8-495-109-02-08
sales@bbrc.ru
Отправить заявку
Каталог
Войти
/
/
HF-SP или HG-SR: чем серия J4 отличается от J3 и что менять HF-SP или HG-SR: чем серия J4 отличается от J3 и что менять

HF-SP или HG-SR: чем серия J4 отличается от J3 и что менять

HF-SP из поколения J3 снят с производства, и на его место встаёт HG-SR из J4 — но не один в один. Разбираем полные данные обеих серий, что реально даёт энкодер 22 бита вместо 18 и на что смотреть при замене привода на действующей машине.

Технический разбор: энкодер, момент, IP, 400В, редукторы, практика выбора

bbrc.ru — 2025

Сравнение двух поколений среднеинерционных серводвигателей HF-SP — J3 18 бит (262 144 имп/об) Только 200В · нет W0C · нет редукторов Нет STO · SSCNET III Плановый вывод ~2027 VS HG-SR — J4✓ рекомендуется 22 бита (4 194 304 имп/об) 200В + 400В · W0C · G1/G1H/G7 STO PLd/SIL2 · SSCNET III/H Актуальное поколение

1. Контекст: зачем сравнивать J3 и J4

Серии HF-SP (J3) и HG-SR (J4) покрывают одинаковый диапазон: 500 Вт — 7 кВт, 2000 и 1000 об/мин, среднеинерционные двигатели с IP67. Механически они близки. Поэтому при новом проекте у инженера возникает закономерный вопрос: зачем переплачивать за J4, если J3 проверен годами и дешевле?

Ответ не маркетинговый — он в числах: 16-кратное преимущество по разрешению энкодера, отсутствие 400В у J3, невозможность STO с J3, нет маслосальника W0C, нет редукторов G1/G7. Каждый пункт может быть критичен или незначим — зависит от задачи.

Для действующих установок J3 переход не обязателен: MR-J3 поставляется, HF-SP в наличии. Для новых проектов Mitsubishi рекомендует J4 — он обеспечит поддержку запасных частей на 10–15 лет вперёд.

2. HF-SP: полные данные серии J3

HF-SP — среднеинерционная серия MELSERVO-J3. Охватывает 500 Вт — 7 кВт в двух скоростных вариантах: 1000 и 2000 об/мин. Важная особенность: версия 1000 об/мин при одинаковой мощности даёт вдвое больший номинальный момент, что делает её оптимальной для конвейеров и роботов без редуктора. HF-SP301HF-SP301

HF-SP — основные модели
МодельМощностьСкоростьНом. моментМакс. моментМассаУсилитель
HF-SP51BHF-SP51B500 Вт1000 об/мин4,77 Н·м14,3 Н·м6,5 кгMR-J3-60A
HF-SP81HF-SP81850 Вт1000 об/мин8,12 Н·м24,4 Н·м8,3 кгMR-J3-100A
HF-SP301HF-SP3013 кВт1000 об/мин28,6 Н·м85,9 Н·м22 кгMR-J3-350A
HF-SP202HF-SP2022 кВт2000 об/мин9,55 Н·м28,6 Н·м11 кгMR-J3-200A
HF-SP352KHF-SP352K3,5 кВт2000 об/мин16,7 Н·м50,1 Н·м~16 кгMR-J3-350A
HF-SP702HF-SP7027 кВт2000 об/мин33,4 Н·м100 Н·м22 кгMR-J3-700A

Что фиксировано для всей серии HF-SP: IP67, класс изоляции F, абсолютный энкодер 18 бит (262 144 имп/об). Доступны варианты с тормозом (B), шпонкой (K) и J-валом. Нет 400В версии. Нет маслосальника. Нет встроенных редукторов.

3. HG-SR: полные данные серии J4

HG-SR — актуальная среднеинерционная серия J4. Диапазон 500 Вт — 7 кВт, основная скорость 2000 об/мин. Принципиальные расширения по сравнению с HF-SP: 400В класс (суффикс 4 в артикуле), маслосальник W0C, встроенные редукторы G1/G1H/G7 и функциональная безопасность STO через MR-D30. HG-SR102HG-SR102

HG-SR — основные модели
МодельМощностьНапряж.Ном. моментМакс. моментУсилитель
HG-SR524KHG-SR524K500 Вт400В2,4 Н·м7,2 Н·мMR-J4-50A4
HG-SR102HG-SR1021 кВт200В4,8 Н·м14,3 Н·мMR-J4-100A
HG-SR1024JHG-SR1024J1 кВт400В4,8 Н·м14,3 Н·мMR-J4-100A4
HG-SR202BW0CHG-SR202BW0C2 кВт200В9,5 Н·м28,6 Н·мMR-J4-200A
HG-SR3524W0CHG-SR3524W0C3,5 кВт400В16,7 Н·м50,1 Н·мMR-J4-350A4
HG-SR502BJHG-SR502BJ5 кВт200В23,9 Н·м71,6 Н·мMR-J4-500A
HG-SR5024BW0CHG-SR5024BW0C5 кВт400В23,9 Н·м71,6 Н·мMR-J4-500A4

4. 18 бит против 22 бит: где разница ощутима

ПараметрHF-SP (J3)HG-SR (J4)
Тип энкодераАбсолютныйАбсолютный
Разрядность18 бит22 бит
Импульсов/оборот262 1444 194 304
Разрешение (ШВП шаг 10 мм)0,038 мкм/имп0,0024 мкм/имп
Разрешение при передаче 1:100,0038 мкм0,00024 мкм
Плавность при малых скоростяхХорошаяОтличная
Полная замкнутая петляДаДа, точнее

На практике разница энкодеров наиболее критична при двух сценариях:

Прецизионная обработка на малой скорости
Полировка, хонингование, шлифовка. При скорости 5–50 об/мин 18-битный энкодер даёт заметную «ступенчатость» момента. 22 бит — в 16 раз меньше квантование, движение намного плавнее.
Полная замкнутая петля (Full Closed Loop)
Если используется линейный датчик (линейная шкала), обратная связь всё равно проходит через скоростной контур, построенный на сигнале моторного энкодера. Чем выше разрешение энкодера, тем стабильнее работа петли при высоком усилении.

5. Сравнительная таблица HF-SP vs HG-SR

ПараметрHF-SP (J3)HG-SR (J4)
Поколение / усилительJ3 / MR-J3J4 / MR-J4
ЭнкодерАбс. 18 бит (262 144)Абс. 22 бит (4 194 304)
Скоростные серии1000 и 2000 об/мин2000 об/мин (основная)
Класс 400В—✓
Степень защитыIP67IP67
Функц. безопасность STO—PLd/SIL2 (MR-D30)
СетьSSCNET IIISSCNET III/H
Маслосальник W0C—✓
Редуктор G1/G1H/G7—✓
Класс изоляцииFF
Диапазон мощностей500 Вт–7 кВт500 Вт–7 кВт
Рекомендация для нов. проектовС оговорками✓ Да

6. Класс 400В: только HG-SR

HF-SP выпускается исключительно в 200В классе (3-фазная сеть 200–240В). Для питания от сети 380В требуется понижающий трансформатор — это дополнительные затраты, площадь, потери КПД и точка отказа.

HG-SR выпускается в обоих вариантах. Суффикс 4 в артикуле = 400В. Например:

АртикулМощностьНапряжениеОсобенности
HG-SR1024KHG-SR1024K1 кВт400ВШпонка
HG-SR1524JHG-SR1524J1,5 кВт400ВJ-вал
HG-SR3524W0CHG-SR3524W0C3,5 кВт400ВМаслосальник
HG-SR5024BJHG-SR5024BJ5 кВт400ВТормоз+J-вал
Практическое последствие: на объектах с сетью 380В применение HF-SP означает обязательный трансформатор на каждый шкаф управления. При 5 осях по 2 кВт (10 кВт суммарно) трансформатор 15 кВА стоит ~80–120 тыс. руб. и занимает место в шкафу. Переход на HG-SR5024 (400В) полностью исключает эти затраты.

7. Функциональная безопасность STO

Директива EU Machinery (2006/42/EC) и стандарты ISO 13849-1 / IEC 62061 требуют, чтобы машины с подвижными частями имели сертифицированную функцию безопасного останова. Для серводриводов это STO (Safe Torque Off) — аппаратное отключение момента без снятия питания с усилителя.

С HF-SP (J3): внешнее реле
Усилитель MR-J3 не имеет встроенного STO. Для PLd необходимо внешнее двухканальное реле безопасности (например, PILZ PNOZ) в цепи EN1/EN2 усилителя. Добавляет компонент, место в шкафу и дополнительный источник отказа.
С HG-SR (J4): аппаратный STO
Модуль MR-D30, подключаемый к MR-J4, обеспечивает STO PLd/SIL2 без внешних реле. Цепь безопасности реализована аппаратно внутри пары MR-J4 + MR-D30. Проще схема, меньше компонентов, легче прохождение аудита CE.
Если технический регламент на изделие требует сертификации по Category 3/PLd или SIL2, и силовой привод — серводвигатель, то HF-SP + MR-J3 не является прямым решением без реле безопасности. HG-SR + MR-J4 + MR-D30 — прямое решение.

8. Варианты исполнений

ИсполнениеHF-SPHG-SR
Тормоз B✓✓
J-вал✓✓
Шпонка K✓✓
Маслосальник W0C—✓
400В класс—✓
Редуктор G1—✓
Редуктор G1H (усиленный)—✓
Редуктор G7 (прецизионный)—✓
Функц. безопасность STO—✓ (MR-D30)

9. Встроенные редукторы G1/G1H/G7 для HG-SR

У HG-SR доступны три типа встроенных редукторов. В отличие от HF-SP, это делает серию самодостаточной для тихоходных приводов без отдельного редуктора.

ТипЛюфтПередачиВыход. момент (SR102 + 1/11)Применение
G1G1 промышл.≤15 arc min1/5, 1/114,8×11×0,85≈45 Н·мКонвейеры, подача, смешение
G1HG1H усиленный≤15 arc min1/6, 1/11~45 Н·мВысокая консольная нагрузка на вал
G7G7 прецизионный≤3 arc min1/5, 1/11, 1/33~45 Н·мПоворотные столы, угловая точность
Пример: HG-SR202G7HG-SR202G7 (2 кВт + G7 1:11). Входная скорость 2000 об/мин → выход 182 об/мин. JL уменьшается в 11² = 121 раз. Выходной момент ≈ 9,5×11×0,85 ≈ 89 Н·м. Угловой люфт на выходе ≤3 arc min — достаточно для большинства поворотных столов.

10. Практический расчёт: выбор мощности под задачу

Задача: горизонтальная ось станка ЧПУ, подача материала

Условия: Стол 30 кг, ШВП ⌀25 мм шаг 10 мм, длина 1000 мм.
Требуемая скорость подачи: 20 м/мин = 333 мм/с.
Время разгона: ≤50 мс. Точность позиционирования: ±5 мкм.

1. Требуемая скорость вращения ШВП:
n = v / p = 333 мм/с / 10 мм/об × 60 = 2000 об/мин

2. Инерция ШВП (сталь, ⌀25, L=1000 мм):
J_screw = π×7800×1.0×0.025⁴/32 = 2.98e-5 кг·м² = 0.30×10⁻⁴

3. Приведённая инерция стола:
J_table = 30 × (0.010/6.283)² = 7.6e-6 = 0.076×10⁻⁴

4. J_L = 0.30 + 0.076 = 0.376×10⁻⁴

5. Момент разгона (t=50 мс, ω=209 рад/с для 2000 об/мин):
M_accel = (J_M + J_L) × ω / t = (J_M + 0.376)×209/0.05
Требуется M_accel ≤ M_peak двигателя

6. Момент трения (коэф. трения ШВП 0.1, масса 30 кг):
M_friction = F_friction × p/(2π) = (30×9.81×0.1)×0.01/6.283 = 0.047 Н·м

7. Непрерывный момент ≈ M_friction = 0.047 Н·м → подходит любой HG-SR
8. Проверка разгона для HG-SR102 (J_M≈?, M_peak=14.3, M_nom=4.8):
При J_M≈0.2: M_accel = (0.2+0.376)e-4×209/0.05 = 2.41 Н·м ≤ 14.3 ✓

→ HG-SR102 (1 кВт) достаточно

11. Модернизация J3 → J4

При плановой замене оборудования или выходе из строя усилителя MR-J3 переход на J4 целесообразен. Механические посадочные размеры HF-SP и HG-SR в одном классе мощности часто совпадают, но кабели и усилитель меняются полностью.

Что меняетсяДетали
УсилительMR-J3 → MR-J4. Другой форм-фактор и клеммная колодка
Силовой кабель двигателяРазные разъёмы у J3 (AMP) и J4 (Molex). Новые кабели Mitsubishi.
Энкодерный кабельАналогично — другой разъём на двигателе
ДвигательHF-SP → HG-SR. Проверьте фланец и вал (часто совпадают)
ПО / параметрыПеренастройка в MR Configurator2. Номера параметров другие
Что не меняетсяМеханика крепления (если фланец совпал), электрошкаф (кроме усилителя)
При переходе JF-SP (7 кВт) → HG-SR702 проверьте фланец: у HF-SP702 фланец IEC B5, у HG-SR702 — аналогичный. Вал у обоих Ø35 мм. В большинстве случаев механическая замена выполняется за 2–4 часа без изменения рамы машины.

12. Частые вопросы

HG-SR102 даёт 4,8 Н·м, а HF-SP51 на 1000 об/мин — тоже 4,77 Н·м при 500 Вт. Как так?Формула P = M×ω. При мощности 500 Вт и скорости 1000 об/мин (ω=105 рад/с) момент = 500/105 = 4,77 Н·м. При 1 кВт и 2000 об/мин (ω=209) момент = 1000/209 = 4,78 Н·м. Совпадение не случайно: двойная мощность + двойная скорость = тот же момент. HG-SR102 (1 кВт) на 2000 об/мин — функциональный аналог HF-SP51 (500 Вт) на 1000 об/мин по номинальному моменту, но с вдвое большим динамическим запасом.
Можно ли использовать HF-SP с усилителем MR-J4?Нет. MR-J4 несовместим с двигателями серии HF (J3). Энкодеры разные — 18-битный J3 и 22-битный J4 — протокол связи отличается. Попытка подключения приведёт к аларму несоответствия двигателя.
У HG-SR есть версия 1000 об/мин, как у HF-SP?В серии HG-SR основная скорость — 2000 об/мин. Версия 1000 об/мин в серии HG-SR ограничена. Для высокого момента при 1000 об/мин и больших мощностях используйте HG-JR с кодом скорости «24» (1000 об/мин, 400В), например HG-JR25K14 (25 кВт, 239 Н·м).
Маслосальник W0C увеличивает потребляемую мощность?Незначительно. Трение маслосальника добавляет 0,01–0,05 Н·м к моменту трения в зависимости от типоразмера. Для большинства задач это пренебрежимо. Зато он защищает подшипники от масляного тумана — без него при работе рядом с масляным редуктором двигатель может выйти из строя за 1–2 года.
Почему у HG-SR меньший номинальный момент при той же мощности, чем у HF-SP на 1000 об/мин?Потому что HG-SR рассчитан на 2000 об/мин (основная серия), а HF-SP1 — на 1000 об/мин. M = P/ω: при P=2 кВт и ω=209 рад/с (2000 об/мин) M=9,55 Н·м. У HF-SP при 1000 об/мин и 2 кВт было бы 19,1 Н·м. Серия 1000 об/мин даёт вдвое больший момент при одинаковой мощности — это физика, не конструктивный выбор.

Сравнение с конкурентами: среднеинерционные серводвигатели

Серия HG-SR занимает сегмент 500 Вт–7 кВт, 2000 об/мин. Конкуренты в том же классе — Siemens 1PH8, Yaskawa SGM7G, Fanuc αM.

КонкурентИх продуктНаш аналогНаше преимущество
SiemensSIMOTICS S-1PH8 (среднеинерционные, 2000 rpm)HG-SR102–702HG-SR: встроенные редукторы G1/G1H/G7 — не нужен отдельный редуктор. STO PLd/SIL2 через MR-D30. У 1PH8 STO — внешний модуль.
YaskawaSGM7G (Σ-7, среднеинерционные)HG-SR102–502Схожие динамические характеристики. MELSERVO-J4: нативная интеграция с MELSEC iQ-F/R без конвертеров протокола.
FanucαM/αiM series (2000 rpm)HG-SR202–502MELSERVO-J4: открытая архитектура, поддержка CC-Link IE и EtherCAT через шлюзы. αM — только в экосистеме FANUC CNC.
LenzeMCS (среднеинерционные)HG-SR102–352HG-SR: 400В класс без трансформатора, встроенный редуктор. Lenze MCS — расширение через отдельный редуктор третьих сторон.

Читайте также

Подобрать HG-SR или HF-SP под вашу задачу

Укажите мощность, напряжение сети, скорость вращения и требования по безопасности — подберём серию, класс напряжения и исполнение.