SIMATIC FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP Unidad de potencia y motores ... · El FM-STEPDRIVE es una unidad de...

SIMATICFM-STEPDRIVE/SIMOSTEPUnidad de potencia y motores paso a pasotrifásicos

Descripción de funcionamiento Edición 01.01

Documentación del fabricante

Descripción resumida 1

Descripción defuncionamiento

2

Datos técnicosFM-STEPDRIVE

3

Descripción de señales 4

Montaje 5

Cableado 6

Puesta en servicio 7

Indicaciones de estadoy eliminación de fallos

8

Datos técnicosSIMOSTEP

9

Explicación deparámetroscaracterísticos y curvascaracterísticas demotores paso a paso

10

SIMATIC

FM-STEPDRIVE/SIMOSTEPUnidad de potencia y motores pasoa paso trifásicos

Descripción de funcionamiento

Documentación del fabricante FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP

Válido para

Mando Versión del softwareSIMATIC 1

Edición 01.01

Documentación SINUMERIK®

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© Siemens AG 1998. All Rights Reserved.

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Hemos probado el contenido de esta publicación con respecto a la concordanciadescrita para el hardware y el software. Sin embargo es posible que se denalgunas desviaciones. El contenido de esta publicación está sometido arevisiones regulares y en caso necesario se incluyen las correcciones en lasiguiente edición. Agradecemos por las propuestas de mejora.

Se reserva el derecho a modificaciones técnicas.

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Siemens-Aktiengesellschaft.

I

Indicacionestécnicas deseguridad

El presente manual contiene indicaciones, que Vd. ha de observar parasu seguridad personal así como para evitar daños materiales. Estasindicaciones se encuentran resaltadas por un triángulo de advertencia yestán representadas de la siguiente forma, dependiendo del grado depeligro:

! Peligrosignifica que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, seproducirán la muerte, lesiones corporales graves o daños materialesconsiderables.

! Precauciónsignifica que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas,pueden producirse la muerte, lesiones corporales graves o dañosmateriales considerables.

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

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

Personal calificado Sólo el personal calificado puede realizar la puesta en servicio y elservicio de un equipo. Personal calificado en el sentido de lasindicaciones técnicas de seguridad del presente manual son personas,que están habilitadas para poner en servicio, poner a tierra y marcarequipos, sistemas y circuitos eléctricos en conformidad con los standardsde la técnica de seguridad.

Uso conforme alprevisto

Observe lo siguiente:

! PrecauciónEl equipo sólo se podrá utilizar para los casos de aplicación previstos enel catálogo y en la presente documentación y sólo en combinación con losequipos y componentes de procedencia tercera recomendados yhomologados por Siemens.

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

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

01.01 Indice

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

IndicePágina

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 YCURVAS 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 ReservedFM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB) 1-1

Descripción resumida 1

1 Descripción resumida 01.01

© Siemens AG 1998 All Rights Reserved1-2 FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)

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

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

Tipo de motorsin freno

Par nominal Corrientenominal

Número de pedido

SIMOSTEP 1FL3041 2 Nm 1,8 A 1FL3041-0AC31-0BG0SIMOSTEP 1FL3042 4 Nm 2,0 A 1FL3042-0AC31-0BG0SIMOSTEP 1FL3043 6 Nm 2,3 A 1FL3043-0AC31-0BG0SIMOSTEP 1FL3061 10 Nm 4,1 A 1FL3061-0AC31-0BG0SIMOSTEP 1FL3062 15 Nm 4,8 A 1FL3062-0AC31-0BG0

Tipo de motorcon freno

Par nominal Corrientenominal

Número de pedido

SIMOSTEP 1FL3041 2 Nm 1,8 A 1FL3041-0AC31-0BH0SIMOSTEP 1FL3042 4 Nm 2,0 A 1FL3042-0AC31-0BH0SIMOSTEP 1FL3043 6 Nm 2,3 A 1FL3043-0AC31-0BH0SIMOSTEP 1FL3061 10 Nm 4,1 A 1FL3061-0AC31-0BH0SIMOSTEP 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 eléctricosProf. Dr. Erich Rummich, TH WienDr.-Ing. Ralf Gförer SIG BERGER LAHRy dos coautores.

Expert-Verlag: ISBN 3-8169-0678-8


Descripción de funcionamiento 2

2 Descripción de funcionamiento 01.01


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

Fig. 2-1 Unidad de potencia FM-STEPDRIVE

Interface deimpulsos

Mediante el interface de impulsos puede controlarse la unidad depotencia con señales de reloj desde la unidad de posicionamiento deorden superior. Durante cada impulso de reloj el motor realiza un paso.Además puede ajustarse la corriente de fase del motor paso a paso entre0 y 100% a través de una señal PWM (modulación de duración deimpulsos).

Señales de entrada: PULSE (impulsos de reloj), DIR (sentido derotación), 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 dereloj alimentadas en la entrada PULSE pueden ser liberadas obloqueadas hacia el control del motor. La entrada ENABLE_N tiene lamisma función que la entrada ENABLE del interfaz PULSE, pero se activacon 24 V. Además, puede evaluarse a través de la salida ZERO la señalde 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 decircuito intermedio

A través de la conexión de red es alimentada la unidad de potencia contensión alterna de 115 V ó 230 V. A través de la conexión de circuitointermedio puede descargarse, si fuera necesario, la energía derecuperación excesiva del motor.

01.01 2 Descripción de funcionamiento


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

Interruptor decorriente y deparámetros

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 % encaso de parada del motor).

Indicación de estadoLED

Para señalizar la disposición para el funcionamiento y posibles fallos(cortocircuito entre fases del motor, sobretensión / subtensión de laalimentación, temperatura excesiva en la unidad de potencia, falta de laseñal 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 losgrupos funcionales más importantes de la unidad de potencia FM-STEPDRIVE.

READY2

ZERO

GATE_N

MSTILL

ENABLE_N

GTE

Fig. 2-2 Diagrama en bloques FM-STEPDRIVE

2 Descripción de funcionamiento 01.01



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 01.01


3.1 Datos eléctricosConexión 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 acumuladaen caso de fallo de red > 10 ms con motor parado

Disipación máxima de potencia 80 W

Conexión de circuitointermedio

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

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

Conexión del motor Corriente de fase 1,7 A hasta 6,8 Amáx. 6,8 A a 50°C de temperatura ambiente

y montaje verticalmáx. 4,8 A a 60°C de temperatura ambiente

y montaje verticalmáx. 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 mSección 3 x 1,5 mm2

01.01 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 (liberaciónunidad de potencia), PWM (control de la corriente). Para la descripción delas señales, véase el capítulo 4.

Entradas de optoacoplador de 5 V:

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

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

IndicaciónPor motivos técnicos de perturbaciones se recomienda un controlcontrafásico.

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, noresistente a cortocircuito):

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

! PrecauciónLa salida no es resistente a cortocircuito y no tiene protección contrapolarización 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 depotencia). Para la descripción de señales, véase el capítulo 4.

24 V standard entrada de optoacoplador PLC:

Uhigh, min = 15 V Ihigh, min = 2 mAUhigh, max = 30 V Ihigh, max = 15 mAUlow, max = 5 V Ilow, max = 0,2 mA Una entrada abiertaUlow, 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 acortocircuito):

Uhigh 24 V tensión de alimentaciónCaída de tensión máx. 3 V a 70 mACorriente de salida 70 mACorriente de cortocircuito sostenido máx. 0,6 ACorriente de punta máx. 5 A durante 50 msUlow Salida abiertaCorriente de fuga máx. 150 µA24 V standard salida PLC ZERO (resistente a sobrecarga y acortocircuito):

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

Para otros datos, véase la salida READY2

Alimentación externa de 24 V del interface de señales

IndicaciónLa alimentación de tensión de 24 V debe corresponder a las exigenciasde la norma DIN 19240.

Ambito de tensión 18,5 V hasta 30,2 V de tensión continuaOndulación 3,6 VssCorriente de entrada máx.1,5 ASobretensión transitoria máx. 35 V / 500 ms

01.01 3 Datos técnicos FM-STEPDRIVE


3.2 Datos mecánicosDimensiones (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 funcionamiento10 Hz hasta 58 Hz0,075 mm de desviaciónsuperior 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 desviaciónsuperior a 9 Hz hasta 500 Hz 10 m/ s2

Choque 15 g 11 ms

Caída libre sin embalaje 100 mmcon 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 leyesdurante el servicio del FM-STEPDRIVE:

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

• DIN VDE 0100 Disposiciones para la erección deinstalaciones de alta intensidad contensiones 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 deequipos eléctricos e instalaciones

• DIN EN 954-1 Seguridad de máquinasPiezas relacionadas con la seguridadde mandosReglas generales de presentación

En caso de aplicar el control de potencia FM-STEPDRIVE en zonasresidenciales, también deben cumplirse los valores límite de lassiguientes normas:

• EN 60555 Efectos retroactivos en redes dealimentación eléctrica, causados porelectrodomésticos y aparatossimilares.

• EN 55022, clase B Valores límite y procedimientos demedición para supresión deinterferencias de instalaciones de latécnica de información

• DIN EN 61000 parte 3-2 Compatibilidad electromagnética

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

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 01.01


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

4.1 Interface de impulsosEl interface de impulsos posee cuatro entradas de optoacoplador de 5 V yuna salida de optoacoplador.

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

Entradas:PULSE(impulso de reloj)

Para generar un movimiento giratorio del árbol del motor, debenalimentarse en la entrada PULSE impulsos de reloj rectangulares. Cadaflanco positivo del impulso tiene como efecto un paso del motor al estar launidad de potencia dispuesta para el funcionamiento y en la entradaGATE_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 elsentido de las agujas del reloj (mirando desde delante en el árbol delmotor). Al estar bajo corriente la entrada de señales, el motor gira en elsentido contrario de las agujas del reloj (mirando desde delante en elárbol 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 depotencia. Tras unos 500 ms, la unidad de potencia avisa la disposiciónpara el funcionamiento a través de las salidas READY1_N y READY2 y elmotor es portador de corriente. Si hay 24 V en la entrada GATE_N delinterface de señales, pueden alimentarse impulsos de reloj en la entradaPULSE.

PWM(mando de corriente)

Puede modificarse la intensidad de la corriente de fase del motor ajustadade 0% hasta 100% con una señal con modulación de duración deimpulsos en la entrada PWM (ámbito de frecuencia 10 kHz hasta 20 kHz).La relación entre impulso y pausa de la señal PWM determina la corrientede fase. Al estar sin corriente la entrada de señales, circula la corriente defase ajustada. Al estar bajo corriente la entrada de señales, sedesconecta la corriente de fase del motor. Entonces, el motor parado notiene par de retención.

Salida:READY1_N(disposición)

Después de la activación de la entrada ENABLE, la unidad de potenciaavisa la disposición para el funcionamiento a través de la salidaREADY1_N. En caso de disposición para el funcionamiento de la unidadde potencia, la salida READY1_N tiene baja impedancia. Si hay 24 V enla entrada GATE_N del interface de señales, pueden alimentarseimpulsos de reloj en la entrada PULSE.En caso de un fallo de la unidad de potencia o si no procedió la liberaciónde la unidad de potencia a través de la entrada ENABLE, la salidaREADY1_N tiene alta impedancia.

01.01 4 Descripción de señales


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

READY2

ZERO

MSTILL

GATE_N

M (24 V GND)

L+ (24 V)

ENABLE_N

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

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

Entradas:GATE_N(bloqueo/liberación deimpulsos)

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

ENABLE_N(libéracion del grupode potencia)

Si la entrada ENABLE_N conduce corriente, el grupo de potencia está desbloqueado. Tras unos 500 ms, el grupo de potencia anuncia ladisponibilidad de funcionamiento a través de las salidas READY1_N yREADY2 y el motor también empieza a conducir corriente. Si se disponede 24 V en la entrada GATE_N del interfaz de señales, se puedenguardar impulsos de sincronización en la entrada PULSE.

Salidas:ZERO(señal cero contadoranular)

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

READY2(disposición)

Después de la activación de la entrada ENABLE, la unidad de potenciaavisa 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 liberacióndela unidad de potencia a través de la entrada ENABLE, la salida READY2tiene alta impedancia.

MSTILL(parada de motor)

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

4 Descripción de señales 01.01


4.3 Diagramas de relaciones de tiempos de señalesLos diagramas de relaciones de tiempos indicados a continuaciónmuestran las relaciones de tiempos de las señales de entrada / salida delinterface 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 ENABLEy 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 01.01


! PeligroDurante 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 haciaabajo.

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

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

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


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 01.01


6.1 Cableado del FM-STEPDRIVE y SIMOSTEPRealizar el cableado de la unidad de potencia FM-STEPDRIVE con elmotor de la serie constructiva SIMOSTEP tal y como está indicadoen la fig. 6-1.

115 VACó

230 VAC

N

PE

Filtrode red

Conexión del motor

Conxión de red/de circuito intermedio

Fusible

DC+

DC-

115

230

N

PE

MS

UU

VV

WW

Flexible aislantede blindaje

Flexibleaislante

de blindaje

(W) 3

(V) 2

(U) 1

45 6 7

8

9

0


Interface de impulsosFM-STEPDRIVE

PULSE_NDIR_N

ENABLE_NPWM_N

GNDGND

READY1_N

PULSEDIRENABLEPWMGNDGNDno ocupadoGND

1

15

Unidad de mando

Unidad de mando

24 V

Alimentación

L

Motor-SIMOSTEP

BlindajeMuelle paradescarga de tracción

BlindajePlaca de montaje

Blindajeatornillamientodel cable de motor

READY2

ZERO

MSTILL

GATE_N

M (24 V GND)

L+ (24 V)

ENABLE_N

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

! PeligroDurante todos los trabajos de cableado debe estar desconectada latensión de alimentación.La conexión de red, de circuito intermedio y del motor está bajo altastensiones al estar conectada la tensión de alimentación. No estápermitido tocar estas conexiones en estado conectado, de lo contrarioesto puede causar la muerte o lesiones corporales graves.

01.01 6 Cableado


Conexión de red El aparato debe protegerse mediante un fusible estándar externo16 A de tipo K o C.

! PeligroEn 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 yel cuarto hilo en caso de conexión de red trifásica.

Conexión de circuitointermedio

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

En caso de cableado multiaxial y conexión de red monofásica, lasconexiones de circuito intermedio DC+ y DC- pueden ser conectadaspara el intercambio de energía de las unidades de potencia. Esto serecomienda, cuando hace falta acelerar y frenar grandes masas dentro deun tiempo corto.

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

El flexible aislante de blindaje del cable del motor debe ser conectado enel motor y en el equipo, de acuerdo con la fig. 6-1.

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

Para conectar el motor puede utilizarse un cable standard blindado de3 conductores (véase la tabla de accesorios, véase el capítulo 6.6).

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

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

Al entrar el cable en el armario de distribución, debe conectarse elblindaje 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 potenciaFM-STEPDRIVE en el módulo de posicionamiento FM-353 o en el mandoFM-NC/FM357 pueden utilizarse cables preconfeccionados (véase latabla de accesorios, el capítulo 6.6), en cuyos extremos libres seconectan 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 dealimentación externo con 24 V de corriente continua.

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

6 Cableado 01.01


6.2 Ejemplo de cableado para FM-353 y FM-NC/FM357Cableado conmódulo deposicionamientoFM-353

En la siguiente figura está indicado el esquema de hilos para el cableadodel 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 lasseñales de salida READY2 ó ZERO (véase el manual SIMATIC S7módulo de posicionamiento FM 353 nº pedido 6ES7 353-1AH00-7AG0).En este caso y dependiendo del modo de operación del FM-353, debecablearse la entrada RM-P del enchufe frontal de 20 polos del FM-353con la salida ZERO o la salida READY2 del interface de señales de launidad de potencia FM-STEPDRIVE. En la siguiente figura estárepresentado el esquema de cableado del interface de señales conalimentación de tensión común:

FM-STEPDRIVEFM-353

Alimentación de tensióncomún 24 voltios


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

01.01 6 Cableado


Cableado multiaxialcon mando FM-NC/FM35

En la siguiente figura está representado el esquema de hilos para elcableado de tres unidades de potencia FM-STEPDRIVE y unaccionamiento 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 coninterface ±10 V en el mando FM-NC/FM357.

IndicaciónPara la liberación de impulsos deben estar aplicados 24 V en la entradaGATE_N, el interface de señales del FM-STEPDRIVE.

6 Cableado 01.01


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

IndicaciónPor motivos de seguridad de interferencias, deben tenderse por separadolos cables de red, de motor y de señales y todos los cables deben estarblindados en ambos lados. La barra de montaje y el filtro de red debenser atornillados planamente con la placa de montaje.

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

01.01 6 Cableado


6.4 Cableado de red para varios ejes

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

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

IndicaciónLas conexiones de circuito intermedio (DC+ y DC-) pueden serconectados para el intercambio de energía entre las unidades depotencia, para el caso de ser necesario acelerar y frenar grandes masasdentro de tiempos cortos.

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

6 Cableado 01.01


( ( ) ( ( )

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!

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

! PeligroEn 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 yel cuarto hilo en caso de conexión de red trifásica.

01.01 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!

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

6 Cableado 01.01


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 áreade trabajo protegida

01.01 6 Cableado


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

6 Cableado 01.01


6.6 Accesorios

Accesorios Número de pedido Indicaciones de pedido

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

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

Catálogo de pedidoSIEMENS:

Filtro de red para varios ejes en caso de:

conexión de red monofásica para 2 ejesconexión 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-Rpara 230 V = B84142-B16-R

para 115 V = B84299-K55para 230 V = B84299-K53

para 230 V = B84143-B8-R

Servicio de grupos deconstrucción

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

6FX5008-5AA00-1BA06FX5008-5AA00-1CA06FX5008-5AA00-1FA0

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 pedidoSIEMENS:

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

Fusible externo en serie:

p.ej. interruptor automático16 A con característica C32 A con característica C

5SX2 116-75SX2 132-7

Catálogos de pedidoSIEMENS:

catálogo de interruptores deprotección y fusibles


Puesta en servicio 7

7 Puesta en servicio 01.01


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

! AtenciónLos ajustes deberán realizarse únicamente con tensión de reddesconectada.

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

IndicaciónPara 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 1FL3062Posición 0 1 2 7 9

! AtenciónNo están permitidos ajustes de corriente de fase superiores que los arribaindicados, puesto que podrían tener como consecuencia el sobrecalenta-miento del motor.Están permitidos ajustes de corriente de fase inferiores, sin embargotienen como consecuencia un par inferior del motor.

2. Ajustar el número de pasos y la depresión de corriente en reposo (a60% 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 delinterface de señales.

4. Activar la entrada ENABLE del interface de impulsos o la entradaENABLE_N del interfaz de señales.En caso de un funcionamiento correcto de la unidad de potencia estáencendido el LED RDY y las salidas READY1_N y READY2 señalizansu disposición.

5. Activar la entrada GATE_N. A continuación se ilumina el diodoGTE-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 defallos 8

8 Indicaciones de estado y eliminación de fallos 01.01


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

Indicación Significado Eliminación del falloFLT (FAULT)está encendida

Cortocircuito entrefases del motor

1. Desconectar latensión de red

2. Controlar el cableadodel motor y dado elcaso sustituir el motor

3. Conectar la tensiónde red

OV (OVER-VOLT)está encendida

Sobretensiónoenergía de recuperacióndemasiado alta del motor

Controlar la tensión y laconexión de red.Reducir la energía derecuperación del motor odesviar la energía derecuperación a través dela conexión de circuitointermedio.

LV (LOW-VOLT)está encendida

Subtensión 1. Controlar la tensión yla conexión de red

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

Temperatura excesiva 1. Hacer con que hayasuficientealimentación de aire obajar la temperaturaambiente.

2. Después delenfriamiento:desconectar /conectar la tensión dered o la señalENABLE

GTE (GATE_N)no se illuma

La entrada GATE no estàactiva. El motor no semueve.

Activar la entradaGATE_N.

RDY (READY)está encendida

Equipo está dispuestopara el funcionamiento.

-

OV (OVER-VOLT)yLV (LOW-VOLT)están encendidas

La entrada ENABLE noestá activa.

Activar la entradaENABLE.

FLT

OV

LV

TMP

RDY

GTE

OV (OVER-VOLT),LV (LOW-VOLT),FLT (FAULT) yTMP (TEMP) estánencendidas

Frecuencia de relojexcesiva en la entradaPULSEo perturbaciones de altafrecuencia

1. Comprobar lafrecuencia de reloj

2. Desconectar /conectar la tensión dered o la señalENABLE

01.01 8 Indicaciones de estado y eliminación de fallos


Fallo Causa EliminaciónNingún LEDestá encendido

Falta tensión de red Controlar la tensión dered y el cableado deconexión de red

El motor no gira y notiene par de retención

Entrada de señal PWMactiva

Poner la entrada PWM ano activa

Línea(s) del motorinterrumpida(s)

Controlar el cableado delmotor, estandodesconectada la tensiónde red

El motor no gira, sinembargo tiene par deretención

No hay señal de reloj enla entrada de señalesPULSE

Alimentar la señal de relojen la entrada PULSE

El motor gira en sentidoerróneo

Fases del motorinvertidas

Conectar correctamentelas fases del motor

Entrada de señal DIR malpuesta

Invertir la señal en laentrada DIR.

El par del motor esinsuficiente (el motorembala)

La corriente de fase delmotor está ajustadademasiado baja

Ajustar correctamente lacorriente de fase

Rampa de aceleracióndemasiado inclinada

Reducir la rampa deaceleración en la unidadde mando

El accionamiento estábloqueadomecánicamente

Soltar el bloqueomecánico

Otros fallos que noestán indicados

Está conectado un motordemasiado débil

Conectar un motor másfuerte

! AtenciónAntes 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 01.01



Datos técnicos SIMOSTEP 9

9 Datos técnicos SIMOSTEP 01.01


Datos técnicos SIMOSTEP1FL3041 1FL3042 1FL3043 1FL3061 1FL3062

Par máx. Mm [Ncm] 200 400 600 1000 1500Par de retención MH [Ncm] 226 452 678 1130 1695Momento 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 4,75Resistencia/bobinado Rw [Ω] 6,5 5,8 6,5 1,8 1,9Constante de tiempo deaumento de corriente τ=[ms] ~7 ~9 ~10 ~22 ~22

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

1) Medido a 1000 pasos/rotación2) 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

01.01 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 pasotrifásicos con frenode contención

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

! AtenciónPara que esté garantizada una función segura en ejes Z con freno decontención, el par estático de la carga puede ser de 25% del par deretención del motor.

FunciónLos frenos de contención están concebidos como frenos por presión aresorte electromagnéticos. Para soltar el freno, éste debe ser excitadoeléctricamente después de la alimentación de corriente del motor. Paraevitar un sobrecalentamiento excesivo, puede reducirse la corriente deexcitación después de accionar el freno (propuesta de circuito, véase lasiguiente 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 contenciónTipo Tamaño del motor

90 110Tensión nominal(alimentación a través de pin 1 y 2)

24 V 24 V

Par de retención 6 Nm 16 NmPotencia eléctrica de arranque 24 W 32 WMomento de inercia 0,2 kgcm2 0,35 kgcm2

Tiempos de conmutaciónActivar (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 parEl par del motor depende de la velocidad del rotor y de la corriente defase del motor ajustado en la unidad de potencia.

Para medir las curvas características del par se ajustó el factor de 1000pasos/ rotación y la respectiva corriente nominal del motor en la unidadde potencia FM-STEPDRIVE*. Se midieron las curvas características avalores 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, elnúmero 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 deprogresión

Curva característica de arranque-parada (frecuencia de arranqueen 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 fscon 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 parámetroscaracterísticos y curvas característicasde 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 01.01


Para evaluar y elegir un motor paso a paso se requieren determinadosparámetros y curvas características. Cada motor paso a paso tiene juntocon el control de potencia sus características específicas, que serepresentan en curvas características. Para comprender mejor sucontenido y su significado, se explican a continuación los parámetroscaracterísticos esenciales así como el manejo de las curvascaracterísticas. Los términos aquí utilizados corresponden a la norma DIN42021 y también se utilizan en la vista general de datos en el capítulo 9.

10.1 Términos fundamentalesAngulo 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. Puedeajustarse 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 excitacióneléctrica de corriente continua de los bobinados, con tal que no esexcedido su par de retención MH en el árbol del motor.

Error de avancepaso a paso

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

Frecuencia deentrada de impulsosy de paso

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

Velocidad A partir de una determinada frecuencia de entrada de impulsos (enfunción del tipo de motor y de la carga mecánica), el movimiento de pasoa 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 cargaML el motor continuará siguiendo sincrónicamente a la frecuencia deentrada de impulsos, a no ser que el par de carga sobrepase undeterminado límite, el par máximo a velocidad máxima de progresiónMBm.

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

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

01.01 10 Explicación de parámetros característicos y curvas características de motores paso a paso


10.2 Curvas características del parEl par máximo a velocidad máxima de progresión MBm de un motor pasoa paso depende además de su modelo y del modo de control eléctricoprincipalmente de la frecuencia de pasos. Este decurso será indicado enforma de curva característica para cada sistema de motor paso a paso.El motor está en condiciones de suministrar el par máximo a velocidadmáxima de progresión MBm a bajas frecuencias de pasos. Al aumentar lafrecuencia de pasos, disminuye este par.El área de servicio del motor que resulta del par máximo a velocidadmáxima de progresión se subdivide en el área de arranque y el área deaceleración. En el área de arranque, el motor está en condiciones deseguir sin error de paso a una frecuencia de entrada de impulsos de inicioo interrupción discontinuos, en el área de aceleración sólo puedemodificarse continuamente la frecuencia de entrada de impulsos (rampade frecuencia), para que el motor no pierda el ritmo.El área de arranque está limitado por la curva característica de lafrecuencia límite de arranque fAm (curva característica de arranque-parada): sin carga, el motor puede arrancar con la frecuencia máxima dearranque fAom, con carga, la frecuencia de arranque disminuye.

Momento de inerciade la carga

El alcance del área de arranque también depende del momento de inerciaJL de la carga que actúa en el árbol del motor. Al aumentar JL, la curvacaracterística de arranque-parada se desplaza hacia frecuenciasinferiores. La curva característica de arranque-parada indica ladependencia de la frecuencia máxima de arranque fAom del momento deinercia de la carga JL. Al presentarse simultáneamente la inercia de lacarga y el par de carga, se determina la frecuencia límite de arranque fAm,desplazándose la curva característica de arranque-parada en el diagramadel par paralelamente hacia la izquierda, hasta que la frecuencia máximade arranque fAom corresponda a la determinada en el diagrama JL (véasela 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

gaPa

r

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

Elementos de la curvacaracterística del par

MBm = Par máximo a velocidadmáxima de progresión

ML = Par de cargafs = Frec. de entrada de

impulsosfAm = Frecuencia límite de

arranquefAom = Frecuencia máxima

de arranquefBom = Velocidad de progresión

máx.JL = Momento de inercia

de la carga

10 Explicación de parámetros característicos y curvas características de motores paso a paso 01.01


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