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Descripción de funcionamiento Edición 02/2005

simatic

FM-Stepdrive/SIMOSTEP Unidad de potencia y motores paso a paso trifásicos

Descripción resumida 1

Descripción de funcionamiento

2

Datos técnicos FM-STEPDRIVE

3

Descripción de señales 4

Montaje 5

Cableado 6

Puesta en servicio 7

Indicaciones de estado y eliminación de fallos

8

Datos técnicos SIMOSTEP

9

Explicación de parámetros característicos y curvas características de motores paso a paso

10

SIMATIC

FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP Unidad de potencia y motores paso a paso trifásicos


FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP

Edición 02.05

Documentación SINUMERIK®

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B .... Reimpresión sin modificaciones con un nuevo número de pedido.

C .... Versión revisada con nuevo estado de edición.

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Edición Nº de pedido Observación

01.96 6SN1197-0AA70-0YP0 A 10.96 6SN1197-0AA70-0YP1 C 01.97 6SN1197-0AA70-0YP2 C 11.98 6SN1197-0AA70-0YP3 C 01.01 6SN1197-0AA70-0YP4 C 02.05 6SN1197-0AA70-0YP5 C

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Puede ocurrir, que funciones adicionales, no descritas en la presente documentación, son ejecutables en el mando. Sin embargo no hay derecho a estas funciones en caso de un suministro nuevo o en caso de servicio de postventa. Hemos probado el contenido de esta publicación con respecto a la concordancia descrita para el hardware y el software. Sin embargo es posible que se den algunas desviaciones. El contenido de esta publicación está sometido a revisiones regulares y en caso necesario se incluyen las correcciones en la siguiente edición. Agradecemos por las propuestas de mejora. Se reserva el derecho a modificaciones técnicas.

Nº de pedido: 6SN1197-0AA70-0YP5 Printed in the Federal Republic of Germany

Siemens-Aktiengesellschaft.

I

Indicaciones técnicas de seguridad

El presente manual contiene indicaciones, que Vd. ha de observar para su seguridad personal así como para evitar daños materiales. Estas indicaciones se encuentran resaltadas por un triángulo de advertencia y están representadas de la siguiente forma, dependiendo del grado de peligro:

! Peligro

significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, se producirán la muerte, lesiones corporales graves o daños materiales considerables.

! Precaución

significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, pueden producirse la muerte, lesiones corporales graves o daños materiales considerables.

! Atención

significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, pueden producirse lesiones corporales leves o daños materiales.

Indicación

se trata de una información importante sobre el producto, el manejo del producto o sobre una parte determinada de la documentación, sobre la que se desea llamar particularmente la atención.

Personal calificado Sólo el personal calificado puede realizar la puesta en servicio y el

servicio de un equipo. Personal calificado en el sentido de las indicaciones técnicas de seguridad del presente manual son personas, que están habilitadas para poner en servicio, poner a tierra y marcar equipos, sistemas y circuitos eléctricos en conformidad con los standards de la técnica de seguridad.

Uso conforme al previsto

Observe lo siguiente:

! Precaución

El equipo sólo se podrá utilizar para los casos de aplicación previstos en el catálogo y en la presente documentación y sólo en combinación con los equipos y componentes de procedencia tercera recomendados y homologados por Siemens.

El servicio correcto y seguro del producto presupone un transporte, un almacenamiento, una instalación y un montaje conforme al previsto así como una operación y un mantenimiento esmerados.

Marcas registradas SIMATIC® y SINEC® son marcas registradas de la SIEMENS AG.

02.05 Indice

© Siemens AG 1998 All Rights Reserved FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB) III

Indice Página

DESCRIPCIÓN RESUMIDA ...................................................................................................... 1-1

DESCRIPCIÓN DE FUNCIONAMIENTO .................................................................................. 2-1

DATOS TÉCNICOS FM-STEPDRIVE ....................................................................................... 3-1

3.1 Datos eléctricos ................................................................................................ 3-2

3.2 Datos mecánicos .............................................................................................. 3-5

3.3 Condiciones ambientales ................................................................................. 3-5

3.4 Normas, prescripciones y leyes a cumplir........................................................ 3-6

DESCRIPCIÓN DE SEÑALES................................................................................................... 4-1

4.1 Interface de impulsos ....................................................................................... 4-2

4.2 Interface de señales ......................................................................................... 4-3

4.3 Diagramas de relaciones de tiempos de señales ............................................ 4-4

MONTAJE .................................................................................................................................. 5-1

CABLEADO................................................................................................................................ 6-1

6.1 Cableado del FM-STEPDRIVE y SIMOSTEP .................................................. 6-2

6.2 Ejemplo de cableado para FM-353 y FM-NC/FM357 ...................................... 6-4

6.3 Esquema de cableado para el armario de distribución .................................... 6-6

6.4 Cableado de red para varios ejes .................................................................... 6-7

6.5 Servicio de un eje en el área de trabajo protegida........................................... 6-10

6.6 Accesorios ........................................................................................................ 6-12

PUESTA EN SERVICIO............................................................................................................. 7-1

INDICACIONES DE ESTADO Y ELIMINACIÓN DE FALLOS................................................... 8-1

DATOS TÉCNICOS SIMOSTEP................................................................................................ 9-1

EXPLICACIÓN DE PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS Y CURVAS CARACTERÍSTICAS DE MOTORES PASO A PASO............................................... 10-1

10.1 Términos fundamentales .................................................................................. 10-2

10.2 Curvas características del par .......................................................................... 10-3

© Siemens AG 1998 All Rights Reserved FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB) 1-1

Descripción resumida 1

1 Descripción resumida 02.05

© Siemens AG 1998 All Rights Reserved 1-2 FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)

El FM-STEPDRIVE es una unidad de potencia para el control de un motor paso a paso trifásico de la serie constructiva SIMOSTEP de Siemens. El FM-STEPDRIVE ha sido concebido como grupo constructivo del sistema de automatización SIMATIC S7-300.

La serie constructiva de motores SIMOSTEP consta de los siguientes motores paso a paso trifásicos: Tabla 1-1 Motores paso a paso de la serie constructiva SIMOSTEP

Tipo de motor sin freno

Par nominal Corriente nominal

Número de pedido

SIMOSTEP 1FL3041 2 Nm 1,8 A 1FL3041-0AC31-0BG0 SIMOSTEP 1FL3042 4 Nm 2,0 A 1FL3042-0AC31-0BG0 SIMOSTEP 1FL3043 6 Nm 2,3 A 1FL3043-0AC31-0BG0 SIMOSTEP 1FL3061 10 Nm 4,1 A 1FL3061-0AC31-0BG0 SIMOSTEP 1FL3062 15 Nm 4,8 A 1FL3062-0AC31-0BG0

Tipo de motor con freno

Par nominal Corriente nominal

Número de pedido

SIMOSTEP 1FL3041 2 Nm 1,8 A 1FL3041-0AC31-0BH0 SIMOSTEP 1FL3042 4 Nm 2,0 A 1FL3042-0AC31-0BH0 SIMOSTEP 1FL3043 6 Nm 2,3 A 1FL3043-0AC31-0BH0 SIMOSTEP 1FL3061 10 Nm 4,1 A 1FL3061-0AC31-0BH0 SIMOSTEP 1FL3062 15 Nm 4,8 A 1FL3062-0AC31-0BH0

Fig. 1-1 Unidad de potencia FM-STEPDRIVE y motor SIMOSTEP

Bibliografía Motores paso a paso y accionamientos eléctricos Prof. Dr. Erich Rummich, TH Wien Dr.-Ing. Ralf Gförer SIG BERGER LAHR y dos coautores. Expert-Verlag: ISBN 3-8169-0678-8



2

2 Descripción de funcionamiento 02.05


La unidad de potencia FM-STEPDRIVE posee en su lado delantero los interfaces, interruptores y elementos de indicación representados en la fig. 2-1. Los interfaces y los interruptores de parámetros se pueden ver tras abrir las puertas delanteras.

Fig. 2-1 Unidad de potencia FM-STEPDRIVE

Interface de impulsos

Mediante el interface de impulsos puede controlarse la unidad de potencia con señales de reloj desde la unidad de posicionamiento de orden superior. Durante cada impulso de reloj el motor realiza un paso. Además puede ajustarse la corriente de fase del motor paso a paso entre 0 y 100% a través de una señal PWM (modulación de duración de impulsos).

Señales de entrada: PULSE (impulsos de reloj), DIR (sentido de rotación), ENABLE (liberación del grupo de potencia), PWM (control de corriente).

Señal de salida: READY1_N (disposición).

Interface de señales A través de la entrada GATE_N del interface de señales, las señales de reloj alimentadas en la entrada PULSE pueden ser liberadas o bloqueadas hacia el control del motor. La entrada ENABLE_N tiene la misma función que la entrada ENABLE del interfaz PULSE, pero se activa con 24 V. Además, puede evaluarse a través de la salida ZERO la señal de cero del contador anular interno.

Señales de entrada: GATE_N (bloquear/liberar el impulso de reloj) ENABLE_N (liberación del grupo de potencia)

Señales de salida: ZERO (señal cero del contador anular), READY2 (disposición), MSTILL (parada del motor)

Conexión de red y de circuito intermedio

A través de la conexión de red es alimentada la unidad de potencia con tensión alterna de 115 V ó 230 V. A través de la conexión de circuito intermedio puede descargarse, si fuera necesario, la energía de recuperación excesiva del motor.

02.05 2 Descripción de funcionamiento


Conexión del motor En la conexión del motor puede conectarse un motor paso a paso trifásico de la serie constructiva SIMOSTEP.

Interruptor de corriente y de parámetros

Para ajustar la corriente de fase del motor, el número de pasos (500, 1000, 5000, 10 000 pasos/rotación) y la depresión de corriente (a 60 % en caso de parada del motor).

Indicación de estado LED

Para señalizar la disposición para el funcionamiento y posibles fallos (cortocircuito entre fases del motor, sobretensión / subtensión de la alimentación, temperatura excesiva en la unidad de potencia, falta de la señal GATE_N).

Ventilador En la unidad de potencia FM-STEPDRIVE está incorporado un ventilador.

En el diagrama en bloques representado en la fig. 2-2 están indicados los grupos funcionales más importantes de la unidad de potencia FM-STEPDRIVE.

2 Descripción de funcionamiento 02.05


READY2

ZERO

GATE_N

MSTILL

ENABLE_N

GTE

Fig. 2-2 Diagrama en bloques FM-STEPDRIVE


Datos técnicos FM-STEPDRIVE

3.1 Datos eléctricos 3-2

3.2 Datos mecánicos 3-5

3.3 Condiciones ambientales 3-5

3.4 Normas, prescripciones y leyes a cumplir 3-6

3

3 Datos técnicos FM-STEPDRIVE 02.05


3.1 Datos eléctricos Conexión de red Tensión de red Tensión alterna de 115 V ó 230 V

Tolerancia: -20% / +15% Gama de frecuencias: 47 Hz hasta 63 Hz

Fusible previo externo 16 A (característica "K o C")

Corriente de entrada máx. 8 A a 115 V/4,5 A a 230 V

Corriente de arranque máx. 75 A

Tiempo de energía acumulada en caso de fallo de red > 10 ms con motor parado

Disipación máxima de potencia 80 W

Conexión de circuito intermedio

Tensión de circuito intermedio Tensión continua de 160 V hasta 485 V

Ciclo de conexión-desconexión (durante el servicio tras eliminación de fallos) > 5 s

Conexión del motor Corriente de fase 1,7 A hasta 6,8 A máx. 6,8 A a 50°C de temperatura ambiente y montaje vertical máx. 4,8 A a 60°C de temperatura ambiente y montaje vertical máx. 4,8 A a 40°C de temperatura ambiente y montaje horizontal

Tensión del motor 3 x 325 V (conectado con la red)

Cable Cable capaz de ser arrastrado, del motor doblemente blindado 3 x 1,5 CC Longitud máx. 50 m Sección 3 x 1,5 mm2

02.05 3 Datos técnicos FM-STEPDRIVE



Indicación

Todas las señales son señales PELV (protected extra low voltage) conforme a VDE 0160.

Entradas del interface de impulsos

PULSE (impulso de reloj), DIR (sentido de rotación), ENABLE (liberación unidad de potencia), PWM (control de la corriente). Para la descripción de las señales, véase el capítulo 4.

Entradas de optoacoplador de 5 V:

Mando de la tensión: Uhigh, min = 2,5 V Uhigh, max = 5,25 V Ulow, max = 0,4 V Ulow, min = -5,25 V Imax = 30 mA

Control de la corriente: Ihigh, min = 7 mA Ihigh, max = 25 mA Ilow, max = 0,2 mA Ilow, min = -25 mA Umax = 5,25 V

Indicación

Por motivos técnicos de perturbaciones se recomienda un control contrafásico.

Uce

GND_S

Salida del interface de impulsos

READY1_N (disposición) descripción de señales, véase el capítulo 4.

Salida de optoacoplador (sin protección contra polarización inversa, no resistente a cortocircuito):

Uce: máx. 30 V Uce,sat: < 1,0 V a 10 mA

!

Precaución

La salida no es resistente a cortocircuito y no tiene protección contra polarización inversa.

GND_S: Puesta a tierra del sistema, con cableado interno



Interface de señales

Indicación

Todas las señales son señales PELV (protected extra low voltage) conforme a VDE 0160.

Entradas del interface de señales

GATE_N (bloquear/liberar la señal de reloj), (liberación del grupo de potencia). Para la descripción de señales, véase el capítulo 4.

24 V standard entrada de optoacoplador PLC:

Uhigh, min = 15 V Ihigh, min = 2 mA Uhigh, max = 30 V Ihigh, max = 15 mA Ulow, max = 5 V Ilow, max = 0,2 mA Una entrada abierta Ulow, min = -3 V Ilow, min = -15 mA corresponde a señal "low".

Sobretensión transitoria máx. 35 V/500 ms

Salidas del interface de señales

READY2 (disposición), ZERO (señal cero contador anular), MSTILL (parada del motor). Para la descripción de señales, véase el capítulo 4.

24 V standard salida PLC READY2 (resistente a sobrecarga y a cortocircuito):

Uhigh 24 V tensión de alimentación Caída de tensión máx. 3 V a 70 mA Corriente de salida 70 mA Corriente de cortocircuito sostenido máx. 0,6 A Corriente de punta máx. 5 A durante 50 ms Ulow Salida abierta Corriente de fuga máx. 150 µA 24 V standard salida PLC ZERO (resistente a sobrecarga y a cortocircuito):

Caída de tensión máx. 3 V a 30 mA Corriente de salida máx. 30 mA

Para otros datos, véase la salida READY2

Alimentación externa de 24 V del interface de señales

Indicación

La alimentación de tensión de 24 V debe corresponder a las exigencias de la norma DIN 19240.

Ambito de tensión 18,5 V hasta 30,2 V de tensión continua Ondulación 3,6 Vss Corriente de entrada máx.1,5 A Sobretensión transitoria máx. 35 V / 500 ms

02.05 3 Datos técnicos FM-STEPDRIVE


3.2 Datos mecánicos

Dimensiones (alt. x anch. x prof.) 125 x 80 x 117 mm

Peso 890 g

3.3 Condiciones ambientales

1A

20°C

30°C

40°C

50°C

60°C

2A 3A0 9 C

4AF

5A 6A 7ACorriente de faseen amperios

Posición delinterruptor

Temperaturaambiente

Fig. 3-1 Relación entre corriente de fase y temperatura ambiente

No se permite la condensación de agua.

Temperatura de transporte y de almacenamiento -40°C hasta +70 °C

Solicitación a vibraciones durante el funcionamiento 10 Hz hasta 58 Hz0,075 mm de desviación superior a 58 Hz hasta 500 Hz 8,9 m/s2

Solicitación a vibraciones durante el transporte (con embalaje) 5 Hz hasta 9 Hz 3,5 mm de desviación superior a 9 Hz hasta 500 Hz 10 m/ s2

Choque 15 g 11 ms

Caída libre sin embalaje 100 mm con embalaje 500 mm

Se admite la caída de volqueo

Nivel continuo de intensidad sonora <50 dB(A)



3.4 Normas, prescripciones y leyes a cumplir

Deben observarse las siguientes normas, prescripciones y leyes durante el servicio del FM-STEPDRIVE:

• DIN EN 60204 parte 1 (VDE 0113) Equipamiento eléctrico de máquinas

• DIN VDE 0100 Disposiciones para la erección de instalaciones de alta intensidad con tensiones hasta 1000 V

• DIN VDE 0106 Protección contra choque eléctrico

• DIN VDE 0470 (también: IEC 529) Clases de protección IP

• DIN VDE 0875 (EN 55011) Supresión de interferencias de equipos eléctricos e instalaciones

• DIN EN 954-1 Seguridad de máquinas Piezas relacionadas con la seguridad de mandos Reglas generales de presentación

En caso de aplicar el control de potencia FM-STEPDRIVE en zonas residenciales, también deben cumplirse los valores límite de las siguientes normas:

• EN 60555 Efectos retroactivos en redes de alimentación eléctrica, causados por electrodomésticos y aparatos similares.

• EN 55022, clase B Valores límite y procedimientos de medición para supresión de interferencias de instalaciones de la técnica de información

• DIN EN 61000 parte 3-2 Compatibilidad electromagnética

Además han de adoptar medidas adicionales en caso de altos niveles de interferencia.

Recomendación: Versiones EMV de armarios, p.ej. armarios 8MC, (-> catálogo NV 21).

El FM-STEPDRIVE cumple con las siguientes normas, prescripciones y leyes:

• UL 508 Industrial control equipment

• CSA C22.2 No 142 Process control equipment


Descripción de señales

4.1 Interface de impulsos 4-2

4.2 Interface de señales 4-3

4.3 Diagramas de relaciones de tiempos de señales 4-4

4

4 Descripción de señales 02.05


A continuación están descritos los diagramas de relaciones de tiempo del interface de impulsos y de señales.

4.1 Interface de impulsos

El interface de impulsos posee cuatro entradas de optoacoplador de 5 V y una salida de optoacoplador.

Indicación

Los datos técnicos del interface de impulsos figuran en el capítulo 3. Las relaciones de tiempo de señales de entradas/salidas están descritas en el capítulo 4.3.

Entradas:

PULSE (impulso de reloj)

Para generar un movimiento giratorio del árbol del motor, deben alimentarse en la entrada PULSE impulsos de reloj rectangulares. Cada flanco positivo del impulso tiene como efecto un paso del motor al estar la unidad de potencia dispuesta para el funcionamiento y en la entrada GATE_N hay 24 V. La entrada de direcciones determina el sentido de rotación (DIR).

DIR (sentido de rotación)

Al estar sin corriente la entrada de señales DIR, el motor gira en el sentido de las agujas del reloj (mirando desde delante en el árbol del motor). Al estar bajo corriente la entrada de señales, el motor gira en el sentido contrario de las agujas del reloj (mirando desde delante en el árbol del motor). También es posible invertir el sentido de rotación, cambiando dos fases del motor.

ENABLE (liberación)

Al estar bajo corriente la entrada ENABLE está liberada la unidad de potencia. Tras unos 500 ms, la unidad de potencia avisa la disposición para el funcionamiento a través de las salidas READY1_N y READY2 y el motor es portador de corriente. Si hay 24 V en la entrada GATE_N del interface de señales, pueden alimentarse impulsos de reloj en la entrada PULSE.

PWM (mando de corriente)

Puede modificarse la intensidad de la corriente de fase del motor ajustada de 0% hasta 100% con una señal con modulación de duración de impulsos en la entrada PWM (ámbito de frecuencia 10 kHz hasta 20 kHz). La relación entre impulso y pausa de la señal PWM determina la corriente de fase. Al estar sin corriente la entrada de señales, circula la corriente de fase ajustada. Al estar bajo corriente la entrada de señales, se desconecta la corriente de fase del motor. Entonces, el motor parado no tiene par de retención.

Salida:

READY1_N (disposición)

Después de la activación de la entrada ENABLE, la unidad de potencia avisa la disposición para el funcionamiento a través de la salida READY1_N. En caso de disposición para el funcionamiento de la unidad de potencia, la salida READY1_N tiene baja impedancia. Si hay 24 V en la entrada GATE_N del interface de señales, pueden alimentarse impulsos de reloj en la entrada PULSE. En caso de un fallo de la unidad de potencia o si no procedió la liberación de la unidad de potencia a través de la entrada ENABLE, la salida READY1_N tiene alta impedancia.

02.05 4 Descripción de señales


4.2 Interface de señales El interfaz de señales cuenta con entradas de acoplador optoelectrónico de 24 V así como con dos salidas de acoplador optoelectrónico.

READY2

ZERO

MSTILL

GATE_N

M (24 V GND)

L+ (24 V)

ENABLE_N

Indicación

Los datos técnicos del interface de impulsos figuran en el capítulo 3.

Las relaciones de tiempo de señales de entradas/salidas están descritas en el capítulo 4.3.

Entradas:

GATE_N (bloqueo/liberación de impulsos)

A 24 V en la entrada GATE_N se utilizan los impulsos pendientes en la entrada PULSE para controlar el motor paso a paso. A 0 V o con entrada GATE_N abierta se bloquean los impulsos pendientes. En un sistema multiaxial, puede utilizarse esta función para seleccionar ejes individuales.

ENABLE_N (libéracion del grupo de potencia)

Si la entrada ENABLE_N conduce corriente, el grupo de potencia está desbloqueado. Tras unos 500 ms, el grupo de potencia anuncia la disponibilidad de funcionamiento a través de las salidas READY1_N y READY2 y el motor también empieza a conducir corriente. Si se dispone de 24 V en la entrada GATE_N del interfaz de señales, se pueden guardar impulsos de sincronización en la entrada PULSE.

Salidas:

ZERO (señal cero contador anular)

En la posición cero del contador anular interno, la salida ZERO está bajo 24 V. A través de la evaluación de la señal ZERO pueden realizarse recorridos de referencia precisos en función del paso. Hasta las 300 revoluciones del motor/minuto, la duración de impulsos de la señal ZERO es igual a la duración de períodos de la señal PULSE. A revoluciones del motor superiores se reduce la duración de impulsos de la señal ZERO.

READY2 (disposición)

Después de la activación de la entrada ENABLE, la unidad de potencia avisa la disposición para el funcionamiento a través de la salida READY2. En caso de disposición para el funcionamiento de la unidad de potencia, la salida READY2 está bajo 24 V. Si hay 24 V en la entrada GATE_N, pueden alimentarse impulsos de reloj en la entrada PULSE. En caso de un fallo de la unidad de potencia o si no procedió la liberación de la unidad de potencia a través de la entrada ENABLE, la salida READY2 tiene alta impedancia.

MSTILL (parada de motor)

A través de la entrada GATE_N se puede bloquear la señal de reloj en la entrada PULSE parando así el motor. La parada del motor mandada por GATE_N se confirma por la señal MSTILL. A 0 V o entrada GATE_N abierta, hay 24 V en la salida MSTILL y no es posible que el eje de motor realice un movimiento. Cuando se aplica 24 V en la entrada GATE_N, se confirma con 0 V en la salida MSTILL y se anula el bloqueo del eje de motor.

4 Descripción de señales 02.05


4.3 Diagramas de relaciones de tiempos de señales Los diagramas de relaciones de tiempos indicados a continuación

muestran las relaciones de tiempos de las señales de entrada / salida del interface de impulsos y de señales.

Fig. 4-1 Diagrama de relaciones de tiempos ENABLE/READY

Fig. 4-2 Diagrama de relaciones de tiempos PULSE/DIR/GATE_N

Fig. 4-3 Diagrama de relaciones de tiempos PWM o ENABLE

y corriente de fase del motor

100ms 180ms

GATE_N

MSTILL

Fig. 4-4 Diagrama de relaciones de tiempos GATE_N/MSTILL


Montaje 5

5 Montaje 02.05


!

Peligro

Durante todos los trabajos de montaje no debe haber tensión.

Fig. 5-1 Montaje de la unidad de potencia FM-STEPDRIVE

La unidad de potencia FM-STEPDRIVE se monta como sigue:

1. Enganchar el FM-STEPDRIVE en la barra perfilada y girarlo hacia abajo.

2. Sujetar el FM-STEPDRIVE con ambos tornillos en el lado inferior del equipo.

Indicación

En la unidad de potencia está incorporado un ventilador. Cuidar durante el montaje para que haya un espacio de 5 cm arriba y abajo en el equipo para la entrada y salida del aire.

No se pueden montar los equipos uno encima del otro sin panel intermedio.


Cableado

6.1 Cableado del FM-STEPDRIVE y SIMOSTEP 6-2

6.2 Ejemplo de cableado para FM-353 y FM-NC/FM357 6-4

6.3 Esquema de cableado para el armario de distribución 6-6

6.4 Cableado de red para varios ejes 6-7

6.5 Servicio de un eje en el área de trabajo protegida 6-10

6.6 Accesorios 6-12

6

6 Cableado 02.05


6.1 Cableado del FM-STEPDRIVE y SIMOSTEP Realizar el cableado de la unidad de potencia FM-STEPDRIVE con el

motor de la serie constructiva SIMOSTEP tal y como está indicado en la fig. 6-1.

115 VAC 230 VAC

N PE

DC+

DC-

115

230

NPE

MS

U U

V V

W W

(W)3(V) 2

(U) 1

4 5 6 78

9

0

FM-STEPDRIVE

PULSE_NDIR_N

ENABLE_NPWM_N

GNDGND

READY1_N

PULSE DIR ENABLE PWM GND GND GND

1

15

24 V

L

READY2ZEROMSTILL

GATE_NM (24 V GND) L+ (24 V)

ENABLE_N

PE

PE

Blindaje lo más corto posible

Filtro de red

Conexion del motor

Conexion de red/ de circuito intermedio

Fusible


no ocupado

Unidad de mando

Alimentación

Motor-SIMOSTEP

Blindaje Muelle para descarga de tracci ón

Blindaje Placa de motaje

Blindajeatornillamientdel cable de motor

Unidad de mando

ó

Interface de se ñales

Fig. 6-1 Cableado de FM-STEPDRIVE y SIMOSTEP

!

Peligro

Durante todos los trabajos de cableado debe estar desconectada la tensión de alimentación. La conexión de red, de circuito intermedio y del motor está bajo altas tensiones al estar conectada la tensión de alimentación. No está permitido tocar estas conexiones en estado conectado, de lo contrario esto puede causar la muerte o lesiones corporales graves.

02.05 6 Cableado


Conexión de red El aparato debe protegerse mediante un fusible estándar externo 16 A de tipo K o C.

! Peligro

En caso de conectar el cuarto hilo, y con el fin de evitar sobretensiones, deben conectar o desconectarse al mismo tiempo cada una de las fases y el cuarto hilo en caso de conexión de red trifásica.

Conexión de circuito intermedio

Para cumplir con las prescripciones EMV, debe conectarse un filtro de red en el conducto de alimentación de la red (véanse el capítulo 6.4 ).

En caso de cableado multiaxial y conexión de red monofásica, las conexiones de circuito intermedio DC+ y DC- pueden ser conectadas para el intercambio de energía de las unidades de potencia. Esto se recomienda, cuando hace falta acelerar y frenar grandes masas dentro de un tiempo corto.

Cableado del motor Para la conexión del cable en la caja de bornes del motor, desenroscar los cuatro tornillos con ranura en cruz.

El flexible PE y el blindaje del cable del motor deben ser conectados en el motor y en el equipo de acuerdo con la fig. 6-1.

La conexión en el lado del motor con el potencial del conductor protector se establece por regla general a través de la sujeción del motor. En caso de que esta conexión no sea suficiente, puede conectarse el conductor protector en el borne exterior del motor.

Para conectar el motor puede utilizarse un cable standard blindado de 3 conductores (véase la tabla de accesorios, véase el capítulo 6.6).

El blindaje del cable debe ser apretado en el motor con el atornillamiento del cable de motor y debe ser conectado en la unidad de potencia con el muelle para la descarga de tracción (aislar el cable en la descarga de tracción).

Después de la descarga de tracción, la cubierta del cable debe ser conducida lo más cerca posible hacia la conexión del motor en el FM-STEPDRIVE.

Al entrar el cable en el armario de distribución, debe conectarse el blindaje del cable con un borne de conexión de blindaje puesto a tierra (aislar el cable en el borne).


Para la conexión del interface de impulsos de la unidad de potencia FM-STEPDRIVE en el módulo de posicionamiento FM-353 o en el mando FM-NC/FM357 pueden utilizarse cables preconfeccionados (véase la tabla de accesorios, el capítulo 6.6), en cuyos extremos libres se conectan enchufes D-Sub. Para un ejemplo de cableado, véase el capítulo 6.2.

Interface de señales El interface de señales debe ser alimentado desde un equipo de alimentación externo con 24 V de corriente continua.

La alimentación de tensión de 24 V debe corresponder a las exigencias de la norma DIN VDE 19240. Para un ejemplo de cableado, véase el capítulo 6.2.

6 Cableado 02.05


6.2 Ejemplo de cableado para FM-353 y FM-NC/FM357 Cableado con módulo de posicionamiento FM-353

En la siguiente figura está indicado el esquema de hilos para el cableado del interface de impulsos con el módulo de posicionamiento FM-353:

Cable del interface de impolsos para FM-353Nº ped.: 6FX2002-3AC02-1xx0(xx está para la longitud en m),

véanse los catálogos NC60.1 ó NCZ

PULSE_N PULSE_NPULSE

FM-353 FM-STEPDRIVE

PULSE1 1ne9 9ma2 2ro10 10na3 3am11 11ve4 4az12 12vio5 513 136 614 147 78 8gr15 15az

DIR DIRDIR_N DIR_N

ENABLE ENABLEENABLE_N ENABLE_N

PWM/BOOST PWMPWM_N/BOOST_N PWM_N

M GNDGNDGNDGND

MMM

no ocupado no ocupadoM GND

READY_N

Cable 8 x 2 x 0,18blindado

D-Subzócalo de conexión

de 15 polos


de 15 polos

READY1_N

Fig. 6-2 Conexión de la unidad de potencia FM-STEPDRIVE con FM-353

Desde el módulo de posicionamiento FM-353 pueden evaluarse las señales de salida READY2 ó ZERO (véase el manual SIMATIC S7 módulo de posicionamiento FM 353 nº pedido 6ES7 353-1AH00-7AG0). En este caso y dependiendo del modo de operación del FM-353, debe cablearse la entrada RM-P del enchufe frontal de 20 polos del FM-353 con la salida ZERO o la salida READY2 del interface de señales de la unidad de potencia FM-STEPDRIVE. En la siguiente figura está representado el esquema de cableado del interface de señales con alimentación de tensión común:

FM-STEPDRIVEFM-353

Alimentación de tensión

común 24 voltios

Interface de señales

19

20

10

9

X1

L+

L+M

M

RM_N

RM_P

READY2

ZERO

MSTILL

GATE_N

M (24 V GND)

L+ (24 V)

ENABLE_N

Fig. 6-3 Esquema de cableado del interface de señales al conectarlo con FM-353

02.05 6 Cableado


Cableado multiaxial con mando FM-NC/FM35

En la siguiente figura está representado el esquema de hilos para el cableado de tres unidades de potencia FM-STEPDRIVE y un accionamiento con interface ±10V en el mando FM-NC/FM357:

PULS1_N

PULS2_N

PULS3_N

RF4.2

PULSE_N

PULSE_N

PULSE_N

PULS1

PULS2

PULS3

RF4.1

FM-NC/FM357 FM-STEPDRIVE

FM-STEPDRIVE

FM-STEPDRIVE

PULSE

PULSE

PULSE

5

40

9

17

1

1

1

negro

blanco-gris

blanco-negro

blanco-amarillo

38

7

42

50

9

9

9

marrón

marrón-negro

blanco-marrón

blanco-verde

6

41

10

4

2

2

2

rojo

azul

marrón-rojo

blanco-azul

39

8

43

37

10

10

10

naranja

violeta

marrón-naranja

blanco-violeta

18

20

26

3

3

3

amarillo

gris

blanco-rojo

19

21

27

11

11

11

verde

blanco

blanco-naranja

DIR1

DIR2

DIR3

BS4

DIR

DIR

DIR

DIR1_N

DIR2_N

DIR3_N

SW4

DIR_N

DIR_N

DIR_N

ENABLE1

ENABLE2

ENABLE3

ENABLE

ENABLE

ENABLE

ENABLE1_N

ENABLE2_N

ENABLE3_N

ENABLE_N

ENABLE_N

ENABLE_N

Cable de interface de impolsos para FM-NC/FM357Nº ped.: 6FX2002-3AD02-1xx0(xx está para la longitud en m),

véanse los catálogos NC60.1 ó NCZ


de 15 polos


de 15 polos


de 15 polos


de 50 polos

Accionamiento coninterface ±10 V

Cable 12 x 2 x 0,14blindado

Fig. 6-4 Conexión de tres FM-STEPDRIVE y un accionamiento con

interface ±10 V en el mando FM-NC/FM357.

Indicación

Para la liberación de impulsos deben estar aplicados 24 V en la entrada GATE_N, el interface de señales del FM-STEPDRIVE.

6 Cableado 02.05


6.3 Esquema de cableado para el armario de distribución

Filtrode redL N

L N PE y blindaje en el tornillode fijación del filtro de red

L N PE

Conexión de puesta a tierraen placa de montaje

Blindaje en muellepara descarga de tracción

Barra de montaje

Placa de montaje

Canal pasacables para el cable de red (máx. 1 m)

Canal pasacables para el cable del motor

Canal pasacables para el cable de señales

Armario de distribución

Conexión de blindaje enplaca de montaje

Bornes de distribución

Alimentación de red

FM-STEPDRIVE

SIMOSTEP

Puesta a tierra através de la bridadel motor o borneterminal exterior

Fig. 6-5 Esquema de cableado para el armario de distribución

Indicación

Por motivos de seguridad de interferencias, deben tenderse por separado los cables de red, de motor y de señales y todos los cables deben estar blindados en ambos lados. La barra de montaje y el filtro de red deben ser atornillados planamente con la placa de montaje.

Indicación

Para el cableado FM-STEPDRIVE y SIMOSTEP, véase la fig. 6-1.

02.05 6 Cableado


6.4 Cableado de red para varios ejes

! " # $ % & ' ! " # $ % & '

Fig. 6-6 Cableado multiaxial en caso de conexión de red monofásica

Indicación

Las conexiones de circuito intermedio (DC+ y DC-) pueden ser conectados para el intercambio de energía entre las unidades de potencia, para el caso de ser necesario acelerar y frenar grandes masas dentro de tiempos cortos.

Indicación

Los cables de conexión de red deben ser blindados en ambos lados

6 Cableado 02.05


( ( ) ( ( )

Fig. 6-7 Cableado multiaxial en caso de conexión de red trifásica (115 V ó 230 V entre fase y cuarto hilo)

Indicación

¡No se pueden conectar las conexiones de circuito intermedio (DC+ y DC-) de las unidades de potencia!

Indicación

Los cables de conexión de red deben ser blindados en ambos lados.

!

Peligro

En caso de conectar el cuarto hilo, y con el fin de evitar sobretensiones, deben conectar o desconectarse al mismo tiempo cada una de las fases y el cuarto hilo en caso de conexión de red trifásica.

02.05 6 Cableado


!

Fig. 6-8 Cableado multiaxial en caso de conexión de red trifásica (230 V entre las fases, sin cuarto hilo)

Indicación

¡No se pueden conectar las conexiones de circuito intermedio (DC+ y DC-) de las unidades de potencia!

Indicación

Los cables de conexión de red deben ser blindados en ambos lados.

6 Cableado 02.05


6.5 Servicio de un eje en el área de trabajo protegida

Fig. 6-9 Propuesta de conexión para un eje NC con accionamiento de motor paso a paso en el área de trabajo protegida

02.05 6 Cableado


Fig. 6-10 Secuencia para alcanzar el estado de "Parada segura", ejemplo de programacióu

6 Cableado 02.05


6.6 Accesorios

Accesorios Número de pedido Indicaciones de pedido

Filtro de red para un eje en caso de conexión de red monofásica

para 115 V = B84142-B8-R para 230 V = B84113-C-B60

Catálogo de pedido SIEMENS:

Filtro de red para varios ejes en caso de:

conexión de red monofásica para 2 ejes conexión de red monofásica para 3 ejes

conexión de red trifásica con cuarto hilo

conexión de red trifásica sin cuarto hilo

para 115 V = B84142-B16-R para 230 V = B84142-B16-R

para 115 V = B84299-K55 para 230 V = B84299-K53

para 230 V = B84143-B8-R

Servicio de grupos de construcción

Cable del motor (no confeccionado): longitud 10 m longitud 20 m longitud 50 m

6FX5008-5AA00-1BA0 6FX5008-5AA00-1CA0 6FX5008-5AA00-1FA0

Cable para interface de impulsos: para FM-353 (confeccionado, longitud máx. 35 m)

para FM-NC/FM357 (lado de FM-STEPDRIVE abierto, longitud máx. 35 m)

6FX2002-3AC02-1xx0

6FX2002-3AD02-1xx0

Catálogos de pedido SIEMENS:

Sistemas de automatiza- ción: NC60.1 ó ST70 resp. para accesorios NCZ

Fusible externo en serie:

p.ej. interruptor automático 16 A con característica C 32 A con característica C

5SX2 116-7 5SX2 132-7

Catálogos de pedido SIEMENS:

catálogo de interruptores de protección y fusibles


Puesta en servicio 7

7 Puesta en servicio 02.05


Después de montar el cableado, deben realizarse los siguientes ajustes en la unidad de potencia, estando desconectada la tensión de red.

! Atención

Los ajustes deberán realizarse únicamente con tensión de red desconectada.

1. Ajustar la corriente de fase del motor en el selector.

Indicación

Para la dependencia de la corriente de fase de la temperatura ambiente, véase el capítulo 3.3.

Posición 0 1 2 3 4 5 6 7 Corriente [A] 1,7 2,0 2,4 2,7 3,1 3,4 3,7 4,1

Posición 8 9 A B C D E F Corriente [A] 4,4 4,8 5,1 5,4 5,8 6,1 6,5 6,8

Posiciones recomendadas de interruptores para los motores:

SIMOSTEP 1FL3041 1FL3042 1FL3043 1FL3061 1FL3062 Posición 0 1 2 7 9

!

Atención

No están permitidos ajustes de corriente de fase superiores que los arriba indicados, puesto que podrían tener como consecuencia el sobrecalentamiento del motor. Están permitidos ajustes de corriente de fase inferiores, sin embargo tienen como consecuencia un par inferior del motor.

2. Ajustar el número de pasos y la depresión de corriente en reposo (a 60% de la corriente de fase tras 100 ms).

I-RED Depresión de corriente activa en reposo OFFDepresión de corriente no activa ON

ON

Nº de pasos

sin función

Nº pasos 1º interr. 2º interr.500

1000*5000

10000ONOFF*

ON

OFFON*

ON

OFF

OFF

* Ajuste básico

OFF

3. Conectar la tensión de red y la tensión de alimentación de 24 V del

interface de señales. 4. Activar la entrada ENABLE del interface de impulsos o la entrada

ENABLE_N del interfaz de señales. En caso de un funcionamiento correcto de la unidad de potencia está encendido el LED RDY y las salidas READY1_N y READY2 señalizan su disposición.

5. Activar la entrada GATE_N. A continuación se ilumina el diodo GTE-LED.

6. Ahora pueden alimentarse los impulsos de reloj en la entrada PULSE. En cada impulso de reloj, el motor ejecuta un paso.


Indicaciones de estado y eliminación de fallos

8

8 Indicaciones de estado y eliminación de fallos 02.05


!

Peligro

Al presentarse un fallo, el motor quedará sin corriente y la unidad de potencia avisa que no está dispuesta para el funcionamiento (se apaga el LED RDY). Las salidas READY1_N y READY2 tienen alta impedancia. Un motor sin corriente ya no tiene par de retención. Esto puede tener como consecuencia reacciones no deseadas.

Indicación Significado Eliminación del fallo FLT (FAULT) está encendida

Cortocircuito entre fases del motor

1. Desconectar la tensión de red

2. Controlar el cableado del motor y dado el caso sustituir el motor

3. Conectar la tensión de red

OV (OVER-VOLT) está encendida

Sobretensión o energía de recuperación demasiado alta del motor

Controlar la tensión y la conexión de red. Reducir la energía de recuperación del motor o desviar la energía de recuperación a través de la conexión de circuito intermedio.

LV (LOW-VOLT) está encendida

Subtensión 1. Controlar la tensión y la conexión de red

2. Corregir la tensión. TMP (TEMP) está encendida

Temperatura excesiva 1. Hacer con que haya suficiente alimentación de aire o bajar la temperatura ambiente.

2. Después del enfriamiento: desconectar / conectar la tensión de red o la señal ENABLE

GTE (GATE_N) no se illuma

La entrada GATE no està activa. El motor no se mueve.

Activar la entrada GATE_N.

RDY (READY) está encendida

Equipo está dispuesto para el funcionamiento.

-

OV (OVER-VOLT) y LV (LOW-VOLT) están encendidas

La entrada ENABLE no está activa.

Activar la entrada ENABLE.

FLT

OV

LV

TMP

RDY

GTE

OV (OVER-VOLT), LV (LOW-VOLT), FLT (FAULT) y TMP (TEMP) están encendidas

Frecuencia de reloj excesiva en la entrada PULSE o perturbaciones de alta frecuencia

1. Comprobar la frecuencia de reloj

2. Desconectar / conectar la tensión de red o la señal ENABLE

02.05 8 Indicaciones de estado y eliminación de fallos


Fallo Causa Eliminación Ningún LED está encendido

Falta tensión de red Controlar la tensión de red y el cableado de conexión de red

El motor no gira y no tiene par de retención

Entrada de señal PWM activa

Poner la entrada PWM a no activa

Línea(s) del motor interrumpida(s)

Controlar el cableado del motor, estando desconectada la tensión de red

El motor no gira, sin embargo tiene par de retención

No hay señal de reloj en la entrada de señales PULSE

Alimentar la señal de reloj en la entrada PULSE

El motor gira en sentido erróneo

Fases del motor invertidas

Conectar correctamente las fases del motor

Entrada de señal DIR mal puesta

Invertir la señal en la entrada DIR.

El par del motor es insuficiente (el motor embala)

La corriente de fase del motor está ajustada demasiado baja

Ajustar correctamente la corriente de fase

Rampa de aceleración demasiado inclinada

Reducir la rampa de aceleración en la unidad de mando

El accionamiento está bloqueado mecánicamente

Soltar el bloqueo mecánico

Otros fallos que no están indicados

Está conectado un motor demasiado débil

Conectar un motor más fuerte

!

Atención Antes de sustituir la unidad de potencia, ¡controlar el motor y el cableado, si hay contacto a tierra!

8 Indicaciones de estado y eliminación de fallos 02.05



Datos técnicos SIMOSTEP 9

9 Datos técnicos SIMOSTEP 02.05


Datos técnicos SIMOSTEP 1FL3041 1FL3042 1FL3043 1FL3061 1FL3062Par máx. Mm [Ncm] 200 400 600 1000 1500 Par de retención MH [Ncm] 226 452 678 1130 1695 Momento de inercia del rotor JH

[kgcm²] 1,1 2,2 3,3 10,5 16

Número de pasos z 500 / 1000 / 5000 / 10000

Angulo de paso α [°] 0,72 / 0,36 / 0,072 / 0,036

Error de avance paso a paso 1) ∆αs ['] ±6

Frecuencia de arranque máx. fAom [kHz] 5,3 4,3

Corriente nominal/alimentación I w [A ] 1,75 2,0 2,25 4,1 4,75 Resistencia/bobinado Rw [Ω] 6,5 5,8 6,5 1,8 1,9

Constante de tiempo de aumento de corriente

τ [ms] ~7 ~9 ~10 ~22 ~22

Carga del árbol dinámica axial [N] ~60 ~60 ~60 ~60 ~60 admisible 2) radial [N] ~100 ~100 ~110 ~300 ~300 Peso (aprox.) G [kg] 2,05 3,1 4,2 8,0 11 Tensión del motor U [V] 325 325 325 325 325

1) Medido a 1000 pasos/rotación 2) Actuando sobre media salida del árbol (a partir de la brida del motor).

Características comunes de todos los modelos

• Tensión de prueba según VDE 0530 • Clase de protección IP41 en la salida delantera del árbol • Clase de protección IP56 en la caja de bornes • Material aislante clase F • Precisión de excentricidad del árbol y precisión de giro sin tambaleo según DIN 42955 N • Temperatura ambiente durante el funcionamiento -20°C a +40°C* • Temperatura de transporte y almacenamiento -40°C a +70°C

* Sólo en caso de abridado correcto

02.05 9 Datos técnicos SIMOSTEP


Planos acotados: motores sin freno

30

dh6

L70

85

22,6

6,510

73

h8

2

-1+ 0,7

70 85

Tipo de motor

SIMOSTEP 1FL3041 110 12



d [mm] Número de pedido

1FL3041-0AC31-0BG0

1FL3042-0AC31-0BG0

1FL3043-0AC31-0BG0

L [mm]

Fig. 9-1 Planos acotados SIMOSTEP 1FL3041, 1FL3042, 1FL3043 (motores sin freno)

Número de pedido1FL3061-0AC31-0BG0

1FL3062-0AC31-0BG0

Muelle de ajusteA6 x 6 x 25, DIN 6885

19 j6

40 ± 0,3

L ± 1

13

56 h

7

3 ± 1

25,6

9

11089

89 110

Tipo de motor L [mm]SIMOSTEP 1FL3061 180SIMOSTEP 1FL3062 228

Fig. 9-2 Planos acotados SIMOSTEP 1FL3061, 1FL3062 (motores sin freno)



Planos acotados: motores con freno

dh6

L30

46,5

22,6

10

73

h8

2

-1+ 0,7

70

85

6,5

70

83,5

85

Tipo de motor




d [mm] Número de pedido

1FL3041-0AC31-0BH0

1FL3042-0AC31-0BH0

1FL3043-0AC31-0BH0

L [mm]

Fig. 9-3 Planos acotados SIMOSTEP 1FL3041, 1FL3042, 1FL3043 (motores con freno)

52,7

103

Número de pedido1FL3061-0AC31-0BH0

1FL3062-0AC31-0BH0

19 j6

40 ± 0,3

L ± 1

13

56 h

7

3 ± 1

25,6

9

11089

89 110

Tipo de motor L [mm]SIMOSTEP 1FL3061 180SIMOSTEP 1FL3062 228

Fig. 9-4 Planos acotados SIMOSTEP 1FL3061, 1FL3062 (motores con freno)



Motores paso a paso trifásicos con freno de contención

Normalmente, los frenos de contención tienen la tarea de fijar la posición después de desconectar la corriente del motor. En casos de emergencia, p.ej. después de una falla de corriente o parada de emergencia, estos frenos detienen el accionamiento y así contribuyen considerablemente a la seguridad. Esta fijación es necesaria principalmente en caso de una carga del par con peso, como p.ej. ejes Z en el handling.

!

Atención

Para que esté garantizada una función segura en ejes Z con freno de contención, el par estático de la carga puede ser de 25% del par de retención del motor.

Función

Los frenos de contención están concebidos como frenos por presión a resorte electromagnéticos. Para soltar el freno, éste debe ser excitado eléctricamente después de la alimentación de corriente del motor. Para evitar un sobrecalentamiento excesivo, puede reducirse la corriente de excitación después de accionar el freno (propuesta de circuito, véase la siguiente figura).

4700 F/18 Vpara 1FL304X

µ

U [V]3

Tensión inicial de arranque

Tensión de retención

t

24

75%

50%

24 V

Freno

0 V

U3

+

1 N 4001

6800 F/18 Vpara 1FL306X

µ

24 min. 6 Wpara 1FL304X

Ω

18 8 Wpara 1FL306X

Ω

Fig. 9-5 Propuesta de circuito para reducir la disipación de potencia en el freno de contención

Datos de potencia del freno de contención Tipo Tamaño del motor 90 110 Tensión nominal (alimentación a través de pin 1 y 2)

24 V 24 V

Par de retención 6 Nm 16 Nm Potencia eléctrica de arranque 24 W 32 W Momento de inercia 0,2 kgcm2 0,35 kgcm2 Tiempos de conmutación Activar (soltar freno) 35 ms 65 ms

13

2

24 VCCno polarizado

Disposición de bornes

Desactivar (cerrar freno) 15 ms 15 ms



Curvas caracterís-ticas del par El par del motor depende de la velocidad del rotor y de la corriente de

fase del motor ajustado en la unidad de potencia.

Para medir las curvas características del par se ajustó el factor de 1000 pasos/ rotación y la respectiva corriente nominal del motor en la unidad de potencia FM-STEPDRIVE*. Se midieron las curvas características a valores nominales de las tensiones de red 115 V/50 Hz y 230 V/50 Hz.

La siguiente fórmula indica la relación entre la frecuencia de control fs, el número de pasos z y la velocidad n del motor:

n = 1/z · fs · 60 rpm

Están representadas las siguientes curvas características:

Curva característica del par máximo a velocidad máxima de progresión

Curva característica de arranque-parada (frecuencia de arranque en función del par de carga)

Curva característica del momento de inercia de carga

Fig. 9-6 Curvas características del par SIMOSTEP 1FL3041

* En caso de números de paso 500/5000/10000 debe multiplicarse la escala fs con los factores 0,5/5/10.



60

0

20

80

J (kg cm )

100 2 3 4 5 67891k 2 3 4 5 6 7 8 910k 2 3 4 5 6 7 8 9100k

6 10 2 3 4 5 6 7 8 9 100 2 3 4 5 6 7 8 91000 2 3 4 5 6000

fs (Hz)

n (1/min)

M (Nm)

10

7,5

5

2,5

0

40

2

Par

Mo

men

to d

e in

erci

a d

e ca

rga

1

2

3


60

0

20

80

J (kg cm )

100 2 3 4 5 6 7 8 91k 2 3 4 5 6 7 8 910k 2 3 4 5 6 7 8 9100k

6 10 2 3 4 5 6 7 8 9 100 2 3 4 5 6 7 8 91000 2 3 4 5 6000

fs (Hz)

n (1/min)

M (Nm)

16

12

8

4

0

40

2

1

2

3

Par

Mo

men

to d

e in

erci

a d

e ca

rga



Explicación de parámetros característicos y curvas características de motores paso a paso

10.1 Términos fundamentales 10-2

10.2 Curvas características del par 10-3

10

10 Explicación de parámetros característicos y curvas características de motores paso a paso 02.05


Para evaluar y elegir un motor paso a paso se requieren determinados parámetros y curvas características. Cada motor paso a paso tiene junto con el control de potencia sus características específicas, que se representan en curvas características. Para comprender mejor su contenido y su significado, se explican a continuación los parámetros característicos esenciales así como el manejo de las curvas características. Los términos aquí utilizados corresponden a la norma DIN 42021 y también se utilizan en la vista general de datos en el capítulo 9.

10.1 Términos fundamentales

Angulo de paso Bajo un paso se entiende el procedimiento, en él que el árbol del motor gira por el ángulo de paso , condicionado por un impulso de mando.

Número de pasos El número de pasos es un número de pasos del rotor por rotación. Puede ajustarse el número de pasos del motor paso a paso trifásico.

Par de retención En cada posición del paso, el rotor será retenido a causa de la excitación eléctrica de corriente continua de los bobinados, con tal que no es excedido su par de retención MH en el árbol del motor.

Error de avance paso a paso

El error de avance paso a paso ∆αs indica, por cuantos minutos de ángulo un paso puede desviar como máximo del ángulo de paso nominal.

Frecuencia de entrada de impulsos y de paso

En caso de una sucesión continua de impulsos de mando con una frecuencia de entrada de impulsos fS, el árbol del motor también realiza una secuencia de pasos con la (misma) frecuencia de paso fZ.

Velocidad A partir de una determinada frecuencia de entrada de impulsos (en función del tipo de motor y de la carga mecánica), el movimiento de paso a paso del árbol del motor resulta en un movimiento de giro continuo. Entonces vale para la velocidad n del motor:

n = α/360° · fZ · 60 rpm (fz[Hz])

Pares Al cargarse el árbol del motor en movimiento de giro con un par de carga ML el motor continuará siguiendo sincrónicamente a la frecuencia de entrada de impulsos, a no ser que el par de carga sobrepase un determinado límite, el par máximo a velocidad máxima de progresión MBm.

En este caso, el rotor ya no está en condiciones de seguir a la frecuencia de entrada de impulsos, el motor "pierde" pasos, la frecuencia de entrada de impulsos ya no coincide con la frecuencia de pasos.

Si se selecciona un motor y un control correctos, este caso no se presentará.

02.05 10 Explicación de parámetros característicos y curvas características de motores paso a paso


10.2 Curvas características del par El par máximo a velocidad máxima de progresión MBm de un motor paso

a paso depende además de su modelo y del modo de control eléctrico principalmente de la frecuencia de pasos. Este decurso será indicado en forma de curva característica para cada sistema de motor paso a paso. El motor está en condiciones de suministrar el par máximo a velocidad máxima de progresión MBm a bajas frecuencias de pasos. Al aumentar la frecuencia de pasos, disminuye este par. El área de servicio del motor que resulta del par máximo a velocidad máxima de progresión se subdivide en el área de arranque y el área de aceleración. En el área de arranque, el motor está en condiciones de seguir sin error de paso a una frecuencia de entrada de impulsos de inicio o interrupción discontinuos, en el área de aceleración sólo puede modificarse continuamente la frecuencia de entrada de impulsos (rampa de frecuencia), para que el motor no pierda el ritmo. El área de arranque está limitado por la curva característica de la frecuencia límite de arranque fAm (curva característica de arranque-parada): sin carga, el motor puede arrancar con la frecuencia máxima de arranque fAom, con carga, la frecuencia de arranque disminuye.

Momento de inercia de la carga

El alcance del área de arranque también depende del momento de inercia JL de la carga que actúa en el árbol del motor. Al aumentar JL, la curva característica de arranque-parada se desplaza hacia frecuencias inferiores. La curva característica de arranque-parada indica la dependencia de la frecuencia máxima de arranque fAom del momento de inercia de la carga JL. Al presentarse simultáneamente la inercia de la carga y el par de carga, se determina la frecuencia límite de arranque fAm, desplazándose la curva característica de arranque-parada en el diagrama del par paralelamente hacia la izquierda, hasta que la frecuencia máxima de arranque fAom corresponda a la determinada en el diagrama JL (véase la figura).

Arranque-parada(J > 0)L

MBm

Arranque-parada(J = 0)L

fAm fAom fBomfAom f [Hz]n[rpm]s

f [Hz]n[rpm]s

ML

JL

Mom

ento

de

iner

cia

de la

car

gaP

ar

Fig. 10-1 Elementos de la curva característica del par

Elementos de la curva característica del par MBm = Par máximo a velocidad

máxima de progresión ML = Par de carga fs = Frec. de entrada de

impulsos fAm = Frecuencia límite de

arranque fAom = Frecuencia máxima

de arranque fBom = Velocidad de progresión

máx. JL = Momento de inercia

de la carga

10 Explicación de parámetros característicos y curvas características de motores paso a paso 02.05


An SIEMENS AG

Sugerencias Correcciones

A&D MC BMS Postfach 3180

Para el manual: SIMATIC

D-91050 Erlangen FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP

Unidad de potencia y motores paso a paso trifásicos

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