpk
11.56
11.44
20.05
20.65
27.33
26.83
35.53
36.47
Nmrms
rad/s
Physical Data
Maximum speed
wmax
700
700
700
700
700
700
700
700
rad/s
Rotor inertia
Jm
0.10
0.10
0.29
0.29
0.41
0.41
0.50
0.50
mkgm2
Acceleration at peak torque
apk
115607 114419
68416
70490
66186
64962
70922
72795
Max. shock on motor, any direction
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
Shaft torsional resonance frequency 3)
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
Insulation
rad/s2
Winding: Class H; Motor: Class F
Convection (IC0041)
IP 54
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Motor losses at nominal power, DT 65C
Ln
102
102
110
110
122
122
135
135
W
Thermal impedance, motor to air
Rtha
0.64
0.64
0.59
0.59
0.53
0.53
0.48
0.48
°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
Thermal time constant in air
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
Treshold of built-in PTC
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
0.79
Vs
Torque constant
Kt
0.72
1.26
0.75
1.32
0.69
1.29
0.69
1.38
Nm/Arms
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)
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
Vrms
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
130
229
135
239
125
234
125
250
Vrms
Nominal current, zero speed, DT=100C
In0
6.31
3.55
10.53
6.13
15.55
8.14
20.22
10.37
Arms
Nominal current at nom. power 1)
In
3.98
2.24
5.78
3.37
7.49
3.90
9.04
4.64
Arms
Peak current
Ipk
16.12
9 .07
26
15
39
20
51
26
Arms
Frequency
fn
267
267
267
267
267
267
267
267
Efficiency at rated power
n
0.91
0.91
0.94
0.94
0.94
0.94
0.95
0.95
Min. demag. current, 125°C
Idm
32
18
54
31
79
42
103
53
Winding capacitance to ground
Wc
1.88
1.88
3.75
3.75
5.63
5.63
7.50
7.50
Test conditions
I ) Motor suspended in horizontal position in free still air, ambient temperature = 20°C
2) Motor flanged to 20 mm thick 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%
Remark: All quantities are in S.I. units, 20°C unless stated otherwise
Hz
Apk
nF
Type A(mm)
503x
216
505x
258
508x
300
511x
348
90° turnable connector box
Possibile rotazione di 90°
114
POWER: CONNECTOR TYPE
MS 22-22P OR M20
SIGNAL: CONNECTOR TYPE
IPT 12-14P
40
0.04
9.5
100
M6
19 j6
B5 FLANGE
95 j6
163
3
M8
B14 FLANGE
20
0.04
7.5
100
A
115
5
Curve delle prestazioni
Safe operating areas
5
ULTRACT II 503xx.x
ULTRACT II 505xx.x
20
10
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
■
S1, 65 C DT
Velocità rpm
■
S1, 65 C DT
■
S1, 100 C DT
Velocità rpm
■
S3, 20%, 5’
50
40
40
30
20
10
0
■ S3, 20%, 5’
ULTRACT II 511xx.x
50
Coppia Nm
Coppia Nm
ULTRACT II 508xx.x
■
S1, 100 C DT
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.
Specifiche tecniche Ultract II - 7
Technical Data Summary Ultract II Frame Size 7
Motor Identifier
Symbol 704302 708153 708302 708303 714153 714302 714303 719153 719302 719303 726153 726302 726303 Units
Reference Data
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed, DT=100C
T100
6.33 12.59 12.42 11.73 21.84 21.63 21.58 28.60 29.22 28.92 35.83 36.01 36.76 Nmrms
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed, (DT=65°C, in air) 1)
Tn
5.10 10.15 10.01
9.46 17.61 17.44 17.40 23.06 23.56 23.32 28.88 29.03 29.64 Nmrms
Base speed
wn
314
314
Nominal power, S1 65C 1)
Pn
1429 1525 2627 2479 2566 3803 3794 3270 4125 4082 4004 3785 3868 W
Nominal power, S1 100C 2)
P100
2253 2184 4104 3878 3672 6595 6581 4679 8264 8179 5726 9480 9678 W
Torque at max. speed 1)
Tw
4.55
Torque at max. speed 2)
Tw100
7.17 13.91 13.07 12.35 23.39 21.00 20.96 29.80 26.32 26.05 36.47 30.19 30.82 Nmrms
Peak torque, S.l.R. 10%
Tpk
157
9.72
314
8.36
157
314
314
157
314
314
157
314
314 rad/s
7.90 16.34 12.11 12.08 20.83 13.14 13.00 25.51 12.06 12.32 Nmrms
17.01 33.83 33.38 31.54 58.72 58.14 58.01 76.88 78.55 77.74 96.30 96.80 98.82 Nmrms
Physical Data
Maximum speed
wmax
700
700
700
700
700
700
700
700
700
700
700
700
700 rad/s
Rotor inertia
Jm
0.70
0.73
0.73
0.73
1.35
1.35
1.35
1.83
1.83
1.83
2.42
2.42
2.42 mkgm2
Acceleration at peak torque
apk
Max. shock on motor, any direction
S
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Max. vibration, radial
Vr
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Max. vibration, axial
Va
50
50
50
50
40
40
40
30
30
30
30
30
Shaft torsional resonance frequency 3)
fm
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A. 1200 1200 1200
600
600
600 Hz
Mass
M
7.4
11
11
11
15
15
20
26
26
26 kg
202
222
222
222 W
24307 46341 45724 43205 43493 43064 42968 42009 42922 42482 39794 40000 40833 rad/s2
Insulation
15
20
20
20 m/s2
Winding: Class H; Motor: Class F
Convection (IC0041)
IP 54
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Motor losses at nominal power, DT 65C
Ln
125
162
162
162
Thermal impedance, motor to air
Rtha
0.52
0.37
0.37
0.37 0.357 0.357 0.357 0.322 0.322 0.322 0.293 0.293 0.293 °C/W
Thermal impedance, motor to air+flange
Rthf
0.32 0..27
0.27
0.27
Thermal capacity
Cth
4646 5965 5965 5965 8602 8602 8602 11239 11239 11239 13877 13877 13877 J /°C
Thermal time constant in air
ta
2416 2207 2207 2207 3072 3072 3072 3617 3617 3617 4063 4063 4063 s
No load losses at base speed
L0
Treshold of built-in PTC
PTCt
182
0.25
182
0.25
182
0.25
202
0.23
202
0.23
0.23
0.22
0.22
0.22 °C/W
23
11
45
45
23
90
90
34
135
135
45
180
180 W
130
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
8
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Back E.M.F., 20°C 5)
Ke
0.54
1.85
0.57
1.00
1.94
0.57
1.02
1.96
0.60
1.02
1.94
0.57
1.02 Vs
Torque constant
Kt
0.94
3.20
0.99
1.73
3.35
0.99
1.77
3.40
1.04
1.77
3.35
0.99
1.77 Nm/Arms
Temperature coefficient of E.M.F
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 -0.09 %/°C
Winding resistance, 20°C 5)
Rw
2.12
3.32
0.29
0.95
2.21
0.20
0.59
1.50
0.13
0.40 Ohm
Winding inductance (1000Hz)
Lw
7.22 42.25
4.00 12.25 23.12
2.00
6.48 15.87
1.47
4.32 11.56
1.00
3.24 mH
Nominal voltage
Vn
184
322
189
331
325
184
332
326
191
328
318
181
325 Vrms
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
170
581
179
313
608
179
322
617
188
322
608
179
322 Vrms
Nominal current, zero speed, DT=100C
In0
7.12
4.14 13.26
7.16
6.86 23.10 12.80
8.85
29.7
17
11
38
21 Arms
Nominal current at nom. power 1)
In
5.19
3.22
4.91
5.18 13.24
6.51 13.80
7.97
8.10 1349
7.65 Arms
Peak current
Ipk
18
10
33
18
17
58
32
22
75
43
28
98
Frequency
fn
200
100
200
200
100
200
200
100
200
200
100
200
200 Hz
Efficiency at rated power
n
0.92
0.90
0.94
0.94
0.93
0.95
0.95
0.94
0.95
0.95
0.95
0.94
0.95
Min. demag. current, 125°C
Idm
24
14
45
26
26
90
50
39
129
75
53
180
100 Apk
Winding capacitance to ground
Wc
4.00
8.00
8.00
8.13
0.79
9.09
2.71
7.34
55 Arms
8.00 16.00 16.00 16.00 24.00 24.00 24.00 32.00 32.00 32.00 nF
Test conditions
I ) Motor suspended in horizontal position in free still air, ambient temperature = 20°C
2) Motor flanged to 20 mm thick 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%
Remark: All quantities are in S.I. units, 20°C unless stated otherwise
165
Type A(mm)
708x
245
714x
289
719x
349
726x
400
130 j6
90° turnable connector box
Possibile rotazione di 90°
SIGNAL: CONNECTOR TYPE
IPT 12-14P
114
POWER: CONNECTOR TYPE
MS 22-22P OR M20
50
0.05
11
207
M8
145
24 j6
B5 FLANGE
M8
B14 FLANGE
21
0.05
3.5
95 j6
12
115
A
145
7
Curve delle prestazioni
Safe operating areas
ULTRACT II 714xx.x
50
40
40
Coppia Nm
Coppia Nm
ULTRACT II 708xx.x
50
30
20
10
0
7
30
20
10
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
0
500
1000
Velocità rpm
■ S1, 65 C DT
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
■ S1, 65 C DT
2000
2500 3000
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
ULTRACT II 726xx.x
100
80
80
Coppia Nm
Coppia Nm
ULTRACT II 719xx.x
100
60
40
20
0
1500
Velocità rpm
60
40
20
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
0
500
Velocità rpm
■ S1, 65 C DT
1000
1500
2000
2500 3000
Velocità rpm
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
■ S1, 65 C DT
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
UL II-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
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.
Specifiche tecniche Ultract II - 10
Technical Data Summary Ultract II Frame Size 10
Convezione Naturale (Convection Cooling)
Motor Identifier
Symbol 1004103 1004203 1004303 1007103 1007203 1007303 1010103 1010203 1010303 1013103 1013203 1013303 Units
Reference Data
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed, DT=100C
T100
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed, (DT=65°C, in air) 1) Tn
30
30
30
57
57
57
82
80
82
106
105
24
25
25
46
46
46
66
64
66
86
85
105
209
105 Nmrms
85 Nmrms
Base speed
wn
105
209
314
105
209
314
105
209
314
Nominal power, S1 65C 1)
Pn
2347
4405
5590
4390
7555
7383
6318
9978
6253
Nominal power, S1 100C 2)
P100
3371
6632
9410
6193 11691 15645
8751 15700 20430 11161 19931 24415 W
Torque at max. speed 1)
Tw
22.42
21.04
17.80
41.94
36.09
23.51
60.37
47.67
19.91
78.11
59.61
8.06 Nmrms
Torque at max. speed 2)
Tw100
32.21
31.68
29.97
59.17
55.85
49.83
83.60
75.00
65.06 106.63
95.21
77.75 Nmrms
Peak torque, S.l.R. 10%
Tpk
80.56
81.70
81.70 151.99 151.99 151.99 220.07 213.87 220.07 286.13 282.13 282.13 Nmrms
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
6
6
6
9
9
9
12
12
12
15
15
8175 12478
314 rad/s
2529 W
Physical Data
Maximum speed
wmax
Rotor inertia
Jm
Acceleration at peak torque
apk
Max. shock on motor, any direction
S
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Max. vibration, radial
Vr
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Max. vibration, axial
Va
50
50
50
40
40
40
30
30
30
30
30
Shaft torsional resonance frequency 3)
fm
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
1200
1200
1200
450
450
450 Hz
Mass
M
32
32
32
43
43
43
55
55
55
68
68
68 kg
400 rad/s
15 mkgm2
13426 13616 13616 16888 16888 16888 18339 17822 18339 19075 18809 18809 rad/s2
Insulation
20 m/s2
Winding: Class H; Motor: Class F
Convection (IC0041)
IP 54
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Motor losses at nominal power, DT 65C
Ln
Thermal impedance, motor to air
Rtha
410 W
Thermal impedance, motor to air+flange
Rthf
Thermal capacity
Cth
Thermal time constant in air
ta
5291
5291
5291
6056
6056
6056
6462
6462
6462
6769
6769
No load losses at base speed
L0
31
65
121
43
110
223
54
155
324
65
200
405 W
Treshold of built-in PTC
PTCt
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130 °C
270
270
270
310
310
310
360
360
360
410
410
0.241
0.241
0.241
0.21
0.21
0.21
0.181
0.181
0.181
0.159
0.159
0.159 °C/W
0.17
0.17
0.17
0.15
0.15
0.15
0.14
0.14
0.14
0.12
0.12
0.12 °C/W
21977 21977 21977 28883 28883 28883 35790 35790 35790 42697 42697 42697 J /°C
6769 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
Back E.M.F., 20°C 5)
Ke
2.78
1.43
0.95
2.86
1.43
0.95
2.86
1.43
0.95
2.86
1.59
Torque constant
Kt
4.81
2.48
1.65
4.95
2.48
1.65
4.95
2.48
1.65
4.95
2.75
Temperature coefficient of E.M.F
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
Winding resistance, 20°C 5)
Rw
5.40
1.39
0.62
1.84
0.46
0.20
1.02
0.27
0.11
0.69
0.22
0.079 Ohm
Winding inductance (1000Hz)
Lw
53.76
14.22
6.32
28.44
7.11
3.16
18.96
4.74
2.11
14.22
4.39
1.58 mH
Nominal voltage
Vn
329
324
316
327
316
307
323
312
302
321
345
300 Vrms
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
873
449
299
898
449
299
898
449
299
898
499
299 Vrms
Nominal current, zero speed, DT=100C
In0
6.55
12.92
19.38
12.02
24.04
36.06
17.40
33.83
52.21
22.63
40.16
66.94 Arms
Nominal current at nom. power 1)
In
4.97
9.08
11.60
9.00
15.57
15.45
12.94
20.58
13.36
16.73
23.17
5.96 Arms
Peak current
Ipk
16.73
33.00
49.49
30.69
61.39
92.08
44.44
86.38 133.32
Frequency
fn
67
133
200
67
133
200
67
133
200
67
133
200 Hz
Efficiency at rated power
n
0.90
0.94
0.95
0.93
0.96
0.96
0.95
0.97
0.95
0.95
0.97
0.86
Min. demag. current, 125°C
Idm
69
135
203
135
270
405
203
405
608
270
486
Winding capacitance to ground
Wc
16.00
16.00
16.00
32.00
32.00
32.00
48.00
48.00
48.00
64.00
64.00
Test conditions
I ) Motor suspended in horizontal position in free still air, ambient temperature = 20°C
2) Motor flanged to 20 mm thick 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%
Remark: All quantities are in S.I. units, 20°C unless stated otherwise
0.95 Vs
1.65 Nm/Arms
57.78 102.55 170.92 Arms
810 Apk
64.00 nF
141
Type D(mm) A(mm)
SIGNAL: M20 HOLE
1004
157
255
232
330
1010
306
405
1013
381
480
POWER: M32 HOLE
4
LIFTING TOOLS
GOLFARI
200
100
14.5
M12
180 j6
42 j6
272
1007
82
25
12
OPTION: BASEPLATE
OPZIONE: PIEDI D’APPOGGIO
40
12
200
D
215
A
216
236
10
Curve delle prestazioni
Safe operating areas
ULTRACT II 1007xx.x
100
80
80
Coppia Nm
Coppia Nm
ULTRACT II 1004xx.x
100
60
40
20
0
60
40
20
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
0
500
1000
Velocità rpm
■ S1, 65 C DT
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5 MIN.
■ S1, 65 C DT
2000
2500 3000
10
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5 MIN.
ULTRACT II 1013xx.x
200
150
150
Coppia Nm
Coppia Nm
ULTRACT II 1010xx.x
200
100
50
0
1500
Velocità rpm
100
50
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
0
500
Velocità rpm
■ S1, 65 C DT
1000
1500
2000
2500 3000
Velocità rpm
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5 MIN.
■ S1, 65 C DT
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5 MIN.
UL II-10xxxx.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
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.
Specifiche tecniche Ultract II - 10F
Technical Data Summary Ultract II Frame Size 10F
Ventilazione Forzata (Forced Cooling)
Motor Identifier
1004303 1007103 1007203 1007303 1010103 1010203 1010303 1013103 1013203 1013303 Units
Symbol 1004103 1004203
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
Reference Data
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed, DT=100C
T100
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed, (DT=65°C, in air) 1) Tn
47
48
48
85
85
85
118
115
118
149
147
160 Nmrms
38
38
38
69
69
69
95
93
95
120
118
129 Nmrms
209
314
105
209
314
105
209
314
105
209
314 rad/s
Base speed
wn
105
Nominal power, S1 65C 1)
Pn
3828
Nominal power, S1 100C 2)
P100
4832
9659 14125
8690 16892 24069 11986 22360 31958 14972 28011 41907 W
Torque at max. speed 1)
Tw
36.57
36.07
34.23
65.99
62.37
55.87
Torque at max. speed 2)
Tw100
46.17
46.14
44.98
83.03
80.69
76.65 114.52 106.82 101.78 143.04 133.81 133.46 Nmrms
Peak torque, S.l.R. 10%
Tpk
7550 10748
6907 13056 17544
9554 17108 22229 11962 21229 28125 W
91.28
81.73
70.79 114.29 101.41
89.57 Nmrms
125.95 127.73 127.73 228.40 228.40 228.40 317.64 308.69 317.64 399.69 394.10 431.11 Nmrms
Physical Data
Maximum speed
wmax
Rotor inertia
Jm
Acceleration at peak torque
apk
Max. shock on motor, any direction
S
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Max. vibration, radial
Vr
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Max. vibration, axial
Va
50
50
50
40
40
40
30
30
30
30
30
Shaft torsional resonance frequency 3)
fm
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
1200
1200
1200
450
450
450 Hz
Mass
M
39
39
39
52
52
52
65
65
65
79
79
79 kg
750
800
800
800 W
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
6
6
6
9
9
9
12
12
12
15
15
400 rad/s
15 mkgm2
20991.1 21288.9 21288.9 25377.3 25377.3 25377.3 26470.1 25724.3 26470.1 26645.8 26273.1 28740.5 rad/s2
Insulation
20 m/s2
Winding: Class H; Motor: Class F
Forced cooling, air over frame
IP54 / IP65
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Motor losses at nominal power, DT 65C
Ln
Thermal impedance, motor to air
Rtha
Thermal impedance, motor to air+flange
Rthf
Thermal capacity
Cth
Thermal time constant in air
ta
2367
2367
2367
2919
2919
2919
3365
3365
3365
3756
4043
No load losses at base speed
L0
31
65
121
43
110
223
54
155
324
65
200
405 W
Treshold of built-in PTC
PTCt
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130 °C
660
660
660
700
700
700
750
750
0.09848 0.09848 0.09848 0.09286 0.09286 0.09286 0.08667 0.08667 0.08667 0.08125 0.08125 0.08125 °C/W
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.07
0.07
0.07
0.07
0.07
0.07 °C/W
24036 24036 24036 31433 31433 31433 38829 38829 38829 46226 49755 46226 J /°C
3756 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
Back E.M.F., 20°C 5)
Ke
2.78
1.43
0.95
2.86
1.43
0.95
2.86
1.43
0.95
2.86
1.59
Torque constant
Kt
4.81
2.48
1.65
4.95
2.48
1.65
4.95
2.48
1.65
4.95
2.75
Temperature coefficient of E.M.F
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
Winding resistance, 20°C 5)
Rw
5.40
1.39
0.62
1.84
0.46
0.20
1.02
0.27
0.11
0.69
0.22
0.07 Ohm
Winding inductance (1000Hz)
Lw
53.76
14.22
6.32
28.44
7.11
3.16
18.96
4.74
2.11
14.22
4.39
1.49 mH
Nominal voltage
Vn
364
356
346
353
339
330
344
330
321
338
362
317 Vrms
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
873
449
299
898
449
299
898
449
299
898
499
299 Vrms
Nominal current, zero speed, DT=100C
In0
10.24
20.20
30.30
18.06
36.12
54.19
25.12
48.82
75.36
31.61
56.10 102.28 Arms
Nominal current at nom. power 1)
In
8.06
15.47
22.07
14.11
26.74
36.08
19.51
35.06
45.80
24.43
39.17
Peak current
Ipk
26.16
51.59
77.38
46.12
92.25 138.37
Frequency
fn
67
133
200
67
133
200
67
133
200
67
133
200 Hz
Efficiency at rated power
n
0.85
0.92
0.94
0.91
0.95
0.96
0.93
0.96
0.97
0.94
0.96
0.97
Min. demag. current, 125°C
Idm
69
135
203
135
270
405
203
405
608
270
486
Winding capacitance to ground
Wc
16.00
16.00
16.00
32.00
32.00
32.00
48.00
48.00
48.00
64.00
64.00
64.14 124.68 192.43
Test conditions
I ) Motor suspended in horizontal position in free still air, ambient temperature = 20°C
2) Motor flanged to 20 mm thick 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%
Remark: All quantities are in S.I. units, 20°C unless stated otherwise
0.95 Vs
1.65 Nm/Arms
57.94 Arms
80.71 143.25 261.18 Arms
810 Apk
64.00 nF
Type D(mm) A(mm)
1010 F
354
495
1013 F
429
570
SIGNAL: M20 HOLE
82
0.05
4
LIFTING TOOLS
GOLFARI
112
25
296
420
224
280
14.5
200
1007 F
141
POWER: M32 HOLE
M12
345
42 j6
205
180 j6
1004 F
20
0.05
40
200
D
12
215
A
254
278
OPTION: BASEPLATE
OPZIONE: PIEDI D’APPOGGIO
10 F
Curve delle prestazioni
Safe operating areas
ULTRACT II 1004xx.xF
ULTRACT II 1007xx.xF
100
200
80
Coppia Nm
Coppia Nm
150
60
40
100
50
20
0
0
0
500
1000
1500
2000
2500 3000
0
500
1000
Velocità rpm
■ S1, 65 C DT
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
■ S1, 65 C DT
2000
2500 3000
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
ULTRACT II 1013xx.xF
500
400
400
Coppia Nm
Coppia Nm
ULTRACT II 1010xx.xF
500
300
200
100
0
1500
Velocità rpm
300
10
200
F
100
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
0
500
1000
Velocità rpm
■ S1, 65 C DT
1500
2000
2500 3000
Velocità rpm
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
■ S1, 65 C DT
CUSCINETTI: come taglia 10
(BEARINGS: see size 10)
ALIMENTAZIONE VENTILATORE
Tensione alimentazione
(FAN SUPPLY)
220 ⴞ 15%
VAC, 1 0.35
Arms
50 - 60
Hz
80
°C
Fan voltage
Corrente alimentazione
Fan current
Frequenza
Frequency
Temperature di accensione
Temperature treshold
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
Specifiche tecniche Ultract II - 13
Technical Data Summary Ultract II Frame Size 13
Convezione Naturale (Convection Cooling)
Motor Identifier
Symbol 1310103 1310203 1310303 1320103 1320203 1320303 1330103 1330203 1330303 1340103 1340203 1340303 Units
Reference Data
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed, DT=100C
T100
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed, (DT=65°C, in air) 1) Tn
94
92
92
176
179
175
255
255
254
332
332
334 Nmrms
75
74
74
142
144
141
206
206
205
267
267
269 Nmrms
105
209
314
105
209
314
105
209
314
105
209
314 rad/s
Base speed
wn
Nominal power, S1 65C 1)
Pn
Nominal power, S1 100C 2)
P100
Torque at max. speed 1)
Tw
84
78
70
158
145
113
228
199
138
296
251
150 Nmrms
Torque at max. speed 2)
Tw100
98
92
87
179
170
144
254
231
185
325
288
215 Nmrms
Peak torque, S.l.R. 10%
Tpk
251
246
248
473
480
469
685
685
682
891
891
898 Nmrms
Maximum speed
wmax
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400 rad/s
Rotor inertia
Jm
22
22
22
36
36
36
49
49
49
63
63
Acceleration at peak torque
apk
Max. shock on motor, any direction
S
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Max. vibration, radial
Vr
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Max. vibration, axial
Va
50
50
50
40
40
40
30
30
30
30
30
Shaft torsional resonance frequency 3)
fm
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
800
800
800
400
400
400 Hz
Mass
M
73
73
73
107
107
107
140
140
140
174
174
174 kg
8844 16408 22181 16577 30460 35524 23920 41762 43411 31006 52566 47379 W
10294 19451 27415 18811 35665 45451 26640 48407 58171 34025 60383 67698 W
Physical Data
63 mkgm2
11560 11336 11411 13328 13534 13239 13916 13916 13853 14146 14146 14258 rad/s2
Insulation
20 m/s2
Winding: Class H; Motor: Class F
Convection (IC0041)
IP 54
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Motor losses at nominal power, DT 65C
Ln
Thermal impedance, motor to air
Rtha
760 W
Thermal impedance, motor to air+flange
Thermal capacity
Thermal time constant in air
ta
4065
4065
4065
5461
5461
5461
6481
6481
6481
7261
7261
No load losses at base speed
L0
74
144
263
97
239
475
121
333
688
144
428
900 W
Treshold of built-in PTC
PTCt
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130 °C
490
490
490
580
580
580
670
670
670
760
760
0.132
0.132
0.132
0.112
0.112
0.112
0.097
0.097
0.097
0.085
0.085
0.085 °C/W
Rthf
0.094
0.094
0.094
0.083
0.083
0.083
0.075
0.075
0.075
0.068
0.068
0.068 °C/W
Cth
30642 30642 30642 48725 48725 48725 66809 66809 66809 84892 84892 84892 J /°C
7261 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
Back E.M.F., 20°C 5)
Ke
2.86
1.43
0.95
2.86
1.27
0.95
2.86
1.43
0.95
3.18
1.27
Torque constant
Kt
4.95
2.48
1.65
4.95
2.20
1.65
4.95
2.48
1.65
5.50
2.20
Temperature coefficient of E.M.F
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
Winding resistance, 20°C 5)
Rw
1.063
0.276
0.121
0.355
0.068
0.040
0.195
0.048
0.021
0.162
0.025
0.014 Ohm
Winding inductance (1000Hz)
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
346
334
326
337
291
316
333
323
311
367
285
307 Vrms
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
898
449
299
898
399
299
898
449
299
998
399
299 Vrms
Nominal current, zero speed, DT=100C
In0
19
39
58
37
85
111
54
108
161
63
158
213 Arms
Nominal current at nom. power 1)
In
18
33
45
33
70
73
48
85
89
56
121
98 Arms
Peak current
Ipk
50
99
150
95
218
284
138
276
413
161
404
544 Arms
Frequency
fn
67
133
200
67
133
200
67
133
200
67
133
200 Hz
Efficiency at rated power
n
0.95
0.97
0.98
0.97
0.98
0.98
0.97
0.98
0.98
0.98
0.99
0.98
Min. demag. current, 125°C
Idm
135
270
405
270
608
810
405
810
1215
486
1215
1620 Apk
Winding capacitance to ground
Wc
24
24
24
48
48
48
72
72
72
96
96
Test conditions
I ) Motor suspended in horizontal position in free still air, ambient temperature = 20°C
2) Motor flanged to 20 mm thick 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%
Remark: All quantities are in S.I. units, 20°C unless stated otherwise
0.95 Vs
1.65 Nm/Arms
96 nF
Type D(mm) A(mm)
1340
521
655
4
LIFTING TOOLS
GOLFARI
0.05
336
548
264
414
40
18
0.05
19
1330
SIGNAL: M20 HOLE
114
132
441
M20
334
307
250 j6
200
1320
48 j6
1310
141
POWER: M32 HOLE
60
14
264
285
300
D
A
309
OPTION: BASEPLATE
OPZIONE: PIEDI D’APPOGGIO
13
Curve delle prestazioni
Safe operating areas
ULTRACT II 1310xx.x
ULTRACT II 1320xx.x
200
500
400
Coppia Nm
Coppia Nm
150
100
300
200
50
100
0
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
0
500
1000
Velocità rpm
■ S1, 65 C DT
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
■ S1, 65 C DT
2000
2500 3000
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
ULTRACT II 1340xx.x
1000
400
800
Coppia Nm
Coppia Nm
ULTRACT II 1330xx.x
500
300
200
100
0
1500
Velocità rpm
600
400
200
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
0
500
Velocità rpm
■ S1, 65 C DT
1000
1500
2000
2500 3000
Velocità rpm
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
■ S1, 65 C DT
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
13
UL II-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
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.
Specifiche tecniche Ultract II - 13F
Technical Data Summary Ultract II 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, 0 speed, DT=100C
T100
Nominal torque, c. duty S1, 0 speed, (DT=65°C, in air) 1) Tn
122
120
121
232
236
231
338
338
337
442
442
445 Nmrms
99
97
97
187
190
186
273
273
272
356
356
359 Nmrms
105
209
314
105
209
314
105
209
314
105
209
314 rad/s
Base speed
wn
Nominal power, S1 65C 1)
Pn
11862 22573 32229 22472 43311 57406 32687 61031 79248 42632 78605 100042 W
Nominal power, S1 100C 2)
P100
12796 24505 35469 23793 46341 62855 34161 64594 86385 44117 82466 108598 W
Torque at max. speed 1)
Tw
113
107
102
214
206
182
312
291
252
407
375
Torque at max. speed 2)
Tw100
122
117
112
227
221
200
326
308
275
421
393
345 Nmrms
Peak torque, S.l.R. 10%
Tpk
329
322
324
634
634
620
909
909
905
1187
1187
1197 Nmrms
Maximum speed
wmax
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400 rad/s
Rotor inertia
Jm
22
22
22
36
36
36
49
49
49
63
63
Acceleration at peak torque
apk
Max. shock on motor, any direction
S
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Max. vibration, radial
Vr
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200 m/s2
Max. vibration, axial
Va
50
50
50
40
40
40
30
30
30
30
30
Shaft torsional resonance frequency 3)
fm
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
N.A.
800
800
800
400
400
400 Hz
Mass
M
87.5
87.5
87.5
126
126
126
162.3
162.3
162.3
199.2
199.2
199.2 kg
318 Nmrms
Physical Data
63 mkgm2
15136 14842 14941 17588 17859 17470 18468 18468 18385 18854 18854 19004 rad/s2
Insulation
20 m/s2
Winding: Class H; Motor: Class F
Forced cooling, air over frame
IP 54
Cooling
Protection 4)
Thermal Data
Motor losses at nominal power, DT 65C
Ln
840
840
840
1010
1010
1010
1180
1180
1180
1,350
1,350
1,350 W
Thermal impedance, motor to air
Rtha
0.077
0.077
0.077
0.064
0.064
0.064
0.055
0.055
0.055
0.048
0.048
0.048 °C/W
Thermal impedance, motor to air+flange
Rthf
0.063
0.063
0.063
0.054
0.054
0.054
0.047
0.047
0.047
0.042
0.042
0.042 °C/W
Thermal capacity
Cth
34472 34472 34472 53560 53560 53560 72648 72648 72648 91736 91736 91736 J /°C
Thermal time constant in air
ta
2667
2667
2667
3447
3447
3447
4002
4002
4002
4417
4417
No load losses at base speed
L0
74
144
263
97
239
475
121
333
688
144
428
900 W
Treshold of built-in PTC
PTCt
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130 °C
4417 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
Back E.M.F., 20°C 5)
Ke
2.86
1.43
0.95
2.86
1.27
0.95
2.86
1.43
0.95
3.18
1.27
Torque constant
Kt
4.95
2.48
1.65
4.95
2.20
1.65
4.95
2.48
1.65
5.50
2.20
Temperature coefficient of E.M.F
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
Winding resistance, 20°C 5)
Rw
1.06
0.28
0.12
0.36
0.07
0.04
0.20
0.05
0.02
0.16
0.03
0.014 Ohm
Winding inductance (1000Hz)
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
373
359
351
361
312
340
356
345
334
392
304
330 Vrms
E.M.F. at 3000 rpm
V3000
898
449
299
898
399
299
898
449
299
998
399
299 Vrms
Nominal current, zero speed, DT=100C
In0
26
51
77
49
113
147
72
144
215
85
211
284 Arms
Nominal current at nom. power 1)
In
24
46
66
46
100
118
67
125
162
78
181
205 Arms
Peak current
Ipk
66
130
197
126
288
376
184
367
549
216
540
725 Arms
Frequency
fn
67
133
200
67
133
200
67
133
200
67
133
200 Hz
Efficiency at rated power
n
0.93
0.96
0.97
0.96
0.98
0.98
0.97
0.98
0.99
0.97
0.98
0.99
Min. demag. current, 125°C
Idm
135
270
405
270
608
810
405
810
1215
486
1215
1620 Apk
Winding capacitance to ground
Wc
24
24
24
48
48
48
72
72
72
96
96
Test conditions
I ) Motor suspended in horizontal position in free still air, ambient temperature = 20°C
2) Motor flanged to 20 mm thick 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%
Remark: All quantities are in S.I. units, 20°C unless stated otherwise
0.95 Vs
1.65 Nm/Arms
96 nF
Type D(mm) A(mm)
262
470
1320
370
577
1330
476
684
1340
583
791
141
SIGNAL: M20 HOLE
POWER: M32 HOLE
114
4
364
LIFTING TOOLS
GOLFARI
294
M20
44 j6
0.05
250 j6
35
264
1310
OPTION: BASEPLATE
OPZIONE: PIEDI D’APPOGGIO
19
146
40
0.05
14
264
D
60
18
292
14
A
300
356
384
13F
Curve delle prestazioni
Safe operating areas
ULTRACT II 1320xx.xF
500
400
400
Coppia Nm
Coppia Nm
ULTRACT II 1310xx.xF
500
300
200
100
0
300
200
100
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
0
500
1000
Velocità rpm
■ S1, 65 C DT
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
■ S1, 65 C DT
2000
2500 3000
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
ULTRACT II 1340xx.xF
1000
800
800
Coppia Nm
Coppia Nm
ULTRACT II 1330xx.xF
1000
600
400
200
0
1500
Velocità rpm
600
400
200
0
500
1000
1500
2000
0
2500 3000
0
500
1000
Velocità rpm
■ S1, 65 C DT
1500
2000
2500 3000
Velocità rpm
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
■ S1, 65 C DT
CUSCINETTI: come taglia 13
(BEARINGS: see size 13)
ALIMENTAZIONE VENTILATORE
Tensione alimentazione
(FAN SUPPLY)
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
■ S1, 100 C DT ■ S3, 20%, 5’
13
F
Specifica freni
Safety brake specification
Taglia motore
4
Motor size
5
7
10
13
Coppia frenante statica
Static holding torque
8
11
30
100
250
Nm
Coppia frenante dinamica
Dynamic holding torque
6
10
26
68
190
Nm
Tempo di azionamento
Operate time
50
65
80
120
180
ms
Tempo di rilascio
Release time
25
30
40
50
60
ms
Tensione di azionamento
Operate voltage
24
24
24
24
24
Vdc
Tensione di ritenzione
Holding voltage
12
12
12
12
12
Vdc
Corrente di rilascio
Release current
1
1.1
2
2.8
3.5
Adc
Massa aggiuntiva
Additional mass
1
1.3
2.15
4
12
0.025
0.03
0.21
2.20
9.50
15%
14%
22%
13%
9%
Lunghezza aggiuntiva
Additional motor lenght
43
50
65
75
90
Gioco angolare
Max. Angular backlash
15
15
10
8
5
Inerzia
Inertia
Riduzione percentuale di coppia motore 1)
Torque derating of motor
kg
mkgm2
mm
arcmin
1) Riduzione indicativa della coppia resa a 65°C∆T, per il motore più piccolo della taglia, non servoventilato, senza abbattimento
dell’alimentazione. Per abbattimento dell’alimentazione a 12V dopo l’intervento, o per motori servoventilati, riduzione coppia < 2%.
1) Derating of nominal torque at 65°C∆T, for the shortest motor in the size, without voltage reduction after operate. For voltage reduction at 12V
after operate, or forced cooling, derating < 2%.
Protezione termica del sistema
Motor and machine protection
104
1330
103
550
RPTC
쒄
350
TNAT + 15K
TNAT
TNAT + 5K
TNAT - 5K
TNAT - 20K
250
25°C
102
20°C
Thermal time constant ≤ 3 s.
Costante di tempo termica ≤ 3 s.
4000
101
TNAT = 130°C
Resistenza in funzione della temperatura della sonda (PTC)
di protezione.
Protection device (PTC) resistance vs. temperature
Specifica encoder sinusoidale
Standard sinusoidal encoder specification
Encoder digitali: uscite SV line driver
Canali
incrementali
Il progresso nei sensori: da 1024
impulsi a risoluzione infinita
phase shift
(Incremental channels)
La nuova generazione di encoder sinusoidali a 6 tracce
supera i limiti di risoluzione di resolver ed encoder digitali. Il
segnale è assoluto nel giro meccanico sin dall’accensione
grazie alla traccia sinusoidale ad 1 ciclo/giro. La precisione
nel primo giro è limitata all’accuratezza della traccia lenta,
ma raggiunto l’indice, la stessa viene affinata
dall’elettronica di interpolazione che sincronizza la lettura
con l’indice. A bassa velocità o in posizionamento, la lettura
utilizza i canali veloci (2048 impulsi/giro interpolabili x 4096)
per raggiungere una risoluzione virtualmente illimitata.
Questo consente di ottenere elevate omogeneità di
rotazione a bassissimi giri, superando i tradizionali limiti di
encoder digitali e resolver e consentendo l’adozione di
strategie di controllo innovative, quali il controllo in
accelerazione. I canali analogici sono tutti differenziali. Gli
encoder hanno LED servocontrollato per mantenere un
funzionamento affidabile anche alle più alte temperature
operative e ruotano su cuscinetti di precisione separati e
disaccoppiati da un giunto elastico.
Vpp=1V
cosine channel
2048 c/rev
Vcm
inverse cosine channel
sine channel
inverse sine channel
Canali assoluti
(Absolute channels)
inverse index
index
180 el. degrees
centered A • B
Sensor evolution: from digital encoders
to infmite resolution
360° mechanical
cosine
(one cycle per rev.)
Vpp=1V
sine
(one cycle per rev.)
Vpp=1V
The new generation of 6 track sinusoidal encoders overcomes the
traditional resolution limitations of resolvers and digital encoders.
The encoder signal, suitably processed by the drive, is absolute
from start-up within the mechanical revolution. The absolute signal
is obtained by processing the one cycle/rev tracks; after 1
revolution, the high resolution index pulse is sensed and
synchronized with the slow track reading to attain a maximum
accuracy. The resolution attainable with the fast tracks, useful at low
speed and in positioning, (2048 cycles/rev which can be
electronically processed x 4096) is virtually unlimited. Consequently,
excellent low speed servo performance and homogeneous rotation
can be achieved. The traditional limits of digital sensors are
overcome and irmovative control strategies, such as acceleration
loop control, are possible. All analogue charmels are balanced and
differential. The encoder single LED is servo controlled to guarantee
a long duration and reliable operation at the highest temperature. All
encoders run on their own precision bearings and are decoupled
from the motor shaft via a torsionally stiff coupling.
cosine
reference:
Vref=2V
sine
reference:
Vref=2V
Electrical data
power supply: + 5V10% @ 100 mA max (no load)
output format: incremental + absolute
frequency responce: 150 kHz min.
electrical: per TIL 084 op - amp specs + series resistor of 100 Ω
Sovraccaricabilita’ - Condizioni ambientali
Overload rating - Thermal derating
400
140
300
120
■
Tr
(duty)
■
Tr
(Ta)
200
100
100
80
0
60
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
-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
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 OPERATIVI,
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 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 bru-
shless 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 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’applicazione comincia ad essere realizzabile.
SCELTA DEL METODO DI TRASMISSIONE,
DEL RAPPORTO DI TRASMISSIONE,
DEL TIPO DI CONVERSIONE DEL MOTO,
DEI CALETTAMENTI E DEGLI ACCOPPIAMENTI
Il motore brushless, come peraltro tutti i motori, è
dimensionato sulla coppia erogata e non sulla
potenza resa. In tutte le applicazioni, quindi, ad una
ridotta velocità del motore corrisponderà una
bassa potenza specifica ed un basso rendimento.
Va tuttavia notato che il motore brushless non ha
alcuna velocità minima (questa dipende solo dal
sensore impiegato; esistono applicazioni con velocità all’asse di 1 giro/anno); di conseguenza, agire
sulla trasmissione per consentire un’alta velocità di
rotazione del motore è logico ove sia importante
minimizzare la dimensione del motore (p.es. in trazione elettrica) o massimizzarne il rendimento; non
è invece necessariamente una soluzione logica a
livello di costo o di prestazioni dinamiche del sistema. All’estremo opposto, tutte le applicazioni in cui
il motore agisce in presa diretta sul carico sono per
definizione caratterizzate dalla più alta banda passante di controllo, perché si presenta la massima
rigidezza della trasmissione, e sono cioè in grado
di offrire le massime precisioni di posizionamento
od inseguimento nei tempi più brevi.
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 very 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 ser vo 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
LTRACT I
FOREWORD
speed. From this example, a few deductions are
possible:
■ the speed accuracy does not depend on the
motor but on the sensor;
■ 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 following speed, and therefore the ability to
compensate for sudden load variations, depends
critically on the stiffness and quality of the mechanical linkage.
■ 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.
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:
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:
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:
■ 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 TYPE
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 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:
ROTATION-ROTATION CONVERSION
■ timing belt;
■ reducer with helical wheels and parallel axes;
■ cycloid and epicyclic reducer;
■ Harmonic Drive™;
■ tangent screw reducer or Gleason gears.
Tradizionalmente, le due categorie sopra
descritte sono denominate rispettivamente come
applicazioni tipo mandrini e assi.
Nel primo caso, la dinamica è raramente importante, e quindi è possibile utilizzare riduttori a
basso costo, e poiché le potenze in gioco sono
spesso rilevanti, è normalmente utile una trasmissione meccanica con uno stadio di riduzione. Per
scegliere il rapporto di trasmissione ottimo, va considerato che la dimensione ed il costo del motore,
finché la velocità del motore è inferiore ai 4000
RPM, scendono in modo pressoché lineare con il
rapporto di trasmissione. Al contrario, il costo della
trasmissione sale a scatti in funzione del numero di
coppie di ingranaggi, o pulegge; di norma l’ottimo
economico si può trovare solo in un numero limitato di punti, e precisamente:
un carico con inerzia Jl collegato ad un asse di rigidità torsionale Sm è data dalla seguente formula:
Per qualunque sistema di trasmissione, i parametri del carico sono rapportati all’asse motore come
segue.
Posto n = rapporto di trasmissione (rapporto tra
velocità motore e velocità carico, nel caso di conversione da moto rettilineo rad/m), si avrà:
■ o in presa diretta;
Il sistema di azionamento può essere impostato
in tre diversi modi operativi:
■ o al massimo rapporto ottenibile con due coppie di riduzione, ecc.
■ controllo di velocità (la coppia dipende dal carico);
■ Coppia al motore = Coppia (spinta) al carico/n
L’ottimizzazione economica, in questo caso, si
effettua verificando questi punti e sommando i
costi dei motori ottenuti a quelli dei riduttori.
Per quanto riguarda le applicazioni ad alta dinamica (assi), invece, la situazione è assai diversa. Se la
coppia richiesta nel ciclo di azionamento è dominata dalla coppia inerziale tanto del motore quanto
del carico, ne consegue che, aumentando il rapporto di riduzione, si riduce l’importanza dell’inerzia
del carico ed aumenta quella del motore. Si può
quindi dimostrare che, per un’applicazione in cui la
coppia resa sia esclusivamente inerziale, il rapporto di riduzione tale da rendere l’inerzia del carico
rapportata all’asse motore uguale all’inerzia del
motore (accoppiamento inerziale) è quello a cui
corrisponde la minima coppia resa (e di conseguenza il motore più piccolo).
Il primo modo operativo è il più semplice e può
essere impiegato in tutti quei casi in cui occorre
controllare una forza (avvolgitori/svolgitori, macchine tessili e di processo del nastro, ecc.).
Generalmente il controllo di coppia è assai stabile (la stabilità non dipende dal carico) e veloce
(banda passante > 300 Hz), ma non molto preciso
(~10%). Nelle applicazioni multiassi con CN molto
veloci e moderni, o con controllo adattativo o a
parametri variabili, conviene 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).
Prima di procedere alla selezione del corretto
azionamento per un dato sistema, è indispensabile
conoscere il tipo di trasmissione meccanica che
potrà essere adottata. Le trasmissioni più comuni
sono le seguenti:
CONVERSIONE ROTAZIONE-ROTAZIONE
■ Cinghia dentata;
■ Riduttore a ruote elicoidali ed assi paralleli;
■ Riduttori cicloidali ed epicicloidali;
■ Harmonic Drive™;
■ Riduttori a vite senza fine o Gleason.
CONVERSIONE ROTAZIONE-MOTO RETTILINEO
■ Cinghie dentate;
■ Viti a sfere;
■ Pignone-cremagliera;
■ Nastro metallico.
■ Velocità motore = Velocità carico x n
■ Inerzia del carico riportata all’asse motore =
inerzia (o massa) carico/n2.
Di tutte le trasmissioni elencate, le prime, che
sono le più economiche, sono anche le meno rapide e consentono solo bande passanti medio-basse
(inferiori a 10 Hz, a condizione di usare una cinghia
a basso allungamento); per lo stesso motivo, sono
da evitare rapporti che rendano l’inerzia del carico
riportata all’asse motore troppo superiore a quella
del motore. Le trasmissioni a cinghia sono decisamente inapplicabili per applicazioni di posizionamento con cicli inferiori al secondo.
I riduttori ad ingranaggi rappresentano una soluzione corretta solo quando il giuoco degli stessi è
contenuto in un valore sensibilmente più basso
della precisione richiesta al sistema; il miglior riduttore (ma anche il più costoso) è sempre l’epicicloidale; esistono serie speciali di riduttori cicloidali ed
epicicloidali specificamente progettate per servocomandi, in cui il giuoco all’asse di uscita è contenuto in 1/3 primi d’arco. Tali riduttori sono gli unici
utilizzabili in applicazioni con bande passanti superiori ai 10 Hz. I riduttori “serie servo” sono previsti
per essere accoppiati direttamente al motore con
un calettatore, senza chiavetta.
II riduttore Harmonic Drive™ è un altro riduttore
specificamente progettato per il posizionamento.
Ha piccolo ingombro, alti rapporti, basso giuoco.
La rigidità angolare non è ottima e la banda passante ottenibile è dell’ordine della decina di Hz.
A causa della limitata efficienza energetica, dovrebbe essere usato solo in posizionamento.
Un cenno separato deve essere dedicato ai riduttori a vite senza fine. Tali riduttori sono assolutamente inadatti all’applicazione con motori a velocità variabile. I riduttori a vite, infatti, hanno un rendimento che crolla con la velocità e forte attrito di
primo distacco, con il risultato che i sistemi diventano inefficaci a bassa velocità mentre si sviluppa
un forte consumo del riduttore.
Per quanto riguarda la conversione lineare, le viti
a sfere offrono una soluzione efficace fino a circa 4
m/s, consentendo di solito di evitare ogni ulteriore
riduzione. Per movimenti di grande lunghezza
occorre verificare la rigidità flessionale e torsionale
della vite, che possono costituire il limite alla banda
del sistema. Movimenti più lunghi si realizzano con
cremagliere, che tuttavia hanno sempre giuoco
significativo e limitano la banda a pochi Hz. I classici meccanismi di recupero del giuoco sono poco
efficaci all’interno dei sistemi di controllo, poiché
l’attrito di primo distacco è elevato, così che il
sistema tende a oscillare in “ciclo limite”.
Movimenti molto rapidi e precisi si possono ottenere con nastri metallici. Questa tecnica, ancora
poco diffusa e quindi non standardizzata, è in
grado di raggiungere prestazioni sorprendenti nel
controllo di piccole masse (qualche kg).
Per le massime prestazioni in movimento rettilineo resta comunque insostituibile l’uso dei motori
lineari.
Per selezionare il metodo ed il rapporto di trasmissione più adatti all’applicazione occorre distinguere tra due tipi di applicazioni:
1 Applicazioni di potenza, in cui il motore fornisce potenza ad un processo (mandrini, trazione,
avvolgitori ecc.), in cui le prestazioni dinamiche
sono marginali, la potenza trasmessa è significativa, il costo del motore è una frazione importante
del costo del sistema;
2 Applicazioni di posizionamento o di ciclo rapido (camme elettroniche), in cui la maggior parte
dell’energia è utilizzata per accelerare, frenare e
posizionare oggetti in tempi brevi e con precisioni
più o meno elevate.
■ o al massimo rapporto ottenibile con una sola
coppia di riduzione;
Per questo motivo, l’accoppiamento inerziale è
stato a lungo considerato l’unico accoppiamento
corretto. Tale regola, invece, è solo una utile indicazione. Infatti, il dimensionamento minimo del motore, considerato che il costo del riduttore è tipicamente almeno doppio di quello del motore, non
corrisponde affatto al dimensionamento più economico dell’applicazione. Se poi si considera che la
dinamica dell’applicazione dipenderà prevalentemente dall’elasticità e dai giuochi della trasmissione, ottimizzare il rapporto occupandosi esclusivamente del motore è illogico. Da un punto di vista
generale, si può invece osservare che:
■ qualunque rapporto di trasmissione superiore al
rapporto inerziale è sbagliato;
■ il rapporto ottimo è sempre inferiore od uguale a
quello inerziale, ed è ottenuto considerando il
costo del motore e del riduttore;
■ a rapporti elevati corrisponde sempre una
banda passante ed accuratezza inferiore (ed un
consumo energetico superiore) di quanto ottenibile
con rapporti più ridotti.
Queste considerazioni spiegano l’attuale tendenza
all’eliminazione dei riduttori per operare in modo
diretto. Quando l’inerzia del carico è assai superiore a quella del motore, tuttavia, occorre utilizzare
particolari cautele poiché l’inerzia del motore non è
più in grado di effettuare un’azione stabilizzante
sulle eventuali risonanze meccaniche del sistema.
Di conseguenza, in queste applicazioni, il sistema
meccanico deve essere di qualità particolarmente
elevata, rigido e senza giuochi, e l’accoppiamento
senza chiavetta (cioè con calettatore). Se si opera
in trazione diretta, occorre verificare la rigidità torsionale del sistema. In particolare va considerata
anche l’elasticità torsionale dell’albero motore, che
è significativa nel caso dei motori più lunghi di ogni
taglia. Le serie di motori brushless sono sovrapposte, in modo che la stessa coppia possa venire
ottenuta con un motore lungo e stretto od uno
corto e tozzo, appunto per questo motivo:
■ i motori lunghi hanno minimo momento d’inerzia
e vanno impiegati per alte accelerazioni con carichi
a bassa inerzia;
■ i motori tozzi hanno massima rigidità torsionale
e vanno impiegati con carichi ad inerzia molte volte
superiore a quella del motore.
A titolo di riferimento, si riporta la formula che
esprime la rigidità torsionale di un albero di diametro D e lunghezza L, realizzato in acciaio:
N
π
D4
Sm = - • - • 78.5 • 109 • -2
32 L
m
mentre la prima frequenza di risonanza torsionale di
1
Sm
-• F1 = (2 • π)
JI
Se si decide quindi di avventurarsi in una applicazione con tempi ridotti ed alta inerzia del carico,
è indispensabile impostare una verifica della prima
risonanza meccanica del sistema.
SCELTA DEL METODO DI RETROAZIONE
■ controllo di coppia (la velocità dipende dal carico);
■ controllo di posizione.
VERIFICA DEL DIMENSIONAMENTO DI MOTORE
ED ELETTRONICA
Dopo avere scelto il motore e la trasmissione in
prima approssimazione, occorre procedere ad una
verifica analitica dell’applicazione. Tale verifica è
immediata per applicazioni a velocità e carico
quasi costanti o variabili su tempi più lunghi della
costante di tempo propria del motore (e dell’elettronica). In questo caso, ci si limita a verificare che
il massimo carico sia all’interno delle capacità
specificate per motore ed elettronica.
Per le applicazioni in cui il carico varia secondo
un ciclo rapido invece, occorre procedere come
segue:
1 Tracciare il diagramma velocità/tempo del ciclo,
tenendo presente che il raggiungimento di una
posizione o velocità precisa richiede, oltre al tempo
imposto dalle accelerazioni limite del sistema,
anche un periodo di assestamento pari a 2-3 volte
ROTATIONAL-LINEAR MOTION CONVERSION:
■ timing belts;
■ pinion-rack;
■ metallic band;
■ ball screw.
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 rotar y 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:
1
Sm
-• F1 = (2 • π)
JI
In all applications with large inertia and short
settling time, a check on the first torsional
resonance frequency is highly advisable.
■ 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 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:
π
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:
CONTROL STRATEGY 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
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 necessar y to
synchronize several axes (electrical axis or
electronic cam).
CHECK OF THE DRIVE AND MOTOR SIZING
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
l’inverso della banda passante del sistema (vedi
applicazioni 1 e 2);
2 Riportare inerzie e carichi del sistema all’asse
motore;
tensione fornibile dall’alimentatore elettronico alla
minima tensione di alimentazione, occorre verificare che:
√3 •
Rw
Cwmax
PN
Cwmax
pk
Ke • -• - + -• - • pk • Lw
•2
Kt
Kt
4
√3
(
2
)(
3 Calcolare il ciclo delle accelerazioni e quindi le
coppie inerziali [accelerazione x (inerzia motore +
inerzia carico riportata all’asse motore)], non
dimenticando le inerzie di giunti, calettatori ed
organi intermedi di trasmissione;
Vmax =
4 Sommando il carico all’asse motore con la coppia inerziale, si ottiene un diagramma coppia/tempo nel ciclo;
Ove questa condizione non sia verificata, occorrerà
scegliere un motore con un avvolgimento adatto ad
una velocità più alta, tenendo presente che ciò
richiederà una corrente superiore.
5 Calcolare dal diagramma coppia/tempo il valore
quadratico medio della coppia: scomponendo il
ciclo in segmenti t1,t2....tn, se le coppie rese in
ogni segmento del ciclo sono C1,C2...Cn rispettivamente, la coppia media quadratica, o efficace,
nel ciclo è:
6
2
2
2
(C1 • t1 • C2 • t2 + .........• Cn • tn
Ceff = (t1 + t2 + .......... tn )
7 Calcolare la velocità media quadratica, o efficace, nel ciclo, eff con la stessa formula;
8 Calcolare la coppia media nel ciclo Cave;
9 Calcolare la massima durata della coppia massima nel ciclo tcmax;
10 Calcolare la coppia richiesta alla massima
velocità Cwmax;
11 Calcolare la coppia massima Cpk.
I dati cosi ottenuti saranno quindi da confrontarsi
con i limiti propri del motore e dell’elettronica.
LIMITI PROPRI DEL MOTORE
I motori brushless sono ottimi trasduttori di coppia, in grado di erogare coppie di picco molte volte
superiori alla nominale. Di conseguenza, la coppia
di picco ottenibile è di norma determinata solo
dalla scelta dell’azionamento elettronico. Il corretto
dimensionamento del motore è quindi termico ed
elettrico; il motore dimensionato correttamente è
quello che si stabilizza alla temperatura prevista,
tipicamente 40-50 °C al di sopra della temperatura
ambiente.
La completa verifica del dimensionamento del
motore si compone di tre elementi:
■ Verifica della coppia di picco o smagnetizzazione;
■ Dimensionamento termico;
■ Dimensionamento elettrico.
1 Verifica della corrente di smagnetizzazione
Si effettua per confronto con il valore max della
corrente di picco, ottenuto tramite la seguente formula:
Cpk
Ipk = - • √2
Kt
e la corrente di smagnetizzazione del motore,
tenendo presente che la corrente di smagnetizzazione del motore aumenta a temperatura inferiore
alla massima a cui è rappresentata sui cataloghi.
2 Verifica del dimensionamento termico
In prima approssimazione, basterà verificare che il
punto Ceff, eff sia compreso nell’area di funzionamento in servizio continuo del motore prescelto.
Più precisamente, l’incremento di temperatura
del motore può essere previsto con buona approssimazione per mezzo della seguente formula:
65
-•
∆mot = Ln
[( ) ( ) ]
2
2
Ceff
eff
- • Ln + • L0
Tn
n
dove Ln rappresenta le perdite nominali del motore
riferite ad un surriscaldamento di 65 °C.
Se la temperatura prevista risulta superiore a
quella massima del motore o comunque a quanto
richiesto, occorre adottare un motore più grande.
Attenzione: la temperatura eccessiva è l’unica
valida motivazione per la scelta di un motore di
taglia superiore.
3 Verifica del dimensionamento elettrico
Occorre verificare che alla massima velocità la tensione richiesta dal motore per fornire la massima
coppia utile sia inferiore od uguale a quella fornibile
dall’elettronica, per la minima prevedibile alimentazione di rete (solitamente per rete pari al 90% della
tensione di rete nominale). Posto Emin il valore di
2
)
≤ Emin
inertia transferred to the motor shaft)], checking
also the inertia of couplings, clutches, transmission
devices;
choose a motor with a higher speed winding; this
will of course also require a higher drive current.
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
2
2
2
(C1 • t1 • C2 • t2 + .........• Cn • tn
Ceff = (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.
MOTOR SIZE 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 4050°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 = - • √2
Kt
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:
65
∆mot = -•
Ln
[( ) ( ) ]
2
2
Ceff
eff
- • Ln + • L0
Tn
n
where L n 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:
Vmax = √ 3 •
Rw
Cwmax
PN
Cwmax
pk
Ke • -• - + -• - • pk • Lw
•2
Kt
Kt
4
√3
(
2
)(
If this condition is not verified, it is necessary to
2
)
≤ Emin
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., Lungobisagno Istria 27r, 16141 Genova
Gli standard applicati sono i seguenti:
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., Lungobisagno Istria 27r, 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
CORSO REGINA
MARGHERITA
a
Tor.
Caselle
Torino
VENARIA
STADIO
Venaria
1
SP
D. MANDRIA
REGIONALE
nz
o
PARCO
Stu
Robassomero
L
di
ra
BORGARO
CASELLE
CASELLE
Aerop. internaz.
di Torino-Caselle
HOW TO REACH R.C.V.:
By car: drive to Turin, take the ring
motorway, exit Venaria , take
provincial road SP1 to Lanzo (follow
map); our factory is at 8 km (after 5
traffic lights) in the industrial zone of
Robassomero.
By air: taxi from Turin Caselle
Inter national
airport
takes
approximately 15 minutes.
By train: use Turin Porta Nuova
Station, taxi ride aproximately 30
minutes.
COME ARRIVARE ALLA R.C.V.:
In automobile, usare la tangenziale di
Torino, uscita Venaria: seguendo la
mappa si attraversa Venaria (5
semafori compreso quello della
tangenziale) e si percorre la SP 1 fino
al semaforo della zona industriale di
Robassomero dove si svolta a destra
prima in corso Kennedy, e poi
nuovamente a destra in via Cavour
n.7 (8 km).
Quadro riassuntivo dati tecnici
Technical Data Summary
REFERENCE DATA
CORRENTE
TENSIONE
VELOCITÀ
Reference Data
Current
Voltage
Speed
Codice Motore
10F
13
13F
MASSA
Frame ❑
/
Mass
mm
kg
Tpk
Nm
Io
Arms
Ipk
Arms
Vrms
rad/s
Nm/Arms
22505
24505
26505
28505
22502
24502
26502
28502
S-212502
0.2
0.4
0.5
0.8
0.2
0.4
0.5
0.7
1.3
0.7
1.3
1.9
2.8
0.7
1.3
1.9
2.7
5.8
2.2
3.7
5.2
7.2
0.4
0.7
1.0
1.3
2.3
7.5
11.9
17.2
24.4
1.5
2.4
3.4
4.5
9.5
42
40
38
38
209
197
195
204
193
523
523
523
523
523
523
523
523
523
0.09
0.11
0.11
0.11
0.47
0.54
0.57
0.60
0.60
55
55
55
55
55
55
55
55
55
0.9
1.2
1.6
1.9
0.9
1.2
1.6
1.9
1.9
403302
403303
405302
405303
406302
406303
408302
408303
2.8
2.8
5.0
4.7
6.5
6.3
8.0
8.2
7.6
7.5
13.5
12.6
17.4
16.9
21.5
22.1
3.2
1.7
5.5
3.3
7.1
4.0
8.8
5.1
8.2
4.4
14.1
8.5
18.2
10.1
22.5
13.0
183
336
183
285
181
317
180
320
314
314
314
314
314
314
314
314
0.93
1.70
0.96
1.49
0.96
1.67
0.96
1.70
85
85
85
85
85
85
85
85
2.7
2.7
4.0
4.0
5.0
5.0
6.2
6.2
503402
503403
505402
505403
508402
508403
511402
511403
4.2
4.4
7.5
7.7
10.2
10.0
13.2
13.6
11.3
11.9
20.0
20.7
27.3
26.8
35.5
36.5
12.9
3.7
10.5
6.1
15.6
8.1
20.2
10.4
32.9
9.5
26.9
15.7
39.7
20.8
51.6
26.5
110
326
187
331
171
320
170
340
523
419
419
419
419
419
419
419
0.34
1.26
0.75
1.32
0.69
1.29
0.69
1.38
100
100
100
100
100
100
100
100
5.0
5.0
7.0
7.0
9.0
9.0
11.0
11.0
708153
708302
708303
714153
714302
714303
719153
719302
719303
726153
726302
726303
12.6
12.4
11.7
21.8
21.6
21.6
28.6
29.2
28.9
35.8
36.0
36.8
33.8
33.4
31.5
58.7
58.1
58.0
76.9
78.5
77.7
96.3
96.8
98.8
4.1
13.3
7.2
6.9
23.1
12.8
8.9
29.7
17.2
11.3
38.5
21.8
10.6
33.9
18.3
17.5
59.0
32.7
22.6
75.9
43.8
28.7
98.2
55.7
322
189
331
325
184
332
326
191
328
318
181
325
157
314
314
157
314
314
157
314
314
157
314
314
3.20
0.99
1.73
3.35
0.99
1.77
3.40
1.04
1.77
3.35
0.99
1.77
140
140
140
140
140
140
140
140
140
140
140
140
11.0
11.0
11.0
15.0
15.0
15.0
20.0
20.0
20.0
26.0
26.0
26.0
30
30
30
57
57
57
82
80
82
106
105
105
81
82
82
152
152
152
220
214
220
286
282
282
7
13
19
12
24
36
17
34
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