Module d'axe servo AC Allen-Bradley 1394C-AM50-IH

Module d'Axe Contrôleur Servo AC Allen-Bradley 1394C-AM50-IH

Le Allen-Bradley 1394C-AM50-IH est un module d'axe servo AC haute puissance conçu pour la plateforme 1394C Turbo II Contrôleur Servo Numérique. Fournissant un courant continu de 23,3A avec une modulation PWM avancée à 5 kHz, ce module offre une densité de couple exceptionnelle et des performances thermiques pour des applications industrielles de mouvement intensif nécessitant une puissance élevée soutenue et une réponse dynamique supérieure.

Spécifications techniques

• Numéro de Catalogue : 1394C-AM50-IH
• Série : 1394C Turbo II Contrôleur Servo Numérique
• Courant de Sortie Continu : 23,3A RMS à 40°C ambiant (avec refroidissement par air forcé)
• Courant de Sortie de Pointe : 70A pendant 2 secondes (capacité de surcharge 300 %)
• Tension de Sortie : 0-480V AC (triphasé)
• Tension d'Entrée : Bus DC 324-780V (depuis l'alimentation système)
• Fréquence de Commutation PWM : 5 kHz (optimisée pour un faible bruit acoustique)
• Précision de Régulation de Vitesse : ±0,01 % de la vitesse nominale
• Résolution de Position : Retour d'encodeur 24 bits (16 777 216 impulsions/tour)
• Bande Passante de la Boucle de Vitesse : Jusqu'à 500 Hz
• Bande Passante de la Boucle de Position : Jusqu'à 125 Hz
• Modes de Contrôle : Couple, Vitesse, Position (absolue/incrémentale), Came Électronique
• Types de retour : Codeur incrémental, EnDat 2.2, BiSS-C, Hiperface DSL, résolveur
• Communication : Backplane 1394C (série propriétaire 25 Mbps)
• Dissipation de puissance : 185W typique à charge nominale
• Méthode de refroidissement : Air forcé (ventilateur intégré), interface de refroidissement liquide en option
• Température de fonctionnement : 0°C à 55°C (32°F à 131°F) avec air forcé
• Température de stockage : -40°C à 85°C (-40°F à 185°F)
• Humidité : 5 % à 95 % sans condensation
• Résistance aux vibrations : 2G selon IEC 60068-2-6
• Résistance aux chocs : 15G selon IEC 60068-2-27
• Dimensions : 75 mm L × 260 mm H × 200 mm P (2,95" × 10,24" × 7,87")
• Poids : 6,73 kg (14,8 lbs)
• Montage : Orientation verticale dans un châssis 1394C avec refroidissement par air forcé

Architecture servo haute puissance

Le 1394C-AM50-IH utilise une électronique de puissance de pointe et des algorithmes de contrôle optimisés pour les applications exigeantes :

• Étape de puissance IGBT : Transistors bipolaires à grille isolée de quatrième génération avec une tension de saturation ultra-faible réduisant les pertes de conduction de 25 % par rapport aux générations précédentes
• Modulation PWM 5 kHz : Une fréquence de commutation plus basse minimise les interférences électromagnétiques et le bruit acoustique tout en maintenant d’excellentes caractéristiques de ondulation du courant
• Gestion thermique avancée : Des capteurs de température intégrés surveillent la température de jonction de l’IGBT ; la réduction automatique du courant empêche l’arrêt thermique en cas de surcharge prolongée
• Amortissement actif : Des algorithmes propriétaires suppriment les résonances mécaniques jusqu'à 2 kHz sans composants d'amortissement externes
• Contrôle à double boucle : Les boucles en cascade de vitesse et de position avec un taux de mise à jour de 125 μs offrent une erreur de suivi de ±2 impulsions d'encodeur à la vitesse maximale
• Contrôle prédictif du courant : La régulation du courant basée sur un modèle atteint une linéarité de couple de 98 % sur toute la plage de vitesses

Scénarios d'application

Le module d'axe 1394C-AM50-IH est conçu pour les applications de commande de mouvement haute puissance :

• Usinage CNC lourd : Commande des broches principales, des tables rotatives et des axes portiques dans les centres d'usinage 5 axes traitant l'acier trempé et les alliages de titane
• Presses de formage des métaux : Contrôle des vérins servo-presse, des systèmes de transfert et des coussins de matrice dans les lignes d'emboutissage produisant des panneaux de carrosserie automobile à 30 coups/minute
• Lignes d'extrusion : Synchronisation des unités d'entraînement, des coupeurs et des enrouleurs dans l'extrusion de film plastique et de tuyaux à des vitesses de ligne supérieures à 500 m/min
• Systèmes de manutention de bobines : Maintien d'un contrôle précis de la tension dans les presses à imprimer, les lignes de revêtement et les équipements de conversion traitant papier, film et feuille
• Dynamomètres de test : Simulation des charges routières pour les tests de groupes motopropulseurs automobiles avec une précision de couple de ±1 % de 0 à 6000 tr/min
• Moulage par injection : Commande de la rotation de la vis et des axes d'injection dans les presses de moulage de grande capacité produisant des composants automobiles et des boîtiers d'appareils électroménagers

Avantages de Performance

Le déploiement du 1394C-AM50-IH offre des avantages opérationnels mesurables :

• Puissance élevée soutenue : Un courant continu de 23,3 A permet la commande directe de grands servomoteurs (10-15 kW) sans amplification externe
• Stabilité thermique : L'architecture avancée de refroidissement maintient une précision de régulation de vitesse de ±0,01 % même lors d'une opération continue à couple élevé
• Réduction du bruit acoustique : La fréquence PWM de 5 kHz produit un bruit moteur inférieur de 8 dB par rapport à une commutation à 8 kHz, essentiel pour le confort de l'opérateur
• Durée de vie prolongée du moteur : Une moindre contrainte dv/dt sur les enroulements du moteur réduit la dégradation de l'isolation, prolongeant la durée de vie du moteur de 30 à 40 %
• Conception système simplifiée : La gestion intégrée de la régénération élimine le besoin de résistances de freinage externes dans de nombreuses applications

Intégration et compatibilité du système

Le 1394C-AM50-IH s'intègre parfaitement dans la plateforme servo 1394C :

• Moteurs compatibles : Fonctionne avec les servomoteurs brushless Allen-Bradley MP-Series, HPK-Series et TL-Series de 5 kW à 15 kW
• Exigences d'alimentation : Nécessite un module d'alimentation système 1394-SJT22 ou 1394-SJT50 avec une capacité minimale de 22 kW
• Interface contrôleur : Se connecte au module passerelle 1394C-GM02 ou 1394C-GM04 pour la communication PLC/PC
• Options réseau : Prend en charge EtherNet/IP, DeviceNet, ControlNet et SERCOS III via des modules passerelles
• Outils de programmation : Configurez via le logiciel MotionView avec assistants de réglage avancés, analyse de diagramme de Bode et oscilloscope en temps réel
• Coordination multi-axes : Jusqu'à 32 axes dans un seul châssis avec un taux de mise à jour déterministe de 125 μs et un jitter de synchronisation <1 μs

Fonctionnalités avancées de configuration

Le 1394C-AM50-IH offre de nombreuses options de configuration :

• Émulation d'encodeur : Génère des signaux de sortie en quadrature pour équipements anciens nécessitant un retour d'encodeur
• Cisaille volante : Profils de mouvement préprogrammés pour applications de coupe à longueur avec adaptation automatique de la vitesse
• Engrenage électronique : Synchronisation maître-esclave avec rapports de transmission programmables précis à 1 partie sur 10 000 000
• Profilage de came : Stocke jusqu'à 16 tables de cames électroniques avec 4096 points chacune pour des séquences de mouvement complexes
• Limitation de couple : Les limites de couple programmables protègent les composants mécaniques contre les dommages dus à la surcharge
• Couple sécurisé désactivé (STO) : Fonction de sécurité à double canal certifiée IEC 61800-5-2, SIL 3, PLe

Installation & Mise en Service

Une installation correcte garantit des performances optimales du servo haute puissance :

• Montage sur châssis : Installez dans un châssis 1394C avec un espacement minimum de 75 mm entre les modules ; assurez un chemin d'air non obstrué
• Exigences de refroidissement : Vérifiez que le refroidissement par air forcé fournit au minimum 20 CFM par module ; la température ambiante ne doit pas dépasser 40°C
• Câblage moteur : Utilisez un câble moteur blindé classé pour 600V ; longueur maximale de 150 mètres pour les signaux d'encodeur avec driver de ligne
• Stratégie de mise à la terre : Connecte le châssis du moteur, le châssis de l'entraînement et l'armoire à la terre via un barreau de cuivre (<0,05Ω d'impédance)
• Alignement de l'encodeur : Effectue l'alignement des capteurs Hall et la calibration du décalage de commutation pour une production optimale de couple
• Auto-réglage : Exécute l'identification de l'inertie et la routine d'auto-réglage ; vérifie les marges de stabilité >6 dB de gain, >45° de phase

Capacités de diagnostic & de surveillance

Le 1394C-AM50-IH fournit des diagnostics complets en temps réel :

• LEDs d'état : L'affichage multi-segments montre l'état du module, les codes d'erreur et le statut thermique en un coup d'œil
• Diagnostic prédictif : Surveille la température de jonction IGBT, la ondulation de la tension du bus DC et la vitesse du ventilateur pour une maintenance conditionnelle
• Oscilloscope en temps réel : Affiche la position, la vitesse, le couple et l'erreur de suivi à une fréquence d'échantillonnage de 8 kHz avec fonctions de déclenchement et de zoom
• Historique des défauts : Stockez les 32 derniers défauts avec horodatage, état de l'axe et conditions de fonctionnement au moment du défaut
• Défaillances courantes : Surtension (vérifier les paramètres du moteur et l'inertie de charge), surtension du bus DC (vérifier la taille de la résistance de régénération), défaut d'encodeur (inspecter le blindage et la terminaison du câble), alerte thermique (vérifier le flux d'air de refroidissement et la température ambiante)

Conformité & Certifications

Le 1394C-AM50-IH répond aux normes internationales strictes :

• Sécurité : Listé UL 508C, CSA C22.2 No. 14, marqué CE selon la Directive Machines 2006/42/CE et la Directive Basse Tension 2014/35/UE
• Compatibilité électromagnétique (CEM) : EN 61800-3 Catégorie C3 (environnement industriel à distribution restreinte), FCC Partie 15 Classe A
• Sécurité fonctionnelle : Safe Torque Off (STO) certifié IEC 61800-5-2, SIL 3, PLe, Catégorie 4
• Environnemental : Conforme RoHS, enregistré REACH, conforme aux minerais de conflit, enregistré WEEE
• Marine : Approuvé DNV GL Type pour propulsion navale et machines de pont

Maintenance & gestion du cycle de vie

Pratiques recommandées pour une exploitation soutenue à haute puissance :

• Programme d'inspection : Inspection mensuelle du fonctionnement du ventilateur de refroidissement et de l'état du filtre à air ; imagerie thermique trimestrielle des connexions électriques
• Maintenance préventive : Remplacez le ventilateur de refroidissement tous les 40 000 heures de fonctionnement ; nettoyez les ailettes du dissipateur thermique annuellement dans les environnements poussiéreux
• Mises à jour du firmware : Vérifiez les mises à jour du firmware semestriellement ; les mises à jour peuvent améliorer les performances, ajouter des fonctionnalités ou renforcer les diagnostics
• Stratégie de pièces de rechange : Maintenir un stock de pièces de rechange de 10 % pour les axes critiques ; MTBF typique supérieur à 150 000 heures à charge nominale
• Sauvegarde de configuration : Enregistrez les paramètres d'axe, fichiers de réglage et tables de cames dans une mémoire non volatile après la mise en service
• Durée de vie prévue : Condensateurs électrolytiques garantis 10 ans à 40°C ; prévoir un remplacement tous les 8 ans pour un fonctionnement 24/7

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