MOTORI DRIVE-AX DRIVE-AX MOTORS

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1 MOTORI DRIVE-AX DRIVE-AX MOTORS

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3 DRIVE-AX Pag. 1 ATTENZIONE! L utilizzo di apparecchiature elettriche ed in particolare modo di macchine rotanti pu essere estremamente pericoloso a causa dell elevata tensione di funzionamento e di alcune parti in rotazione. L installazione, l uso e la manutenzione di macchine elettriche deve essere effettuato da personale competente e qualificato. E assolutamente necessario, per l utilizzo o l installazione e la manutenzione di macchine elettriche, osservare tutte le precauzioni di sicurezza necessarie al fine di salvaguardare il personale da seri incidenti anche mortali. Si raccomanda in particolar modo di rispettare le seguenti istruzioni: evitare ogni contatto con parti sottoposte a tensioni o con parti in rotazione; evitare di rendere inoperanti i dispositivi di sicurezza e/o protezione; assicurarsi che nessun dispositivo collegato all albero possa mettere in rotazione il rotore; verificare, prima di effettuare la manutenzione, che tutti gli avvolgimenti della macchina siano scollegati e isolati da tutte le fonti di energia elettrica; effettuare una adeguata messa a terra prima dell inserzione di tensione. La mancanza di una adeguata messa a terra pu causare seri danni al personale. La messa a terra della macchina e di tutte le strutture relative deve essere eseguita in accordo con le normative vigenti. WARNING! The high operational voltage and the presence of certain revolving parts can make using electrical equipment, and particularly revolving machines, extremely dangerous. Electrical machines must be installed, used and maintained by competent and qualified staff. When using, installing, or carrying out maintenance on electrical machines, it is essential to take all necessary safety precautions to protect staff from serious or even fatal accidents. You are particularly urged to follow these instructions: avoid all contact with voltage-supplied or revolving parts; take care not to disconnect safety and/or protection devices; check that no device connected to the shaft could cause the rotor to start revolving before carrying out maintenance work; check that all the machine windings have been disconnected and insulated from all sources of electrical energy; before connection to current make certain that grounding has been carried out correctly. Lack of adequate grounding can provoke serious human injury. The grounding of the machine and all associated structures must be carried out according to current regulations.

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5 DRIVE-AX Pag. 3 INDICE CONTENTS Pag. Pag GENERALITA 1.1. Introduzione 1.2. Identificazione del motore 1.3. Norme di riferimento GENERAL 1.1. Introduction 1.2. Motor identification code 1.3. Reference standards CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE 2.1. Rotore 2.2. Statore 2.3. Avvolgimento statorico 2.4. Sezione motore 2.5. Cuscinetti Introduzione Scelta dei cuscinetti: carichi massimi accettabili 2.6. Forme costruttive 2.7. Ventilazione 2.8. Grado di protezione 2.9. Bilanciatura Scatola morsettiera Generalit Morsetto di terra Collegamenti Accessori Generalit Trasduttore Freno CONSTRUCTION 2.1. Rotor 2.2. Stator 2.3. Stator windig 2.4. Motor cross-section 2.5. Bearings Introduction Bearings selection: recommended radial loads 2.6. Mounting form 2.7. Ventilation 2.8. Protection degree 2.9. Balancing Terminal box General Ground terminal Connection Accessories General Transducer Brake PRESTAZIONI E MODALITA DI FUNZIONAMENTO 3.1. Generalit 3.2. Declassamento per temperatura ambiente e altitudine 3.3. Equivalente termico 3.4. Scelta del motore in funzione delle caratteristiche di lavoro Generalit Funzionamento a coppia costante Funzionamento a potenza costante PERFORMANCES AND OPERATING CHARACTERISTICS 3.1. General 3.2. Power derating for ambient temperature and altitude 3.3. RMS output power 3.4. Motor selection in function of application characteristics General Operative range at constant torque Operative range at constant power DATI TECNICI TECHNICAL DATA

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7 DRIVE-AX Pag GENERALITA 1. GENERAL 1.1. Introduzione I motori asincroni trifase della serie DRIVE-AX sono stati progettati per soddisfare i particolari tipi di servizio richiesti nelle applicazioni industriali dove sono necessarie alte velocit ed alte prestazioni. I motori della serie DRIVE-AX sono costruiti, nelle 6 taglie 63, 80, 100, 132, 160 e 200: le prime due taglie sono caratterizzate da carcassa in alluminio estruso, mentre a partire dal 100 lo statore lamellato con pacco magnetico autoportante. Le caratteristiche peculiari di questa serie sono: elevato rapporto potenza-ingombro ottima risposta dinamica alle variazioni di velocit. avvolgimenti isolati ed impregnati con materiali in classe H; classe di sovratemperatura del motore F Introduction The DRIVE-AX series three phase induction motors are designed to satisfy the particular types of industrial applications where high speed performances are necessary, The DRIVE-AX series includes 6 sizes 63, 80, 100, 132, 160, 200: sizes 63 and 80 size, motors have been manufactured with extruded aluminium stators, while from size 100 to 200 have a lamination magnetic body frame. Especially important on these series are the following features: a very high power/size ratio. excellent dynamic response to speed variation. windings insulated and potted with class H materials. Motor temperature rise class F Identificazione del motore La sigla raggruppa le caratteristiche specifiche che contraddistingue ogni singolo motore riportata in fig.(1.1) Motor identification The identification code for each motor includes reference to the specific characteristics described in fig.(1.1) Norme di riferimento I motori della serie DRIVE-AX sono progettati e costruiti conformemente alle prescrizioni delle Norme IEC ed alle Norme armonizzate vigenti nei paesi europei. CEI 2-3 Italia VDE 0530 Germania BS Regno Unito NFC Francia 1.2. Reference standards The DRIVE-AX series motors are designed and manufactured according to IEC Standards and to harmonized Standards of the European countries. CEI 2-3 Italy VDE 0530 Germany BS U. K. NFC France DRIVE-AX 100K Serie del motore Motor series Tipo di motore e lunghezza pacco type of motor and stator lenght Codice tensione Voltage code Codice velocit Speed code fig.(1.1)

8 Pag. 6 DRIVE-AX 2. CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE 2. CONSTRUCTION 2.1. Rotore Il rotore del tipo a gabbia di scoiattolo e, normalmente, realizzato in pressofusione di alluminio: per specifiche applicazioni, previsto l utilizzo di barre di rame in luogo dell alluminio. Le cave sono inclinate e di forma appropriata in modo da garantire linearit di funzionamento anche a bassissima velocit di rotazione Rotor The rotor is a squirrel cage, usually produced in die cast aluminium: for specific applications, copper bars are used instead of aluminium. Slanted slots appropriately shaped ensure regular running performance even at extremely low rotation speeds Statore I circuiti magnetici di statore sono ottenuti mediante impaccaggio, ad elevata pressione, di lamierini magnetici a bassa perdita e di piccolo spessore isolati su entrambe le facce: questa scelta permette la progettazione di motori con un ampio campo di velocit di funzionamento a coppia costante Stator The stator magnetic circuits are obtained through high pressure packing of low loss, low thickness magnetic sheets, insulated on both sides: this solution makes possible designs of motors with a wide speed range at constant torque Avvolgimenti Le bobine di avvolgimento sono eseguite con filo isolato in classe H ed impregnate con resine ecologiche speciali che garantiscono l adeguata tenuta dielettrica ai picchi di tensione tipici degli inverter; quando sia previsto un uso prolungato in ambienti umidi e/o polverosi, questo isolamento costituisce un ulteriore grado di sicurezza che si aggiunge al livello di protezione standard (IP54) del motore. I collegamenti sono eseguiti con cavi flessibili legati fra loro da speciali nastri in grado di sopportare elevate temperature Stator Windings The winding coils are of class H insulation wiring coated with ecologic special resins which ensure the adequate dielectric strength to typical voltage peaks of inverters; when long working use in damp or dusty environments is requested, this insulation is a further safety level in addition to the standard motor protection (IP54) Connections are made using flexible cables bound together with special high temperature proof tape Sezione motore La figura (2.1) presenta un motore della serie DRIVE-AX Cuscinetti Introduzione I motori della serie DRIVE-AX montano, normalmente, cuscinetti a sfere a doppio schermo autolubrificati: motori della stessa altezza d asse e di diversa lunghezza statorica, adottano gli stessi cuscinetti che sono dimensionati per il motore con la coppia maggiore. La vita media dei cuscinetti per motori in forma costruttiva orizzontale, accoppiati mediante giunto, senza carichi assiali aggiuntivi di almeno 20,000 ore. Dall altezza d asse 132, in presenza di tiro cinghia particolarmente gravoso, previsto, a richiesta, l adozione di cuscinetto a rulli lato comando Motor cross section Figure (2.1) shows the cross section drawing of a DRIVE-AX series motor Bearings General In the DRIVE-AX series motors double shielded oilless ball bearings are usually used: motors with the same shaft heighs but different stator lenghts use the same bearings dimensioned for the motor with the highest torque. For horizontal motors, operating through coupling and without axial loads, typical bearing life is 20,000 hours at least. From the frame size 132 onwards, where belt traction is particularly hard, roller bearings can be used on request.

9 DRIVE-AX Pag / Albero 2 Cuscinetto anteriore 3 Scudo anteriore 4 Rotore 5 Statore avvolto 6 Carcassa 7 Scatola morsettiera 8 Cuscinetto posteriore 9 Scudo posteriore 10 Supporto accessori 11 Elettroventilatore (solo per altezza d'asse ) 1 Shaft 2 Drive-end bearing 3 Drive-end shield 4 Rotor 5 Wound stator 6 Frame 7 Terminal box 8 Opposite drive-end bearing 9 Opposite drive-end shield 10 Accessories support 11 Electric fan (only for frame size ) Sezione motore DRIVE-AX DRIVE-AX motor section fig.(2.1)

10 Pag. 8 DRIVE-AX Scelta dei cuscinetti: carichi massimi accettabili Dopo aver calcolato, in relazione alla potenza ed al rapporto di trasmissione, la misura della puleggia, si deve sempre verificare il valore del carico radiale sull albero, il quale permette di determinare la durata del cuscinetto anteriore. Con riferimento alla fig.(2.2), il valore del carico radiale F r pu essere calcolato con la relazione [2.1], mentre la durata del cuscinetto anteriore con la relazione [2.2] Bearings selection: recommended radial loads After the pulley diameter has been calculated according to the power and transmission ratio, the shaft radial load must always be checked carefully which allows to detrmine front bearing life. Referring to fig.(2.2), the value of the shaft radial load F r is calculated using the relation [2.1], while bearing life using the relation [2.2]. 6 P Fr = K [2.1] n D F P r = K n D [2.1] L h γ C = n F Y E r + + p+ p' B [2.2] L h γ C = n F Y E r + + p+ p' B [2.2] = = Fr B A E fig.(2.2) dove: F r [N] = carico radiale. P [KW] = potenza nominale del motore. n [rpm] = velocit del motore. D [mm] = diametro primitivo della puleggia. L h [h] = durata teorica del cuscinetto. C [N] = carico dinamico del tipo di cuscinetto. K [-] = coefficiente dipendente dal tipo di cinghia usata, approssimativamente: K 1.2 per cinghia dentata, K 2.3 per cinghia trapezoidale, K 3.8 per cinghia piana. where: F r [N] = radial load. P [KW] = nominal power. n [rpm] = motor speed. D [mm] = initial pulley diameter. L h [h] = theoretical bearing life. C [N] = bearing dynamic load. K [-] = coefficient dipending on the type of bekt used, approximatively: K 1.2 for cogged bealt, K 2.3 for V-belt, K 3.8 for flat belt.

11 DRIVE-AX Pag. 9 Y = rapporto tra i valori (A+B) e B di fig.(2.2) E [mm] = distanza tra l inizio della sporgenza d albero del motore ed il punto medio di applicazione del tiro cinghia fig.(2.2) p [N] = carico dovuto al rotore. p [N] = peso del particolare calettato sull albero (puleggia, volano, ecc.) γ = costante; γ=3 per cuscinetti standard, γ=3.33 per cuscinetti a rulli. Nella tabella di fig.(2.3) sono riportati i parametri per il calcolo della durata dei cuscinetti; qualora risultassero valori insufficienti, si consiglia di aumentarli agendo sui seguenti parametri: aumentare il diametro della puleggia. adottare cuscinetti a rulli o doppi cuscinetti speciali diminuire, ove possibile, il valore di E della formula [2.2]. Y = ratio between (A+B) and B of fig.(2.2) E [mm] = distance between the beginning of the motor shaft and the beltpull application middle point, see fig.(2.2). p [N] = rotor load. p [N] = weight of the component fitted on the shaft (pulley, handwheel, etc.) γ = costant; γ=3 for standard bearings, γ=3.33 for roller bearing. Data for bearing life calculation are reported in table of fig.(2.3); should the bearing life result as insufficient, it is advisable to increase the life period by modifying the following parameters: increasing pulley diameter. using roller bearings o special double bearings. reducing the value of E, wherever possible, in formula [2.2]. MOTORE C CUSCINETTO A SFERE BALL BEARING C CUSCINETTO A RULLI ROLLER BEARING MOTOR Y B p 63.1C 12, C 12, C 14, C 14, C 14, K.1 30, K.2 30, K.3 30, K.4 30, K.5 30, K.6 30, K.1 61, K.2 61, K.3 61, K.4 61, K.5 61, L.1 81, , L.2 81, , L.3 81, , L.4 81, , L.1 104, , L.2 104, , L.3 104, , L.4 104, , fig.(2.3)

12 Pag. 10 DRIVE-AX Le tabelle riportate in fig.(2.4) e fig.(2.5) riportano i carichi massimi sopportabili dai motori, calcolati nell ipotesi pi penalizzante di carico sull estremit del tronco albero. Tables of fig.(2.4) and fig.(2.5) report the allowable radial loads the motors can withstand, calculated in the worst condition of load on the very end of the shaft. CARICO RADIALE MASSIMO IN [N] CON CUSCINETTO A SFERE LATO ACCOPPIAMENTO SUGGESTED MAXIMUM RADIAL LOAD [N] IN STANDARD DRIVE END BALL BEARING VERSION TAGLIA SIZE TIPO CUSCINETTO BEARIG TYPE VELOCITA (giri/min.) SPEED (rpm) Z C Z C Z C Z C Z C Z C fig.(2.4) CARICO RADIALE MASSIMO IN [N] CON CUSCINETTO A RULLI LATO ACCOPPIAMENTO SUGGESTED MAXIMUM RADIAL LOAD [N] IN SPECIAL DRIVE END BALL BEARING VERSION TAGLIA SIZE TIPO CUSCINETTO BEARIG TYPE VELOCITA (giri/min.) SPEED (rpm) Z C Z C fig.(2.5)

13 DRIVE-AX Pag Forme costruttive I motori possono essere forniti solo con una sporgenza d albero, salvo la sporgenza per l applicazione di eventuali accessori. I motori della serie DRIVE-AX sono normalmente costruiti in forma IM B3 o in forma IM B5, secondo le prescrizioni della tabella UNEL DIN IEC 34-7 (code I - II) riportate in fig.(2.6) Mounting form Standard motors are provided with one shaft extension, except where it is necessary to mount eventual accessories. DRIVE-AX series motors are normally manufactured to IM B3 or IM B5 standards, according to prescription of UNEL DIN IEC 34-7 (code I - II), see fig.(2.6). fig.(2.6)

14 Pag. 12 DRIVE-AX 2.7. Ventilazione I motori della serie DRIVE-AX sono chiusi senza ventilazione nelle grandezze 63 e 80; a partire dalla grandezza 100 previsto un elettroventilatore assiale posizionato assialmente sul lato opposto accoppiamento Ventilation The DRIVE-AX series motors are totally closed without ventilation in frame sizes 63 and 80; from frame size 100 are equipped with axial electric fans on the opposite side to the drive end Grado di protezione Tutti i motori sono costruiti con grado di protezione IP54 secondo le IEC La prima cifra caratteristica indica il grado di protezione contro il contatto con le parti in tensione durante il funzionamento del motore o le parti in movimento interne allo stesso e protezione del motore contro la penetrazione di corpi solidi esterni. La seconda cifra caratteristica indica il grado di protezione contro la penetrazione dannosa dell acqua. In particolare, la prima cifra caratteristica 5 indica protezione totale contro i contatti con le parti in tensione o le parti in movimento all interno del motore e la protezione del motore contro la polvere; la seconda cifra caratteristica 4 indica la protezione contro gli spruzzi di acqua Protection degree All motors are manufactured with IP54 protection degree according to IEC The initial figure indicates protection degree against contact with all parts connected to main voltage while the motor is running or with moving parts inside the motor. and protection of the motor against solid bodies. The second figure refers to the protection against damage from water penetration. In particular, the initial figure 5 refers protection against contact with parts connected to main voltage while the motor is running or with moving parts inside the motor and protection of the motor against dust penetration; the second figure 4 refers to protection from water spray Bilanciatura La bilanciatura del motore effettuata con chiavetta intera inserita nell apposita sede; quindi necessario che gli altri organi calettati sull albero motore siano al loro volta bilanciati nel giusto modo. L equilibratura normale quella corrispondente al grado R (ridotta); a richiesta possibile eseguire la bilanciatura del rotore in grado S (speciale) Balancing Rotor balancing is carried out with the shaft key inserted in its keyway; it is essential that the other components fitted on the motor shaft be correctly balanced as well. Standard balancing is set according to grade R (reduced); on request rotor can also be balanced according to grade S (special) Scatola morsettiera Generalit La scatola morsettiera normalmente prevista su tutte le grandezze in alto. L uscita cavi in morsettiera. Per i motori nelle grandezze 63, 80, 100 e 132, quest ultimo solo in alcuni casi, prevista la possibilit di avere la versione con connettore di potenza in alternativa alla morsettiera, in questo caso il connettore include anche i contatti dei servizi Morsetto di terra Per tutti i motori previsto, all interno della scatola morsettiera, il morsetto di terra completo della targhetta di identificazione Terminal box General The terminal box is normally set in the upper position on all frame sizes. The cable exit is inside the terminal box. For frame sizes 63, 80, 100 and in special cases also for 132, it is possible to have the power connector version in which a connector also including all service contacts is used instead of standard terminal box Ground terminal All motors are provided with one earth terminal: the ground connection clamp complete with identification plate is located inside the terminal box.

15 DRIVE-AX Pag Collegamenti I motori sono normalmente costruiti con tre cavi di potenza sia in morsettiera che al connettore, come riportato in fig.(2.7); non, quindi, possibile effettuare collegamenti per tensioni differenti dalla nominale. Su richiesta, possibile, solo dopo verifica da parte di FIMET, la speciale fornitura di motori con collegamenti a sei o dodici morsetti (solo con morsettiera). Tutti i motori completi di encoder o resolver sono forniti con il connettore applicato esternamente alla carcassa del motore:per i collegamenti al trasduttore consultare sempre lo schema allegato al motore. La morsettiera per l alimentazione del ventilatore assiale, all interno della scatola morsettiera oppure i contatti sono inclusi nel connettore di potenza Connections All motors are normally provided with 3 power cables connected to the terminal box as well as the connector, see fig.(2.7), therefore it is not possible to carry out connections with voltages other than nominal voltage. On request special motors with 6 or 12 connection clamps can be custom, but only on FIMET s approval, and only for terminal box version. All motors equipped with encoder or resolver are supplied with connector applied to the exterior of the motor frame: for transducer connections always see the connection sheet enclosed with motor. The terminal board for the axial fan supply is located inside the terminal box, otherwise, in the power connector version, are included in the connector contacts. CONTRASSEGNI DI COLLEGAMENTO ALLA MORSETTIERA TERMINAL BOARD CONNECTION MARKS Rotazione oraria vista lato accoppiamento Clockwise rotation seen from drive end Motore Motor M 3 ~ Freno Brake (Optional) Termoprotettore Thermal protection Elettroventilatore Electric fan F U V W FR PT v

16 Pag. 14 DRIVE-AX Accessori Generalit In tutti i motori della serie DRIVE-AX prevista, di serie, l applicazione di termoprotettori con temperatura di intervento a 140 C 3%, inseriti nell avvolgimento, con contatti normalmente chiusi. Solo su richiesta, ed accettazione da parte di FIMET, possibile applicare altri tipi di rilevatori di temperatura; vedere fig.(2.7) Trasduttori E normalmente possibile l applicazione solo di trasduttori con fissaggio ad albero cavo. Il rotore del trasduttore direttamente calettato sull albero motore mentre lo statore fissato direttamente al coperchio posteriore del motore stesso. Questa tipo di fissaggio presenta alcuni vantaggi: assenza di vibrazioni torsionali tra motore e trasduttore ingombro assiale del motore particolarmente ridotto. Direttamente calettato al coperchio posteriore del motore possibile l applicazione di resolver del tipo sempre ad albero cavo Freno I motori della serie DRIVE-AX grandezza 63, 80, 100 e 132 possono essere corredati di freno con tensione normale di alimentazione di 24V. Nella grandezza 63 e 80, il freno posizionato posteriormente in posizione protetta, mentre nella grandezza 100 e 132 posizionato direttamente all interno dello statore. Per eventuale installazioni di freni con caratteristiche diverse da quelle menzionate nelle schede tecniche. consultare direttamente FIMET Accessories General All DRIVE-AX series motors are equipped with a standard heat protection system with intervention at 140 C 3%, inserted in the winding coil, with contacts normally set in closed position. Other types of heat detectors can be installed on request, but only after FIMET s approval; see fig.(2.7) Transducers Normally, only hollow shaft mounted transducers can be fitted on DRIVE-AX series motors. The transducer rotor is fitted directly onto the motor shaft is fixed directly to the rear motor cover. This type of attachement provides the following advantages: absence of torsional vibration between motor and transducer motor axial dimension really small. An hollow shaft resolver can be fitted directly on the rear motor cover Brake The DRIVE-AX series motor frame sizes 63, 80, 100, 132 can be equipped with brake with standard supply 24V. On frame sizes 63 and 80, brake is placed at the rear in a protected position, while on frame sizes 100 and 132 it is placed directly inside the stator. For the istallation of any brake types not included in the specifications in this manual, please contact FIMET for advice. 3. PRESTAZIONI E MODALITA DI FUNZIONAMENTO 3. PERFORMANCES AND OPERATING CHARACTERISTICS 3.1. Generalit I motori Serie DRIVE-AX sono stati progettati per dare le migliori prestazioni in abbinamento con inverter. Le prestazioni nominali dei motori indicate nelle schede tecniche, sono riferite a tensioni di alimentazione di nominali riportate, le velocit massime a potenza costante riferite ad alimentazione a tensione costante: avvolgimenti per tensioni speciali sono disponibili su richiesta General The DRIVE-AX series motors are designed to do best performances supplied by inverter. Nominal performances of motors reported in data sheets are referred to reported nominal supply, maximum speed at costant power are referred to costant supply voltage: special winding for not standard supply voltage are available on request.

17 DRIVE-AX Pag. 15 In ogni applicazione specifica molto importante la scelta del tipo di motore e del tipo di avvolgimento al fine di ottimizzare il rapporto costo/prestazioni del motore. Nella scelta necessario tenere presente: l ambiente in cui si trover il motore e considerare eventuali declassamenti dovuti alla temperatura ed all altitudine; il ciclo di lavoro richiesto per assicurare che la sovratemperatura si mantenga entro i limiti della classe termica di appartenenza; le prestazioni massime richieste, anche se per brevi periodi, e cio, tipicamente, sovraccarico massimo, deflussamento a potenza costante, velocit massima assoluta. La metodologia sopra presentata permette di fare una scelta ottimale del motore; nei prossimi paragrafi verr fatta una trattazione teorica semplificata, nella quale non si terr sempre conto di tutti gli aspetti -reattanze di dispersione, perdite, ecc.ecc.- atta a consentire una prima scelta del motore: per applicazioni complesse si suggerisce di contattare FIMET per un preventivo. In every application it is very important the selection of the motor and of the right winding code in order to obtain the best ratio cost/performances. To select the motor it must be considered: the enviroment in which the motor works and consequent power derating owing to temperature and altitude ; the duty cycle requested to ensure that overtemperature of the motoer keeps within its thermal class limits; maximum performances requested, even though for short periods,that is, maximum overload, flux weakening speed range at constant power, absolute maximum speed. This general methodology allows a good selection of the motor; next paragraphs will show a simplified theoretical treatment, in which not all physical aspects will consider -winding leakage reactance, losses, etc.- and that allows the first motor selection : when complex application are required, it is recommended to contact FIMET for a quotation Declassamento per temperatura ambiente ed altitudine I declassamenti di potenza da effettuare al variare della temperatura dell aria e dell altitudine si ricavano dal grafico di fig.(3.1) 3.2. Power derating for ambient temperature and altidude Power deratings for temperature or altitude variation, are reported in the diagram of fig.(3.1) Potenza % Power % C 50 C 60 C 30 C m fig.(3.1)

18 Pag. 16 DRIVE-AX 3.3. Equivalente termico L equivalente termico viene calcolato, come sui motori in corrente continua, a partire dal ciclo di lavoro, mediante la seguente formula, e serve a determinare la potenza in servizio S1 che deve erogare il motore per poter eseguire il ciclo di lavoro richiesto senza superare la sovratemperatura relativa alla propria classe di isolamento: 3.3. RMS output power The RMS output power is determined, as for DC motors, considering the duty cycle, with the following formula, and determines the power in duty S1 of the motor necessary to perform the requested duty cycle without overising temperature of the motor insulation class: P eq = K i= 1 2 (P) i t i T [3.1] P eq = K i= 1 2 (P) i t i T [3.1] dove P eq [W] = potenza equivalente P i [W] = potenza nei vari intervalli del ciclo di lavoro t i [sec] = intervalli di tempo T [sec] = tempo totale 3.4. Scelta del motore in funzione delle caratteristiche di lavoro Generalit Normalmente il funzionamento di un motore asincrono alimentato da inverter schematizzato dal diagramma di fig.(3.2), nel quale sono presenti due zone ben distinte: la zona A di funzionamento a coppia costante la zona B di funzionamento a potenza costante Nella zona A, che va da 0 fino alla velocit nominale, il motore viene alimentato con una tensione proporzionale alla frequenza: i motori della serie DRIVE-AX sono servoventilati e quindi sono in grado di fornire la coppia nominale costantemente fino a velocit bassissime. Nella zona B, oltre la velocit nominale, il motore lavora in deflussamento con coppia decrescente con l aumentare della velocit. Potenza Power where P eq [W] = RMS output power P i [W] = power in different intervals t i [sec] = time interval T [sec] = total time 3.4. Motor selection in function of application characteristics General Normally, operating mode of an asyncronous induction motor supplied by inverter can be shown in the diagram of fig.(3.2), in which two different zones: an operating constant torque zone: A an operating constant power zone: B In the A zone, speed range from 0 to nominal speed, the motor is supplied with voltage proportional to frequency: DRIVE-AX series motors are servo assisted ventilated, then are be able to operate with nominal constant torque also at very low speed. In the B zone, over nominal speed range, motor flux is reduced and the motor operates with torque decreasing with speed. B A Velocità nominale Nominal speed fig.(3.2) Velocità Speed

19 DRIVE-AX Pag Funzionamento a coppia costante Nell intervallo da 0 alla velocit nominale, il motore generalmente alimentato con un tensione ai morsetti che proporzionale alla frequenza di alimentazione e, quindi, alla velocit di sincronismo. In questo intervallo il flusso al traferro del motore, in prima approssimazione, trascurando le cadute di tensione statoriche e le induttanze di dispersione, praticamente costante: dove: Φ [Wb] = flusso al traferro del motore V [V] = tensione di alimentazione motore f [Hz] = frequenza di alimentazione K [-] = costante dipendente dal motore Ora, si ha che: Φ= K V f [3.2] Operative range at constant torque In the range from 0 to nominal speed, the motor is generally supplied by a voltage proportional to frequency, that is proportional to syncronous speed. In this speed range, the motor flux, overlooking stator voltage drops and stator winding leakage inductance, is nearly constant: where: Φ [Wb] = motor flux V [V] = motor supply voltage f [Hz] = supply frequency K [-] = constant depending on motor Now we have: Φ= K V f [3.2] C Φ i C V r f i r [3.3] C Φ i C V r f i r [3.3] dove: C [Nm] = coppia fornita i r [A] = corrente rotorica where: C [Nm] = motor torque i r [A] = rotor current e i r = E R r + (2π fsl r) r 2 2 [3.4] and i r = E R r + (2π fsl r) r 2 2 [3.4] dove: where: E r R r L r s [V] = forza elettromotrice indotta nel rotore [W]= resistenza rotorica [H] = induttanza di dispersione rotorica = scorrimento percentuale E r R r L r s [V] = rotor induced voltage [W]= rotor resistance [H] = rotor leakage inductance = percentage slip per valori di s piccoli -come quelli che si hanno in presenza di carichi nominali - si pu dire che: for low s -as operating mode with nominal load - we have: R + (2 fsl ) R 2 2 r π r 2 r [3.5] R + (2 fsl ) R 2 2 r π r 2 r [3.5] per cui i r Er = Rr [3.6] and then i r Er = Rr [3.6] a sua volta E W( s) W( s) V r Φ f [3.7] with E W( s) W( s) V r Φ f [3.7]

20 Pag. 18 DRIVE-AX dove: W [-] = costante s [rpm] = scorrimento assoluto quindi: where: W [-] = constant s [rpm] = absolute slip then: i r W( s) V Rf r [3.8] i s) V r W( Rf r [3.8] per cui C ( s) ( V) = Rr f 2 [3.9] therefore C ( s) ( V) = Rr f 2 [3.9] supponendo la resistenza di rotore costante, e poich il motore non deve superare il regime termico, necessario tenere lo scorrimento assoluto costante, quindi: if we suppose constant the rotor resistance, and because the motor must not exceed nominal thermal rate, absolute slip must be mantained constant, and then: ( ) 2 C ( s) V = = COST. Rr f [3.10] ( ) 2 C ( s) V = = COST. Rr f [3.10] In realt, lo scorrimento assoluto non rimane costante a mano a mano che il motore si riscalda, per almeno due ragioni: poich aumenta la resistenza di statore, c una maggior caduta di tensione e, quindi, la V utile a determinare il flusso diminuisce e quindi diminuisce il flusso che nella [3.2] proporzionale a (V/f). poich la resistenza di rotore aumenta con il riscaldarsi del motore il denominatore R r aumenta. Perci, a coppia nominale, il motore, passando da freddo a caldo, avr uno scorrimento assoluto maggiore. Da ultimo, per quanto riguarda la zona A di funzionamento a coppia costante, ricordiamo che, diminuendo la velocit, si diminuiscono tensione e frequenza di alimentazione: a parit di corrente assorbita dal motore, si ha una caduta di tensione statorica R s i s costante che, proporzionalmente, "pesa" di pi a bassa velocit, cio con tensioni basse. Per questa ragione, utilizzando, per esempio, un motore avvolto per una velocit nominale di 2000rpm, pu essere utile, se lo si fa lavorare a 500rpm, impostare sull inverter un leggero "boost", a bassa velocit, sulla tensione di alimentazione del motore. Actually, while the motor increases its temperature, absolute slip do not remain constant for two reasons: since the stator resistance increases, there is more voltage drop and, so, the voltage V, which determines flux, decreases and consequently, the flux in [3.2], which is proportional to (V/f), decreases. since the rotor resistance increases with temperature, the denominator R r increases. So, at nominal torque, increasing its temperature, the motor will have an higher absolute slip. In the A zone at constant torque, decreasing the speed, supply voltage and frequency decrease: at a parity of motor current, being the stator drop voltage R s i s constant, this has a more relevant effect at low speed, that is at low voltage. For this reason, for a motor with nominal speed of 2000 rpm, which operates at 500 rpm for a long time, it could be useful to set a voltage "boost" at low speed.

21 DRIVE-AX Pag Funzionamento a potenza costante Nella zona B il motore lavora con una coppia che varia in modo inversamente proporzionale alla velocit, cio : Operative range at constant power In the B zone the motor operates with a torque which, varies as 1/f, that is: C C f n = n f [3.11] C C f n = n f [3.11] se riconsideriamo la [3.2] Φ= K V risulta che, f mantenendo la tensione costante, il flusso avrebbe un andamento inversamente proporzionale alla frequenza; in realt, nella zona B, la caduta di tensione statorica dovuta alla reattanza di dispersione (ωli), non pi trascurabile e l effetto di smagnetizzazione dovuto alle correnti di rotore rendono la [3.2] non pi utilizzabile: di fatto, con l aumentare della frequenza di alimentazione, a tensione costante, si ha una riduzione del flusso al traferro molto pi grande della legge di proporzionalit inversa. Questa condizione quella che si presenta, normalmente, con l utilizzo di inverter tradizionali (non vettoriali). Se, invece, si sceglie un motore avvolto per un tensione nominale inferiore a quella massima dell inverter, nella zona di deflussamento la tensione sul motore potr essere aumentata, a mano a mano che il motore supera la velocit nominale, e quindi, potranno essere compensati in parte gli effetti dovuti all induttanza di dispersione e di smagnetizzazione dovuto alle correnti rotoriche, migliorando cos le prestazioni del motore in deflussamento. Di contro, dovr essere scelto un inverter con corrente nominale maggiore. Infatti, si supponga di avere scelto un motore che a 380V/50Hz assorbe 100A nominali, e quindi necessita di un inverter da 380V in uscita e circa 100A Ora, per migliorare le prestazioni in deflussamento si cambi tipo di avvolgimento e si scelga lo stesso motore ma a 290V/50Hz: ovviamente la corrente nominale sar maggiore, diciamo circa 130A: perci si dovr utilizzare un inverter da 380V in uscita e 130A nominali, quindi di taglia maggiore del precedente. I dati di deflussamento dei motori DRIVE-AX riportati nel presente catalogo sono comunque riferiti ad alimentazione a tensione costante pari a quella nominale. if we consider the [3.2] Φ= K V with constant f voltage, flux would varies as 1/f; actually, in the B zone, the stator voltage drop voltage owing to leakage reactance (ωli) no more negligible and the field weaking caused by the rotor current make the [3.2] not ever usable: at constant voltage, the flux is actually reduced much more than 1/f. This situation normally happens with standard inverters, (not vectrol controlled). On the contrary, if a motor with a winding for a voltage lower than the maximum inverter voltage output is selected, since the motor exceeds the nominal speed in the weaking flux zone, the motor voltage will be able to be increased, so that the effects of leakage stator reactance and of rotor current will be reduced and the performances of the motor will get better. In this case an inverter with an higher nominal current must be selected. For example, suppose to select a 380/50Hz motor 100A nominal current; this motor needs a 380V inverter with a nominal current of minimum 100A. Now, to increase performances in weaking flux zone select the same type of motor but 290V/50Hz: naturally nominal current will be higher, near 130A: so it will be necessary to use an inverter 380V output and with nominal current of 130A, bigger than the first one. With reference to the weaking flux zone, all DRIVE-AX series motor data reported in the technical scheets of next pages are referred to constant voltage equal to nominal voltage.

22 Pag. 20 DRIVE-AX 4. DATI TECNICI 4. TECHNICAL DATA Le successive schede tecniche contengono le caratteristiche elettriche fondamentali dei motori serie DRIVE-AX con le seguenti precisazioni: alimentazione da inverter standard PWM. ventilazione mediante elettroventilatore separato. temperatura dell aria di raffreddamento non superiore ai 40 C. Potenza nominale in S1; sovraccarico in servizio S6/40% con ciclo di lavoro tale da conservare l equivalente termico. Corrente nominale assorbita dal motore con una tensione di alimentazione ai morsetti come indicato nelle rispettive colonne. Velocit massima a potenza costante riferita a deflussamento con tensione di alimentazione pari a quella nominale del motore, non incrementata durante il deflussamento stesso. Next technical data scheets show main electrical parameters of DRIVE-AX series motors with this statement: Supply by PWM standard inverter. Ventilation by separated electric fan. Cooling air temperature not exceeding 40 C. Nominal power in S1; overload in duty S6/40% with duty cycle RMS current not exceeding the nominal temperature. Motor nominal current referred to voltage supply as reported in respective columns. Maximum speed at constant power in weaking flux zone referred to constant voltage supply equal to nominal voltage, not increased while weaking flux.

23 DRIVE-AX Pag. 21 SCHEDE TECNICHE MOTORI MOTOR DATA SHEETS

24 Pag. 22 DRIVE-AX SERIES MOTOR CATALOGUE DRIVE-AX 63 4poli DATI GENERALI - GENERAL DATA Forma costruttiva - Mounting B5 - B3/B5 su richiesta B3/B5 on request Isolamento - Insulation Classe F - Class F Equilibratura - Balancing grado R - R degree (ISO 2373) Raffreddamento - Cooling system Non ventilato Protezione - Protection IP54 T. amb./altitud.- Amb. temp./altitud C/1000m SLM m AS Protezione termica - Thermal prot. Klixon NC (250V - 2.5A) Trasduttore - Transducer Encoder o Resolver - Encoder or Resolver DATI TECNICI - TECHNICAL DATA SERVIZIO S1 - DUTY S1 SERV. S6/40% - DUTY S6/40% 63.1C 63.2C VELOCITA NOMINALE NOMINAL SPEED COPPIA NOMINALE NOMINAL TORQUE POTENZA NOMINALE NOMINAL POWER TENSIONE NOMINALE COD.38 NOMINAL VOLTAGE COD.38 CORRENTE NOMINALE COD.38 NOMINAL CURRENT COD.38 TENSIONE NOMINALE COD.33 NOMINAL VOLTAGE COD.33 CORRENTE NOMINALE COD.33 NOMINAL CURRENT COD.33 VELOCITA MASSIMA A POTENZA COSTANTE MAXIMUM SPEED AT CONSTANT POWER NOMINAL TORQUE POTENZA NOMINALE NOMINAL POWER CORRENTE NOMINALE COD.38 NOMINAL CURRENT COD.38 CORRENTE NOMINALE COD.33 NOMINAL CURRENT COD.33 VELOCITA MASSIMA A POTENZA COSTANTE MAXIMUM SPEED AT CONSTANT POWER RPM Nm KW V A V A RPM Nm KW A A RPM Kgm 2 RPM COPPIA NOMINALE INERZIA ROTORE ROTOR INERTIA VELOCITA MASSIMA ASSOLUTA ABSOLUTE MAXIMUM SPEED FIMET ITALIA Viale Rimembranze, BRA (CN) Tel. +39 (0) Fax +39 (0) E - mail:fimet@fimet.com

25 CATALOGO MOTORI SERIE DRIVE-AX Pag. 23 DRIVE-AX 63 4poles ø 110 j6 M B q O Trasduttore* Transducer * ,5 PG 16 ø ø 8,5 ø 160 ø 130 Superficie Montaggio Accessori Accessories Mounting Surface Trasduttore* Transducer * 6 21,5 6 O Freno Brake j6 (*): il disegno rappresenta il trasduttore tipo ELCIS 7210; per gli altri tipi di trasduttori prevista una apposita copertura di protezione. (*): the draw shows ELCIS 7210 transducer; for other types of transducers a special protection cover is foreseen. FRENO - BRAKE Tipo 06 Tipo 08 Coppia statica Static torque [Nm] 4 8 Momento d inerzia Moment of inertia [Kgcm 2 ] Massima velocit di frenatura Maximum braking speed rpm 3,000 3,000 Massima velocit assoluta Absolute maximum speed rpm 12,400 12,400 Potenza assorbita Input power [W] Alimentazione Power supply [VDC] VERSIONE NORMALE VERSIONE CON FRENO STANDARD VERSION VERSION WITH BRAKE Motore - Motor q B O Peso Kg O Peso Kg 63.1C C CUSCINETTI - BEARINGS Cuscinetto a sfere Ball bearing Cuscinetto a rulli Roller bearing Lato comando Drive end Z C3 - Lato opposto comando Opposite drive end Z C3 - FIMET ITALIA Viale Rimembranze, BRA (CN) Tel. +39 (0) Fax +39 (0) E - mail:fimet@fimet.com

26 Pag. 24 DRIVE-AX SERIES MOTOR CATALOGUE DRIVE-AX 80 4poli DATI GENERALI - GENERAL DATA Forma costruttiva - Mounting B5 - B3/B5 su richiesta B3/B5 on request Isolamento - Insulation Classe F - Class F Equilibratura - Balancing grado R - R degree (ISO 2373) Raffreddamento - Cooling system Non ventilato Protezione - Protection IP54 T. amb./altitud.- Amb. temp./altitud C/1000m SLM m AS Protezione termica - Thermal prot. Klixon NC (250V - 2.5A) Trasduttore - Transducer Encoder o Resolver - Encoder or Resolver DATI TECNICI - TECHNICAL DATA SERVIZIO S1 - DUTY S1 SERV. S6/40% - DUTY S6/40% 80.1C 80.2C 80.3C VELOCITA NOMINALE NOMINAL SPEED COPPIA NOMINALE NOMINAL TORQUE POTENZA NOMINALE NOMINAL POWER TENSIONE NOMINALE COD.38 NOMINAL VOLTAGE COD.38 CORRENTE NOMINALE COD.38 NOMINAL CURRENT COD.38 TENSIONE NOMINALE COD.33 NOMINAL VOLTAGE COD.33 CORRENTE NOMINALE COD.33 NOMINAL CURRENT COD.33 VELOCITA MASSIMA A POTENZA COSTANTE MAXIMUM SPEED AT CONSTANT POWER COPPIA NOMINALE NOMINAL TORQUE POTENZA NOMINALE NOMINAL POWER CORRENTE NOMINALE COD.38 NOMINAL CURRENT COD.38 CORRENTE NOMINALE COD.33 NOMINAL CURRENT COD.33 VELOCITA MASSIMA A POTENZA COSTANTE MAXIMUM SPEED AT CONSTANT POWER RPM Nm KW V A V A RPM Nm KW A A RPM Kgm 2 RPM INERZIA ROTORE ROTOR INERTIA VELOCITA MASSIMA ASSOLUTA ABSOLUTE MAXIMUM SPEED FIMET ITALIA Viale Rimembranze, BRA (CN) Tel. +39 (0) Fax +39 (0) E - mail:fimet@fimet.com

27 CATALOGO MOTORI SERIE DRIVE AX Pag. 25 DRIVE-AX 80 4poles ø 130 j6 M q 124 Trasduttore Transducer * * -0, PG ø 11,5 ø 200 ø B 20 ø O 50 Superficie Montaggio Accessori Accessories Mounting Surface Trasduttore* Transducer * O Freno Brake j6 (*): il disegno rappresenta il trasduttore tipo ELCIS 7210; per gli altri tipi di trasduttori prevista una apposita copertura di protezione. (*): the draw shows ELCIS 7210 transducer; for other types of transducers a special protection cover is foreseen. FRENO - BRAKE Tipo 08 Tipo 10 Coppia statica Static torque [Nm] 8 16 Momento d inerzia Moment of inertia [Kgcm 2 ] Massima velocit di frenatura Maximum braking speed rpm 3,000 3,000 Massima velocit assoluta Absolute maximum speed rpm 12,400 8,300 Potenza assorbita Input power [W] Alimentazione Power supply [VDC] VERSIONE NORMALE VERSIONE CON FRENO STANDARD VERSION VERSION WITH BRAKE Motore - Motor q B O Peso Kg O Peso Kg 80.1C C C CUSCINETTI - BEARINGS Cuscinetto a sfere Ball bearing Cuscinetto a rulli Roller bearing Lato comando Drive end Z C3 - Lato opposto comando Opposite drive end Z C3 - FIMET ITALIA Viale Rimembranze, BRA (CN) Tel. +39 (0) Fax +39 (0) E - mail:fimet@fimet.com

28 Pag. 26 DRIVE-AX SERIES MOTOR CATALOGUE DRIVE-AX 100K 4poli DATI GENERALI - GENERAL DATA Forma costruttiva - Mounting B3 - B3/B5 su richiesta B3/B5 on request Isolamento - Insulation Classe F - Class F Equilibratura - Balancing grado R - R degree (ISO 2373) Raffreddamento - Cooling system Vent. assiale forz. - Forced air cooled Protezione - Protection IP54 T. amb./altitud.- Amb. temp./altitud C/1000m SLM m AS Protezione termica - Thermal prot. Klixon NC (250V - 2.5A) Trasduttore - Transducer Encoder o Resolver - Encoder or Resolver DATI TECNICI - TECHNICAL DATA SERVIZIO S1 - DUTY S1 SERV. S6/40% - DUTY S6/40% 100K.1 100K.2 100K.3 100K.4 100K.5 100K.6 VELOCITA NOMINALE NOMINAL SPEED COPPIA NOMINALE NOMINAL TORQUE POTENZA NOMINALE NOMINAL POWER TENSIONE NOMINALE COD.38 NOMINAL VOLTAGE COD.38 CORRENTE NOMINALE COD.38 NOMINAL CURRENT COD.38 TENSIONE NOMINALE COD.33 NOMINAL VOLTAGE COD.33 CORRENTE NOMINALE COD.33 NOMINAL CURRENT COD.33 VELOCITA MASSIMA A POTENZA COSTANTE MAXIMUM SPEED AT CONSTANT POWER COPPIA NOMINALE NOMINAL TORQUE POTENZA NOMINALE NOMINAL POWER CORRENTE NOMINALE COD.38 NOMINAL CURRENT COD.38 CORRENTE NOMINALE COD.33 NOMINAL CURRENT COD.33 VELOCITA MASSIMA A POTENZA COSTANTE MAXIMUM SPEED AT CONSTANT POWER RPM Nm KW V A V A RPM Nm KW A A RPM Kgm 2 RPM INERZIA ROTORE ROTOR INERTIA VELOCITA MASSIMA ASSOLUTA ABSOLUTE MAXIMUM SPEED FIMET ITALIA Viale Rimembranze, BRA (CN) Tel. +39 (0) Fax +39 (0) E - mail:fimet@fimet.com