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SIMATICFM-STEPDRIVE/SIMOSTEPUnité de commande de puissance etmoteurs pas à pas triphasés

Description du fonctionnement Edition 01.01

Documentation du fabricant

Description succincte 1

Description dufonctionnement

2

CaractéristiquestechniquesFM-STEPDRIVE

3

Description dessignaux

4

Montage 5

Câblage 6

Mise en service 7

Indication de l'étatactuel et éliminationdes dérangements

8

CaractéristiquestechniquesSIMOSTEP

9

Explication desvaleurs et courbescaractéristiques desmoteurs pas à pas

10

SIMATIC

FM-STEPDRIVE/SIMOSTEPUnité de commande de puissance etmoteurs pas à pas triphasés

Description du fonctionnement

Documentation du fabricant FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP

Valable pour

Commande Version de logicielSIMATIC 1

Edition 01.01

Documentation SINUMERIK®

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Edition Numéro de commande Remarque01.96 6SN1197-0AA70-0YP0 A10.96 6SN1197-0AA70-0YP1 C01.97 6SN1197-0AA70-0YP2 C11.98 6SN1197-0AA70-0YP3 C01.01 6SN1197-0AA70-0YP4 C

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© Siemens AG 1998. Tous droits réservés.

Il est possible que d'autres fonctions non décrites dans la présente documen-tation peuvent être réalisées avec la commande. Cela ne donne toutefois pas ledroit d'exiger ces fonctions à la livraison d'un équipement neuf ou dans le cadred'une intervention du service après-vente.

Nous avons vérifié le contenu de cette publication pour s'assurer qu'elle corres-ponde exactement avec le matériel et le logiciel décrits. Des différences nepeuvent toutefois pas être exclues. Les indications de la présente publication sontrégulièrement vérifiées et les corrections indispensables sont effectuées dans leséditions suivantes. Nous vous remercions vivement de nous faire part de vossuggestions pour améliorer cette documentation.

Sous réserve de modifications techniques.

No. de commande 6SN1197-0AA70-0YP4Imprimé en République fédérale d'Allemagne

Siemens-Aktiengesellschaft.

I

Règles de sécurité Le présent manuel renferme des indications que vous devezimpérativement respecter pour votre propre sécurité et pour éviter desdommages matériels. Ces indications sont mises en évidence par untriangle d'avertissement et, suivant la gravité du danger, elles sontexprimées de la manière suivante:

! DangerCe terme signifie que le fait de ne pas prendre les mesures de sécuritéqui s'imposent entraînera inévitablement un accident mortel, de gravesblessures corporelles ou des dommages matériels considérables.

! AttentionCe terme signifie que le fait de ne pas prendre les mesures de sécuritéqui s'imposent risque d'entraîner un accident mortel, de graves blessurescorporelles ou des dommages matériels considérables.

! PrudenceCe terme signifie que le fait de ne pas prendre les mesures de sécuritéqui s'imposent risque d'entraîner de légères blessures corporelles ou undommage matériel moins grave.

NotaCe terme attire l'attention sur une information importante concernant leproduit, la manipulation du produit ou sur un passage particulier de ladocumentation à lire très attentivement.

Personnel qualifié Un appareil ne doit être mis en service et utilisé que par un personnelqualifié. Par personnel qualifié, au sens des règles de sécurité du présentmanuel, on entend des personnes qui sont autorisées à mettre enservice, à mettre à la terre et à repérer des appareils, systèmes et circuitsélectriques conformément aux normes de la sécurité technique.

Utilisation confor-mément à l'affec-tation prévue

Voir ci-après:

! AttentionL'appareil ne doit être utilisé que pour les applications prévues dans lecatalogue et dans la présente documentation et ce, exclusivement encombinaison avec des appareils et composants d'autres marquesexpressément recommandées ou autorisées par Siemens.

Pour un fonctionnement parfait et sûr du produit, il faut qu'il soittransporté, stocké, installé et assemblé correctement et soit utilisé etentretenu soigneusement.

Marques de fabrique SIMATIC® et SINEC® sont une marque déposée de SIEMENS AG.

01.01 Table des matières

© Siemens AG 1998 Tous droits réservés FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB) III

Table des matièresPage

Description succincte.................................................................................................................... 0-1

Description du fonctionnement.................................................................................................... 1-1

Caractéristiques techniques du FM-STEPDRIVE ....................................................................... 1-1

3.1 Caractéristiques électriques................................................................................... 1-2

3.2 Caractéristiques mécaniques................................................................................. 1-5

3.3 Conditions ambiantes............................................................................................. 1-5

3.4 Normes, prescriptions, lois à respecter.................................................................. 1-6

Description des signaux ............................................................................................................... 1-1

4.1 Interface d'impulsions ............................................................................................ 1-2

4.2 Interface de signalisation ....................................................................................... 1-3

4.3 Diagrammes signal-temps ..................................................................................... 1-4

Montage .......................................................................................................................................... 2-1

Câblage ........................................................................................................................................... 3-1

6.1 Câblage FM-STEPDRIVE et SIMOSTEP .............................................................. 3-2

6.2 Exemple de câblage pour FM-353 et FM-NC/FM357 ............................................ 3-4

6.3 Schéma de câblage de l'armoire de distribution .................................................... 3-6

6.4 Câblage sur le secteur pour plusieurs axes ........................................................... 3-7

6.5 Fonctionnement d’un axe dans une zone de travail protegee ............................. 3-10

6.6 Accessoires.......................................................................................................... 3-12

Mise en service .............................................................................................................................. 4-1

Indication de l'état actuel et élimination des dérangements..................................................... 4-1

Caractéristiques techniques SIMOSTEP..................................................................................... 4-1

Explication des valeurs et courbes caractéristiques des moteurs pas à pas ......................... 5-1

10.1 Termes fondamentaux ........................................................................................... 5-2

10.2 Courbes caractéristiques de couple....................................................................... 5-3

© Siemens AG 1998 Tous droits réservés FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB) 1-1

Description succincte 1

1 Description succincte 01.01

© Siemens AG 1998 Tous droits réservés1-2 FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)

Le FM-STEPDRIVE est une unité de commande de puissance pour lepilotage d'un moteur pas à pas triphasé de la gamme SiemensSIMOSTEP. Le FM-STEPDRIVE constitue un ensemble destiné ausystème d'automatisation SIMATIC S7-300.

La gamme de moteurs SIMOSTEP comprend les moteurs pas à pastriphasés suivants:

Tableau 1-1 Moteurs pas à pas de la gamme SIMOSTEP

Type de moteursans frein

Couplenominal

Courantnominal

Référence

SIMOSTEP 1FL3041 2 Nm 1,8 A 1FL3041-0AC31-0BK0SIMOSTEP 1FL3042 4 Nm 2,0 A 1FL3042-0AC31-0BK0SIMOSTEP 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

Type de moteuravec frein

Couplenominal

Courantnominal

Référence

SIMOSTEP 1FL3041 2 Nm 1,8 A 1FL3041-0AC31-0BJ0SIMOSTEP 1FL3042 4 Nm 2,0 A 1FL3042-0AC31-0BJ0SIMOSTEP 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 Unité de commande de puissance FM-STEPDRIVE et moteur SIMOSTEP

Bibliographie Elektrische Schrittmotoren und -Antriebe(Moteurs et transmissions pas à pas électriques)Prof. Dr. Erich Rummich, Institut Polytechnique de VienneDr.-Ing. Ralf Gförer SIG BERGER LAHRet deux coauteurs.Expert-Verlag: ISBN 3-8169-0678-8


Description du fonctionnement 2

2 Description du fonctionnement 01.01


L'unité de commande de puissance FM-STEPDRIVE porte sur la facefrontale les interfaces, commutateurs et éléments indicateurs représentéssur la figure 2-1. Les interfaces et les commutateurs de paramètres sontvisibles après l'ouverture des portes frontales.

Témoins LED

Fig. 2-1 Unité de commande de puissance FM-STEPDRIVE

Interfaced'impulsions

Via l'interface d'impulsions, l'unité de commande peut être activée pardes signaux d'impulsions de marche pas à pas venant de l'unité depositionnementà laquelle elle est subordonnée. A chaque impulsion, le moteur exécuteun pas. De plus, à l'aide d'un signal PWM, le courant de phase du moteurpas à pas peut être ajusté entre 0 et 100 %.Signaux d'entrée: PULSE (impulsions), DIR (sens de rotation), ENABLE

(libération de l'unité de commande de puissance),PWM (régulation d'intensité du courant).

Signal de sortie: READY1_N (disponibilité).

Interface designalisation

Via l'entrée GATE_N de l'interface de signalisation, les signauxd'impulsions reçus à l'entrée PULSE peuvent être libérés pour le pilotagedu moteur ou verrouillés. L'entrée ENABLE a la même fonction quel'entrée ENABLE de l'interface PULSE mais elle est activée par du 24 V.D'autre part, via la sortie ZERO, le signal zéro du compteur annulaireinterne peut être exploité.Signaux d'entrée: GATE_N (verrouillage/libération de l'impulsion)

ENABLE_N (libération de l'unité de commande depuissance)

Signaux de sortie: ZERO (signal zéro du compteur annulaire), READY2(disponibilité), MSTILL (arrêt du moteur)

Branchement decircuit secteur et decircuit intermédiaire

Par le branchement sur le secteur, l'unité de commande de puissance estalimentée avec une tension alternative de 115 V ou 230 V. Par lebranchement du circuit intermédiaire, le cas échéant, l'énergie de retourexcédentaire du moteur peut être dissipée.

01.01 2 Description du fonctionnement

© Siemens AG 1998 Tous droits réservés FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)

2-3

Branchement demoteur

Sur le branchement de moteur peut être branché un moteur pas à pastriphasé de la gamme SIMOSTEP.

Commutateurd'intensité ducourant et deparamètres

Pour régler le courant de phase du moteur, le nombre de pas (500, 1000,5000, 10 000 pas/tour) et l'abaissement de l'intensité du courant(à 60 % à l'arrêt du moteur).

Témoins LED Pour signaliser la disponibilité et des dérangements éventuels (court-circuit entre phases du moteur, surtension/sous-tension d'alimentation,surtempérature de l'unité de commande de puissance, signal GATE_Nmanquant).

Ventilateur Un ventilateur est monté dans l'unité de commande de puissanceFM-STEPDRIVE.

Le schéma de principe présenté sur la figure 2-2 montre les groupesfonctionnels principaux de l'unité de commande de puissanceFM-STEPDRIVE

115 Vou 230 V

Tension de circuitintermédiaire

Fusible

FM-STEPDRIVE

3

Alimentation24 V

PULSE

ENABLE

DIR

PWM

READY1_Npositionnement

ou decommande

Unité de

p. ex.: FM 353

READY2

ZERO

GATE_N

MSTILL

MoteurSIMOSTEP

SM

Branchement secteuret circuit intermédiaire

Bloc secteur

Etages de

avecrégulateurde courant

sortie depuissance

Electroniquede

surveillance

Traitement

(compteur

designalisation

etgénérationde valeur

de consigne

annulaire)

Ventilateur

FLT

OV

LV

TMP

RDY

Inte

rfa

ce

d'im

pu

lsio

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Inte

rfa

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de

sig

na

lisa

tio

n

Bra

nch

em

en

td

em

ote

ur

ENABLE_N

GTE

Fig. 2-2 Schéma de principe FM-STEPDRIVE

2 Description du fonctionnement 01.01



Caractéristiques techniques duFM-STEPDRIVE

3.1 Caractéristiques électriques...............................................................1-2

3.2 Caractéristiques mécaniques.............................................................1-5

3.3 Conditions ambiantes.........................................................................1-5

3.4 Normes, prescriptions, lois à respecter..............................................1-6

3

3 Caractéristiques techniques du FM-STEPDRIVE 01.01


3.1 Caractéristiques électriques

Branchement sur lesecteur

Tension secteur Tension alternative 115 V ou 230 VTolérance: -20% / +15%

Gamme de fréquences: de 47 Hz à 63 Hz

Fusible primaire externe 16 A (caractéristique “K ou C”)

Courant d'entrée maxi 8 A sur 115 V/4,5 A sur 230 V

Courant de mise en circuit maxi 75 A

Temps de panne de secteur supportable > 10 ms avec moteur arrêté

Pertes en puissance maximales 80 W

Branchement decircuit intermédiaire

Tension de circuit intermédiaire Tension continue de 160 V à 485 V

Cycle de mise hors circuit/mise en circuit(en service et après élimination d'un dérangement) > 5 s

Branchement dumoteur

Courant de phase de 1,7 A à 6,8 Amaxi 6,8 A à une température ambiante de 50°C

et avec montage à la verticalemaxi 4,8 A à une température ambiante de 60°C

et avec montage à la verticalemaxi 4,8 A à une température ambiante de 40°C

et avec montage à l'horizontale

Tension du moteur 3 x 325 V (branchement sur le secteur)

Câble du moteur Câble traînant à blindage des deux côtés 3 x 1,5 CCLongueur maxi 50 mSection 3 x 1,5 mm2

01.01 3 Caractéristiques techniques du FM-STEPDRIVE



Nota

Tous les signaux sont des signaux PELV (protected extra low voltage)conformément à VDE 0160.

Entrées de l'interface d'impulsionsPULSE (impulsions), DIR (sens de rotation), ENABLE (libération del'unité de commande de puissance), PWM (régulation d'intensité ducourant). Pour la description du signal, voir chapitre 4.

Entrées 5 V à coupleur optoélectronique:

Régulation de tension:

Uhigh, min = 2,5 VUhigh, max = 5,25 VUlow, max = 0,4 VUlow, min = -5,25 V Imax = 30 mA

Régulation d'intensité du courant:

Ihigh, min = 7 mAIhigh, max = 25 mAIlow, max = 0,2 mAIlow, min = -25 mA Umax = 5,25 V

NotaPour des questions techniques d'antiparasitage, il est recommandé deprévoir une commande symétrique.

Sortie de l'interface d'impulsions

Uce

GND_S

READY1_N (disponibilité), pour la description du signal voir chapitre 4.

Sortie à coupleur optoélectronique (pas de protection contre inversion depolarité, pas de protection contre court-circuit):

Uce: maxi 30 V

Uce,sat: < 1,0 V à 10 mA

! AttentionLa sortie ne résiste pas aux courts-circuits et ne comporte pas deprotection contre inversion de polarité.

GND_S: System ground, câblé internement




Nota

Tous les signaux sont des signaux PELV (protected extra low voltage)conformément à VDE 0160.

Entrées de l'interface de signalisation

GATE_N (verrouillage/libération du signal d'impulsion),ENABLE_N (libération de l'unité de commande de puissance).Pour la description du signal, voir chapitre 4.

Entrée 24 V standard SPS à coupleur optoélectronique

Uhigh, min = 15 V Ihigh, min = 2 mAUhigh, max = 30 V Ihigh, max = 15 mAUlow, max = 5 V Ilow, max = 0,2 mA Une entrée ouverte correspondUlow, min = -3 V Ilow, min = -15 mA à un signal Low.

Surtension transitoire maxi 35 V/500 ms

Sorties de l'interface de signalisation

READY2 (disponibilité), ZERO (signal zéro du compteur annulaire),MSTILL (arrêt du moteur). Pour la description du signal, voir chapitre 4.

Sortie 24 V standard SPS READY2 (résistant aux surcharges et courts-circuits):Uhigh Tension d'alimentation de 24 VChute de tension maxi 3 V à 70 mACourant de sortie 70 mACourant de court-circuit permanent maxi 0,6 ACrête d'intensité du courant maxi 5 A pendant 50 msUlow Sortie ouverteCourant de fuite maxi 150 µA

Sortie 24 V standard SPS ZERO (résistant aux surcharges et courts-circuits):Chute de tension maxi 3 V à 30 mACourant de sortie maxi 30 mAAutres données comme la sortie READY2

Alimentation externe 24 V de l'interface de signalisation

NotaL'alimentation électrique sur 24 V doit répondre aux dispositions de lanorme DIN 19240.

Gamme de tensions Tension continue de 18,5 V à 30,2 VOndulation 3,6 crête à crêteCourant d'entrée maxi 1,5 ASurtension transitoire maxi 35 V/500 ms

01.01 3 Caractéristiques techniques du FM-STEPDRIVE


3.2 Caractéristiques mécaniquesDimensions (h x l x p) 125 x 80 x 117 mm

Poids 890 g

3.3 Conditions ambiantes

Fig. 3-1 Relation entre le courant de phase et la température ambiante

Exposition à la condensation interdite

Température de transport et de stockage de -40°C à +70 °C

Contrainte ondulée en servicede 10 Hz à 58 Hz débattement de 0,075 mmau-delà de 58 Hz jusqu'à 500 Hz 8,9 m/s2

Contrainte ondulée au transport (dans l'emballage)de 5 Hz à 9 Hz débattement de 3,5 mmau-delà de 9 Hz jusqu'à 500 Hz 10 m/s2

Choc 15 g 11 ms

Chute libre sans emballage 100 mmdans l'emballage 500 mm

Basculement admissible

Niveau de pression acoustique permanent <50 dB(A)



3.4 Normes, prescriptions, lois à respecterLes normes, prescriptions et lois suivantes doivent être respectéeslors de l'utilisation du FM-STEPDRIVE:

• DIN EN 60204 Partie 1 Equipement électrique de(VDE 0113) machines

• DIN VDE 0100 Prescriptions pour la mise enplace d'installations à courantfort jusqu'à 1000 V de tension

• DIN VDE 0106 Protection contre l'électrocution

• DIN VDE 0470(également: IEC 529) Genres de protection IP

• DIN VDE 0875 (EN 55011) Déparasitage radio de matérielsd'exploitation et d'installationsélectriques

• DIN EN 954-1 Sécurité de machinesPièces relatives à la sécurité dansles installations de commandeDirectives générales pour laconfiguration

Si vous utilisez l'unité de commande de puissance FM-STEPDRIVE dansdes quartiers résidentiels, vous devez aussi respecter les limites desnormes suivantes:

• EN 60555 Effets d'appareils ménagers etd'autres équipements similairessur les réseaux d'alimentationélectriques.

• EN 55022, classe B Valeurs limites et procédés demesure des parasites deséquipements de la techniqued'information

• DIN EN 61000 Partie 3-2 Compatibilité électromagnétique

Pour cela, il est nécessaire de prendre des mesures complémentaires encas de niveaux de parasitage élevés.Recommandation:

Exécutions avec compatibilité électromagnétique des armoires,p.ex. armoires 8MC.(-> Catalogue NV 21).

Le FM-STEPDRIVE respecte les normes, prescriptions et loissuivantes:

• UL 508 Industrial control equipment

• CSA C22.2 No 142 Process control equipment


Description des signaux

4.1 Interface d'impulsions ........................................................................1-2

4.2 Interface de signalisation ...................................................................1-3

4.3 Diagrammes signal-temps .................................................................1-4

4

4 Description des signaux 01.01


Les pages suivantes décrivent les signaux et les diagrammes de tempspour les interfaces d'impulsions et de signalisation.

4.1 Interface d'impulsionsL'interface d'impulsions comporte quatre entrées de 5 V à coupleuroptoélectronique et une sortie à coupleur optoélectronique.

1

15READY1_NGNDGNDPWM_NENABLE_NDIR_NPULSE_N

GNDlibre

GNDGNDPWM

ENABLEDIR

PULSE

NotaLes caractéristiques techniques de l'interface d'impulsions sont décritesau chapitre 3.Les diagrammes de temps des signaux d'entrée et de sortie sont décritsau chapitre 4.3.

Entrées:

PULSE(impulsions)

Pour produire un mouvement de rotation de l'arbre du moteur, il faut quedes impulsions carrées soient reçues à l'entrée PULSE. Le flanc positifde chaque impulsion fait avancer le moteur d'un pas, à condition quel'unité de commande de puissance se trouve en état de disponibilité etque l'entrée GATE_N ne soit pas sous tension.Le sens de rotation est fixé par l'entrée de direction (DIR).

DIR(sens de rotation)

Lorsque l'entrée de signal DIR n'est pas sous tension, le moteur tournedans le sens des aiguilles d'une montre (vu de l'avant, sur l'arbre dumoteur). Lorsque l'entrée de signal est sous tension, le moteur tourne dansle sens contraire à celui des aiguilles d'une montre (vu de l'avant sur l'arbredu moteur). Une inversion du sens de rotation est également possible parinversion de deux phases du moteur.

ENABLE(libération)

Lorsque l'entrée ENABLE est sous tension, l'unité de commande depuissance est libérée. Au bout d'env. 500 ms, l'unité de commande depuissance envoie un signal de disponibilité via les sorties READY1_N etREADY2 et le moteur est mis sous tension. Si une tension de 24 V estappliquée à l’entrée GATE_N de l’interface de signalisation, lesimpulsions de marche pas à pas peuvent être reçues à l'entrée PULSE.

PW M (régulationd'intensité du courant)

L'intensité du courant de phase du moteur ajustée peut être modifiée, de0 % à 100 % (gamme de fréquences de 10 kHz à 20 kHz) à l'aide d'unsignal à modulation d'amplitude d'impulsions sur l'entrée PWM.L'intensité du courant de phase est déterminée par le rapport impulsion /pause du signal PWM. Lorsque l'entrée de signal n'est pas sous tension,le courant de phase ajusté passe. Lorsque l'entrée est sous tension, lecourant de phase du moteur est coupé. Le moteur arrêté ne possèdealors pas de couple de maintien.

Sortie:

READY1_N(disponibilité)

Après l'activation de l'entrée ENABLE, l'unité de commande de puissancesignale sa disponibilité via la sortie READY1_N. Lorsque l'unité decommande de puissance se trouve en état de disponibilité, la sortieREADY1_N est à basse valeur ohmique. Si une tension de 24 V estappliquée à l’entrée GATE_N de l’interface de signalisation, lesimpulsions de marche pas à pas peuvent être reçues à l'entrée PULSE.En cas de dérangement de l'unité de commande de puissance ou sil'unité de commande de puissance n'a pas été libérée par l'entréeENABLE, la sortie READY1_N est à haute valeur ohmique.

01.01 4 Description des signaux


4.2 Interface de signalisationL'interface de signalisation comporte deux entrées de 24 V à coupleuroptoélectronique et deux sorties à coupleur optoélectronique.

READY2

ZERO

MSTILL

GATE_N

M (24 V GND)

L+ (24 V)

ENABLE_N NotaLes caractéristiques techniques de l'interface d'impulsions sont décritesau chapitre 3.Les diagrammes de temps des signaux d'entrée et de sortie sont décritsau chapitre 4.3.

Entrées:

GATE_N(verrouillage/libérationd'impulsions)

Lorsqu'une tension de 24 V est appliquée à l'entrée GATE_N, les im-pulsions reçues à l'entrée PULSE sont utilisées pour la commande dumoteur pas à pas. Les impulsions reçues à l’entrée ouverte GATE_N et à0 V sont vérouillées. Dans un système multiple, cette fonction peut êtreutilisée pour la sélection individuelle des axes.Cette entrée est affichée par l'intermédiaire de la LED GTE (voir Page 8-2)

ENABLE_N(libération) de l'unitéde commande depuissance

Lorsque l'entrée ENABLE_N est sous tension, l'unité de commande depuissance est libérée. Au bout d'env. 500 ms, l'unité de commande depuissance envoie un signal de disponibilité via les sorties READY1_N etREADY2 et le moteur est mis sous tension. Si une tension de 24 V estappliquée à l’entrée GATE_N de l’interface de signalisation, les im-pulsions de marche pas à pas peuvent être reçues à l'entrée PULSE.

Sorties:

ZERO(signal zéro ducompteur annulaire)

Dans la position zéro du compteur annulaire interne, une tension de 24 Vest appliquée à la sortie ZERO. En exploitant le signal ZERO, on peutréaliser des marches de référence avec nombre de pas bien déterminé.Jusqu’à un régime moteur de 300 tours/minute, la largeur d’impulsion dusignal ZERO équivaut à la durée de période du signal PULSE. Avec unrégime plus élevé, la largeur d’impulsion du signal ZERO diminue.

READY2(disponibilité)

Après l'activation de l'entrée ENABLE, l'unité de commande de puissancesignale sa disponibilité via la sortie READY2. Lorsque l'unité decommande de puissance se trouve en état de disponibilité, une tension de24 V est appliquée à la sortie READY2. Si une tension de 24 V estappliquée à l’entrée GATE_N de l’interface de signalisation, lesimpulsions de marche pas à pas peuvent être reçues à l'entrée PULSE.En cas de dérangement de l'unité de commande de puissance ou sil'unité de puissance n'a pas été libérée via l'entrée ENABLE, la sortieREADY2 est à haute valeur ohmique.

MSTILL(arrêt du moteur)

Le signal de synchronisation peut être bloqué par l'entrée GATE_N àl'entrée PULSE, entraînant ainsi l'arrêt du moteur.L'arrêt du moteur forcé par GATE_N est acquitté par le signal MSTILL.Avec une tension de 0 V ou si le GATE_N est ouvert, une tension de24 V est appliquée à la sortie MSTILL; l’axe du moteur ne peut pasbouger.L’application de 24 V à l’entrée GATE_N est accusée par 0 V à la sortieMSTILL, l’axe du moteur peut à nouveau bouger.

4 Description des signaux 01.01


4.3 Diagrammes signal-tempsLes diagrammes de temps suivants montrent les relations, dans letemps, des signaux d'entrée et de sortie des interfaces d'impulsions et designalisation.

Fig. 4-1 Diagramme de temps ENABLE/READY

PULSE

DIR

GATE_N

3A 3B 3A

2 1 2 1

4 5 6

Pas

à gaucheà droite

Impulsions libéréesImpulsions verrouillées

1 Temps d’arrêt >= 25 µs2 Temps de préparation >= 0 µs3A Largeur minimale d’impulsion >= 750 ns3B Pause minimale entre impulsions >= 750 ns

4 Temps de préparation >= 500 µs5 Temps d’arrêt >= 25 µs6 Temps d’attente >= 500 µsRaideur de flanc =< 1 µs

Fig. 4-2 Diagramme de temps PULSE/DIR/GATE_N

Fig. 4-3 Diagramme de temps PWM ou ENABLE et courant de phase du moteur

100ms 180ms

GATE_N

MSTILL

Fig. 4-4 Diagramme de temps GATE_N/MSTILL


Montage 5

5 Montage 01.01


! DangerAvant toute opération de montage, s'assurer que le courant soit coupé.

Fig. 5-1 Montage de l'unité de commande de puissance FM-STEPDRIVE

L'unité de commande de puissance FM-STEPDRIVE doit être montéecomme suit:

1. Accrocher le FM-STEPDRIVE sur le rail profilé et le faire basculervers le bas.

2. Fixer le FM-STEPDRIVE en posant les deux vis sur la face inférieurede l'appareil.

NotaUn ventilateur est installé dans l'unité de commande de puissance. Aumontage, il faut veiller à ce qu'un espace de 5 cm soit libre en haut et enbas de l'appareil pour permettre l'admission et l'échappement de l'air.

Les appareils ne doivent pas être superposés sans cloison intermédiaire.


Câblage

6.1 Câblage FM-STEPDRIVE et SIMOSTEP ..........................................6-2

6.2 Exemple de câblage pour FM-353 et FM-NC/FM357 ........................6-4

6.3 Schéma de câblage de l'armoire de distribution ................................6-6

6.4 Câblage sur le secteur pour plusieurs axes .......................................6-7

6.5 Fonctionnement d’un axe dans une zone de travail protegee ...........6-10

6.6 Accessoires........................................................................................6-12

6

6 Câblage 01.01


6.1 Câblage FM-STEPDRIVE et SIMOSTEPPoser le câblage de l'unité de commande de puissance FM-STEPDRIVEet du moteur de la gamme SIMOSTEP conformément au schéma de lafigure 6-1.

115 VACou

230 VAC

N

PE

Filtresecteur

Branchement du moteur

Branchement secteur/circuit intermédiaire

Fusible

DC+

DC-

115

230

N

PE

MS

UU

VV

WW

Cordon de blindagedu câble

Cordonde blindage

du câble

(W) 3

(V) 2

(U) 1

45 6 7

8

9

0

Interface de signalisation

Interface d'impulsionsFM-STEPDRIVE

PULSE_NDIR_N

ENABLE_NPWM_N

GNDGND

READY1_N

PULSEDIRENABLEPWMGNDGNDlibreGND

1

15

Unité de commande

Unité de commande

24 V

Alimentation

L

Moteur SIMOSTEP

Raccord blindageRessort pour déchargede traction

Raccord blindagePlaque de montage

Raccord blindageVissage de câblemoteur

READY2

ZERO

MSTILL

GATE_N

M (24 V GND)

L+ (24 V)

ENABLE_N

Fig. 6-1 Câblage FM-STEPDRIVE et SIMOSTEP

!DangerAvant toute opération de câblage, il faut s'assurer que l'alimentationélectrique soit coupée.Lorsque la tension d'alimentation est connectée, de hautes tensions sontappliquées aux bornes de branchement du secteur, du circuitintermédiaire et du moteur. Après la mise en circuit, il ne faut jamaistoucher à ces branchements, car cela présente un danger de mort ou degraves blessures corporelles.

01.01 6 Câblage


Branchementsur le secteur

L'appareil doit être protégé par un fusible externe standard 16 A de type Kou C.

! DangerSi le fil neutre est commuté, les différentes phases et le fil neutre doiventêtre simultanément mis en et hors service pour éviter les surtensions eten cas de connexion secteur triphasée.

Afin de respecter les prescriptions de compatibilité électromagnétique, ilfaut intercaler un filtre secteur sur le câble d'alimentation branché sur lesecteur (voir chapitre 6.4).

Branchementde circuitintermédiaire

En cas de câblage à axes multiples et de branchement monophasé sur lesecteur, les bornes de branchement de circuit intermédiaire DC+ et DC-peuvent être raccordées pour assurer l'échange d'énergie entre les unitésde commande de puissance. Cette solution est recommandée lorsque degrandes masses doivent être accélérées et freinées dans de brefs délais.

Câblage dumoteur

Pour le branchement des câbles dans la boîte à bornes du moteur,dévisser les quatre vis à tête cruciforme de la boîte à bornes.Le cordon de blindage du câble de moteur doit être branché côté moteuret côté appareil conformément à la figure 6-1.Côté moteur, le raccordement au potentiel de conducteur de protectionest normalement réalisé par la fixation du moteur. Si cette liaison ne suffitpas, le conducteur de protection peut être branché sur la borne externedu moteur.Pour le branchement du moteur, on peut utiliser un câble standard blindéà trois fils (voir tableau des accessoires, voir chapitre 6.6).Le blindage de câble doit être serré sur le moteur avec le vissage decâble de moteur et relié au bloc de puissance avec le ressort dedécharge de traction (dénuder le câble sur la décharge de traction).En aval de la décharge de traction, la gaine de câble doit être pousséeaussi près que possible du raccord de moteur sur le FM-STEPDRIVE.A l'entrée du câble dans l'armoire, le blindage du câble doit être relié àune borne de raccord de blindage mis à la terre (dénuder le câble sur laborne).


Pour le branchement de l'interface d'impulsions de l'unité FM-STEPDRIVEsur le groupe de positionnement FM-353 ou sur la commande FM-NC/FM357, on peut utiliser des câbles confectionnés d'avance (voirtableau des accessoires, voir chapitre 6.6) et brancher des fiches D-Subsur leurs extrémités libres.Exemple de câblage, voir chapitre 6.2.


L'interface de signalisation doit être alimentée par un bloc-secteurexterne, avec une tension continue de 24 V.

La tension d'alimentation de 24 V doit répondre aux prescriptions de lanorme DIN VDE 19240. Exemple de câblage, voir chapitre 6.2.

6 Câblage 01.01


6.2 Exemple de câblage pour FM-353 et FM-NC/FM357

La figure suivante montre le schéma de câblage pour le raccordement del'interface d'impulsions sur le groupe de positionnement FM-353:

Câblage avec groupede positionnementFM-353

Câble d’interface d’impulsions pour FM-353Référence.: 6FX2002-3AC02-1xx0 (xx exprime la longueur en m),

voir le catalogue NC60.1 ou NCZ

PULSE_N PULSE_NPULSE

FM-353 FM-STEPDRIVE

PULSE1 1noir9 9marron2 2rouge10 10orange3 3jaune11 11vert4 4bleu12 12violet5 513 136 614 147 78 8gris15 15blanc

DIR DIRDIR_N DIR_N

ENABLE ENABLEENABLE_N ENABLE_N

PWM/BOOST PWMPWM_N/BOOST_N PWM_N

M GNDGNDGNDGND

MMM

libre libreM GND

READY_N

Douille D-Subà 15 broches


Cable 8 x 2 x 0,18blindé

READY1_N

Fig. 6-2 Branchement de l'unité de commande FM-STEPDRIVE sur FM-353

Le groupe de positionnement FM-353 peut exploiter les signaux de sortieREADY2 ou ZERO (voir Manuel SIMATIC S7, groupe de positionnementFM-353 références 6ES7 353-IAH00-7AG0).Pour cela, suivant le modede fonctionnement du groupe FM-353, l'entrée RM-P de la fiche frontaleà 20 broches du FM-353 doit être raccordée à la sortie ZERO ou à lasortie READY2 de l'interface de signalisation de l'unité de commande depuissance FM-STEPDRIVE. La figure ci-après montre le schéma decâblage de l'interface de signalisation en cas d'alimentation électriquecommune:

FM-STEPDRIVEFM-353

Alimentation commune 24 volts

Interface de signalisation

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 Schéma de câblage de l'interface de signalisation en casde branchement sur FM-353

01.01 6 Câblage


La figure suivante montre le schéma de câblage pour le raccordement detrois unités de commande de puissance FM-STEPDRIVE et d'un moteuravec interface ±10V sur la commande FM-NC/FM357:

Câblage pour axesmultiples avec lacommande 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

noir

blanc-gris

noir-blanc

blanc-jaune

38

7

42

50

9

9

9

marron

marron-noir

blanc-marron

blanc-vert

6

41

10

4

2

2

2

rouge

bleu

marron-rouge

blanc-bleu

39

8

43

37

10

10

10

orange

violet

marron-orange

blanc-violet

18

20

26

3

3

3

jaune

gris

blanc-rouge

19

21

27

11

11

11

vert

blanc

blanc-orange

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

Câble d'interface d'impulsions pour FM-NC/FM357Référence: 6FX2002-3AD02-1xx0 (xx exprime la longueur en m),

voir le catalogue NC60.1 ou NCZ





Moteur avecinterface ±10 V

Câble 12 x 2 x 0,14blindé

Fig. 6-4 Branchement de trois FM-STEPDRIVE et d'un moteur avec interface de ±10 Vsur la commande FM-NC/FM357.

NotaPour la libération d’impulsions, il faut qu’il y ait 24 V à l’entrée GATE_Nde l’interface du FM-STEPDRIVE.

6 Câblage 01.01


6.3 Schéma de câblage de l'armoire de distribution

!"

#

$

#%

Fig. 6-5 Schéma de câblage de l'armoire de distribution

NotaPour des questions de sécurité, afin d'éviter les parasites, il faut que lescâbles du secteur et du moteur ainsi que les câbles de transmission designaux soient posés séparément et que tous les câbles soient blindésdes deux côtés. Le rail de montage et le filtre secteur doivent être vissésde telle sorte que toute leur surface s'applique sur la plaque de montage.

NotaPour le câblage FM-STEPDRIVE et SIMOSTEP, voir figure 6-1.

01.01 6 Câblage


6.4 Câblage sur le secteur pour plusieurs axes

FM-STEPDRIVES

DC+

DC-

115

230

N

PE

MS

DC+

DC-

115

230

N

PE

MS

DC+

DC-

115

230

N

PE

MS

Filtresecteur

L

N

PE

Types de filtres secteur:

pour 115 V = B84142-B16-R pour 2 axes maxipour 230 V = B84142-B16-R pour 3 axes maxi

Fig. 6-6 Câblage pour axes multiples, en cas de branchement monophasé sur le secteur

NotaLes bornes de branchement du circuit intermédiaire (DC+ et DC-)peuvent être raccordées pour assurer l'échange d'énergie des unités decommande de puissance, si de grandes masses doivent être accéléréeset freinées dans de brefs délais.

NotaLes câbles de branchement sur le secteur doivent être blindés des deuxcôtés.

6 Câblage 01.01


FM-STEPDRIVES

DC

+DC

-115

230

N

PE

MS

DC

+DC

-115

230

N

PE

MS

DC

+DC

-115

230

N

PE

MS

FiltreSecteur

L1

L2

L3

N

PE


pour 115 V = B84299-K55pour 230 V = B84299-K53

Fig. 6-7 Câblage pour axes multiples en cas de branchement triphasé sur le secteur (115 V ou 230 V entre phase et filneutre)

NotaLes bornes de branchement du circuit intermédiaire (DC+ et DC-) desunités de commande de puissance ne doivent pas être raccordées!

NotaLes câbles de branchement sur le secteur doivent être blindés des deuxcôtés

!DangerSi le fil neutre est commuté, les différentes phases et le fil neutre doiventêtre simultanément mis en et hors service pour éviter les surtensions eten cas de connexion secteur triphasée.

01.01 6 Câblage


FM-STEPDRIVES

Filtre

secteur

L1

L2

L3

PE


pour 230 V = B84143-B8-R

DC+

DC-

1 15

2 30

N

PE

MS

D C+

D C-

11 5

23 0

N

PE

MS

DC+

DC-

1 15

2 30

N

PE

MS

Fig. 6-8 Câblage pour axes multiples en cas de branchement triphasé sur le secteur (230 V entre les phases, sans filneutre)

NotaLes bornes de branchement du circuit intermédiaire (DC+ et DC-) des unités decommande de puissance ne doivent pas être raccordées!

NotaLes câbles de branchement sur le secteur doivent être blindés des deuxcôtés.

6 Câblage 01.01


6.5 Fonctionnement d’un axe dans une zone de travail protegee

Fig. 6-9 Exemple de connexion d’un axe NC avec entraînement de moteur pas à pas dansune zone de travail protégée

01.01 6 Câblage


Fig. 6-10 Déroulement pour obtenir l’état “Arrêt sûr”, Exemple de programmation

6 Câblage 01.01


6.6 Accessoires

Accessoires Référence Cataloguede références

Filtre secteur pour un axe en cas de branchementsecteur monophasé

pour 115 V = B84142-B8-Rpour 230 V = B84113-C-B60

Catalogue SIEMENS:service des élémentsde construction

Filtre secteur pour plusieurs axes avec:branchement secteur monophasé pour 2 axesbranchement secteur monophasé pour 3 axesbranchement secteur triphasé avec fil neutrebranchement secteur triphasé sans fil neutre

pour 115 V = B84142-B16-Rpour 230 V = B84142-B16-Rpour 115 V = B84299-K55pour 230 V = B84299-K53pour 230 V = B84143-B8-R

Câble de moteur (non confectionné):Longueur 10 mLongueur 20 mLongueur 50 m

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

Câble pour interface d'impulsions:pour FM-353 (confectionné,longueur maxi 35 m)

pour FM-NC/FM357 (extrémité FM-STEPDRIVE non confectionnée, longueurmaxi 35m)

6FX2002-3AC02-1xx0

6FX2002-3AD02-1xx0

Catalogue SIEMENS:Systèmes d'automa-tisation: NC60.1 ouST70 resp. pouraccessoire NCZ

Fusible externe:P.ex. interrupteur automatique16 A caractéristique C32 A caractéristique C

5SX2 116-75SX2 132-7

Catalogue SIEMENS:Systèmes dedisjoncteurs deprotection et de coupe-circuit à fusible


Mise en service 7

7 Mise en service 01.01


Après le montage ou le câblage, le courant du secteur étant coupé, il fautprocéder aux réglages suivants sur l'unité de commande de puissance.

! AttentionLes réglages ne doivent être effectués que lorsque la tension est coupée.

1. Régler le courant de phase du moteur au commutateur sélecteur.

NotaPour les relations entre le courant de phase et la température ambiante,voir chapitre 3.3.es câbles de branchement sur le secteur doivent êtreblindés des deux côtés

Position 0 1 2 3 4 5 6 7Courant [A] 1,7 2,0 2,4 2,7 3,1 3,4 3,7 4,1Position 8 9 A B C D E F Courant [A] 4,4 4,8 5,1 5,4 5,8 6,1 6,5 6,8Positions des commutateurs recommandées pour les moteurs:SIMOSTEP 1FL3041 1FL3042 1FL3043 1FL3061 1FL3062Position 0 1 2 7 9

! AttentionIl est interdit de régler l'intensité du courant de phase à des valeurssupérieures à celles indiquées ci-dessus, car cela pourrait provoquer unesurchauffe du moteur.Il est permis de régler l'intensité du courant de phase à des valeursinférieures, mais cela se traduit par une réduction du couple du moteur.2. Régler le nombre de pas et l'abaissement de l'intensité du courant à

l'arrêt (à 60% au bout de 100 ms).

I-RED Abaissement d'intensité du courant à l'arrêt active OFF*Abaissement d'intensité du courant inactive ON

ON

Nombre de pas

aucune fonction

Nombre de pas 1er commutateur 2e commutateurOFFOFF*ONON

* Position de base

OFF

OFFON*OFFON

5001000*500010000

3. Mettre en circuit la tension du secteur et la tension de 24 V pourl'alimentation de l'interface de signalisation.

4. Activer l'entrée ENABLE de l'interface d'impulsions ou l'entréeENABLE_N de l'interface de transmission des signaux.En cas de fonctionnement correct de l'unité de commande depuissance, la LED RDY s'allume et les sorties READY1_N et READY2envoient le signal de disponibilité.

5. Activer l'entrée GATE_N. La LED GTE s'allume.6. A partir de ce moment-là, des impulsions de marche pas à pas

peuvent être reçues à l'entrée PULSE.A chaque impulsion, le moteur exécute un pas.


Indication de l'état actuel etélimination des dérangements 8

8 Indication de l'état actuel et élimination des dérangements 01.01


! DangerEn cas de dérangement, le moteur est mis hors tension et l'unité decommande de puissance signale qu'elle n'est plus disponible (la LEDRDY s'éteint). Les sorties READY1_N et READY2 sont à haute valeurohmique.Un moteur hors tension ne possède plus de couple de maintien. Celapeut provoquer des réactions inopinées.

Témoin Signification Elimination du dérangement

FLT (FAULT)s'allume

Court-circuit entrephases du moteur

1. Couper le courant dusecteur.

2. Vérifier le câblage dumoteur; remplacer lemoteur si nécessaire.

3. Remettre en circuit lecourant du secteur.

OV (OVER-VOLT)s'allume

Surtensionouénergie de retour dumoteur trop élevée

Vérifier la tension du secteur etle branchement sur le secteur.Réduire l'énergie de retour dumoteur ou dériver l'énergie deretour via le branchement pourcircuit intermédiaire.

LV (LOW-VOLT)s'allume

Sous-tension 1. Vérifier la tension dusecteur et le branchementsur le secteur.

2. Corriger la tension.

TMP (TEMP)s'allume

Surtempérature 1. Assurer une admission d'airsuffisante ou réduire latempérature ambiante.

2. Après refroidissement:Mettre hors circuit/en circuit le courant dusecteur ou le signalENABLE.

GTE (GATE_N)n'est pas allumée

Entrée GATE nonactivéeLe moteur est à l'arrêt

Activer l'entrée GATE_N.

FLT

OV

LV

TMP

RDY

GTE

RDY (READY)s'allume

L'appareil estdisponible, (en ordrede marche).

-

OV (OVER-VOLT)etLV (LOW-VOLT)s'allument

L'entrée ENABLE n'estpas active.

Activer l'entrée ENABLE.

OV (OVER-VOLT),LV (LOW-VOLT),FLT (FAULT) etTMP (TEMP)s'allument

Fréquenced'impulsions tropélevées à l'entréePULSE ou parasiteshaute fréquence

1. Vérifier la fréquenced'impulsions.

2. Mettre hors circuit/en circuitle courant du secteur ou lesignal ENABLE.

01.01 8 Indication de l'état actuel et élimination des dérangements


Dérangement Cause Elimination

Aucune LED allumée Absence de tension dusecteur

Vérifier la tension du secteur etle câblage de branchement surle secteur.

Le moteur ne tournepas et ne possède pasde couple de maintien

Entrée de signal PWMactive

Désactiver l'entrée de signalPWM.

Discontinuité de câble(câbles) du moteur

Après avoir coupé le courantdu secteur, vérifier le câblagedu moteur.

Le moteur ne tournepas mais présente uncouple de maintien

Aucun signald'impulsions reçu àl'entrée de signalPULSE

Appliquer un signald'impulsions à l'entrée PULSE.

Le moteur tourne dansle mauvais sens

Phases du moteurinterverties

Brancher correctement lesphases du moteur.

Signal d'entrée DIRmal déterminé

Inverser le signal à l'entréeDIR.

Le moteur a un coupleinsuffisant (le moteurpatine)

Courant de phase dumoteur réglé à unevaleur trop faible

Régler correctement le courantde phase.

Rampe d'accélérationtrop raide

Réduire la ramped'accélération sur l'unité decommande.

Autres dérange-ments qui nesont pas signaléspar les diodesluminescentes

La transmissionprésente un blocagemécanique

Supprimer le blocagemécanique.

Le moteur branché esttrop faible

Brancher un moteur pluspuissant.

! AttentionAvant de remplacer l'unité de commande de puissance, contrôler lemoteur et le câblage en cas de défaut à la terre!

8 Indication de l'état actuel et élimination des dérangements 01.01



Caractéristiques techniques SIMOSTEP 9

9 Caractéristiques techniques SIMOSTEP 01.01


SIMOSTEPCaractéristiques techniques1FL3041 1FL3042 1FL3043 1FL3061 1FL3062

Couple maxi Mm [Ncm] 200 400 600 1000 1500Couple de maintien MH [Ncm] 226 452 678 1130 1695Couple d'inertie du rotor JH [kgcm²] 1,1 2,2 3,3 10,5 16Nombre de pas z 500 / 1000 / 5000 / 10000Angle de pas α=[°] 0,72 / 0,36 / 0,072 / 0,036Tolérance angulaireinhérente au système, parpas 1)

∆αs ['] ±6

Fréquence maxi dedémarrage

fAom [kHz] 5,3 4,3

Courant nominal/Câbled'alimentation

I w [A ] 1,75 2,0 2,25 4,1 4,75

Résistance/Enroulement Rw [Ω] 6,5 5,8 6,5 1,8 1,9Constante de tempsd'élévation d'intensité ducourant

τ=[ms] ~7 ~9 ~10 ~22 ~22

Contrainte ondulaire axiale [N] ~60 ~60 ~60 ~60 ~60dynamique admissible 2) radiale [N] ~100 ~100 ~110 ~300 ~300Poids (env.) G [kg] 2,05 3,1 4,2 8,0 11Tension du moteur U [V] 325 325 325 325 325

1) Mesurée sur 1000 pas/tour2) Appliquée sur la moitié de la sortie de l'arbre (à partir de la bride du moteur).

Particularités communes pour les moteurs de toutes les tailles

• Tension d'épreuve suivant VDE 0530• Protection IP41 sur la sortie avant de l'arbre• Protection IP56 sur la boîte à bornes• Classe de matière isolante F• Précision de faux-rond et de voile de l'arbre suivant DIN 42955 N• Température ambiante en service -20°C à +40°C*• Température de transport et de stockage -40°C à +70°C

* Uniquement si le bridage est correct

01.01 9 Caractéristiques techniques SIMOSTEP


Dessins cotés, moteurs sans frein

3 0

d h

6

L7085

2 2 ,6

6 ,51 0

73

h8

2-1+ 0 ,7

70 85

Type de moteurSIMOSTEP 1FL3041 110 12SIMOSTEP 1FL3042 140 12SIMOSTEP 1FL3043 170 14

d [mm] Référence1FL3041-0AC31-0BK01FL3042-0AC31-0BK01FL3043-0AC31-0BG0

L [mm]

Fig. 9-1 Dessins cotés SIMOSTEP 1FL3041, 1FL3042, 1FL3043 (moteurs sans frein)

Référence1FL3061-0AC31-0BG0

1FL3062-0AC31-0BG0

Ressort d'ajustageA6 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

Type de moteur L [mm]SIMOSTEP 1FL3061 180SIMOSTEP 1FL3062 228

Fig. 9-2 Dessins cotés SIMOSTEP 1FL3061, 1FL3062 (moteurs sans frein)



Dessins cotés, moteurs avec freind

h6

L3 0

4 6,5

2 2,6

1 0

73

h8

2-1+ 0 ,7

7085

6 ,5

7083,5

85

Type de moteurSIMOSTEP 1FL3041 110 12SIMOSTEP 1FL3042 140 12SIMOSTEP 1FL3043 170 14

d [mm] Référence1FL3041-0AC31-0BJ01FL3042-0AC31-0BJ01FL3043-0AC31-0BH0

L [mm]

Fig. 9-3 Dessins cotés SIMOSTEP 1FL3041, 1FL3042, 1FL3043 (moteurs avec frein)

52,7

103

Référence1FL3061-0AC31-0BH0

1FL3062-0AC31-0BH0

19 j6

40 ± 0,3

L ± 1

13

56 h

7

3 ± 1

25,6

9

11089

89 110

Type de moteur L [mm]SIMOSTEP 1FL3061 180SIMOSTEP 1FL3062 228

Fig. 9-4 Dessins cotés SIMOSTEP 1FL3061, 1FL3062 (moteurs avec frein)



Moteurs pas à pastriphasés avec freind'arrêt

Les freins d'arrêt sont utilisés pour maintenir le moteur en position aprèsla mise hors tension du courant du moteur. En cas d'urgence, p.ex.panne de courant ou arrêt d'urgence, ils immobilisent la transmission etcontribuent ainsi à la sécurité du système. Les freins sont nécessaires encas de sollicitation de couple par la force de gravité, p.ex. essieux Z dansla technique de manutention.

! AttentionAfin de garantir un fonctionnement sûr des essieux Z avec le frein d'arrêt, lecouple de charge statique ne doit pas s'élever à plus de 25% maximum ducouple de maintien.

FonctionnementLes freins d'arrêt sont conçus comme freins à pression de ressortélectromagnétiques. Pour desserrer le frein, celui-ci doit être excitéélectriquement après la mise en circuit du moteur. Pour éviter unesurchauffe du frein, le courant d'excitation peut être réduit après serragedu frein (voir exemple de circuit ci-dessous).

4700 F/18 Vpour 1FL304X

µ

U [V]3

Tension de démarrage

Tension de maintien

t

24

75%

50%

24 V

Frein

0 V

U3

+

1 N 4001

6800 F/18 Vpour 1FL306X

µ

24 min. 6 Wpour 1FL304X

Ω

18 8 Wpour 1FL306X

Ω

Fig. 9-5 Exemple de circuit pour réduire la perte en puissance du frein d'arrêt

Caractéristiques de puissance

Spécifications Taille du moteur90 110

Tension nominale(alimentation par pin 1 et 2) 24 V 24 V

Couple de maintien 6 Nm 16 NmConsommation de courant 24 W 32 W

13

2

24 VDCnon polarisé

Affectation des broches

Couple d'inertie 0,2 kgcm2 0,35 kgcm2

Temps de commutationMarche (desserrer frein) 35 ms 65 ms

Arrêt (serrer frein) 15 ms 15 ms



Courbes carac-téristiques decouple

Le couple de rotation du moteur dépend de la vitesse de rotation du rotoret du courant de phase moteur réglé sur le bloc puissance.

Pour les mesures des courbes caractéristiques de couple de rotation, ona réglé le nombre de pas 1000 pas/tour et le courant nominal moteurrespectif sur le bloc puissance FM-STEPDRIVE*. Les courbescaractéristiques ont été mesurées aux valeurs nominales des tensionssecteur 115 V/50 Hz et 230 V/50 Hz.

Le rapport entre la fréquence d'amorçage fs, le nombre de pas z et lavitesse de rotation r du moteur est indiqué dans la formule ci-dessous:

n = 1/z · fs · 60 trs/mn

Les diagrammes montrent respectivement les courbes caractéristiquessuivantes:➀ Courbe caractéristique du couple limite de service➁ Courbe caractéristique de démarrage/arrêt (fréquence de

démarrage en fonction du couple de charge)➂ Courbe caractéristique du couple d'inertie de charge

Fig. 9-6 Courbes caractéristiques de couple SIMOSTEP 1FL3041

* Avec les nombres de pas 500/5000/10000, l'échelle fs doit être multipliée parles facteurs 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

Co

up

leC

ou

ple

d'in

erti

e ré

sist

ant

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

Co

up

leC

ou

ple

d'in

erti

e ré

sist

ant



Explication des valeurs et courbescaractéristiques des moteurs pas à pas

10.1 Termes fondamentaux .......................................................................5-2

10.2 Courbes caractéristiques de couple...................................................5-3

10

10 Explication des valeurs et courbes caractéristiques des moteurs pas à pas 01.01


Pour le jugement et la sélection d'un moteur pas à pas, on a besoin decertaines valeurs caractéristiques et courbes caractéristiques. Encorrélation avec la commande de puissance, chaque moteur pas à pasprésente des caractéristiques spécifiques exprimées par des courbescaractéristiques. Pour que l'on comprenne mieux la teneur et lasignification des termes et des diagrammes, nous expliquons ci-après lesvaleurs caractéristiques essentielles ainsi que le mode d'utilisation descourbes caractéristiques. Les termes utilisés ici sont également employésdans le tableau des caractéristiques, au chapitre 9 et sont conformémentà la DIN 42021.

10.1 Termes fondamentauxAngle de pas Par pas, on entend le processus déclenché par une impulsion de

commande, c'est-à-dire le fait que l'arbre du moteur tourne de l'angle depas α

Nombre de pas Le nombre de pas est le nombre des pas du rotor correspondant à untour complet. Le nombre de pas du moteur pas à pas triphasé estréglable.

Couple demaintien

Dans chaque position, c'est-à-dire à chaque pas, le rotor est immobilisésous l'effet de l'excitation électrique à courant continu des enroulements,dans la mesure où son couple de maintien MH n'est pas dépassé par uneffort appliqué sur l'arbre moteur.

Tolérance angu-laire inhérenteau système

La tolérance angulaire par pas ∆αs inhérente au système, précise decombien de minutes d'angle un pas peut différer de l'angle de pasnominal, au maximum.

Fréquence decommande et de pas

En cas de série continue d'impulsions de commande avec une fréquencede commande fS, l'arbre moteur exécutera aussi une série de pas avec la(même) fréquence de pas fZ.

Régime A partir d'une certaine fréquence de commande (en fonction du type dumoteur et de la charge mécanique), le mouvement pas à pas de l'arbremoteur devient un mouvement de rotation continu. La formule suivanteest alors applicable pour indiquer le régime n du moteur

n = α/360° · fZ · 60 trs/mn (fz[Hz])

Couples Si l'on applique sur l'arbre moteur en rotation un couple de charge ML, lemoteur suivra encore la fréquence de commande en restant synchronisésur cette fréquence, à moins que le couple de charge dépasse unecertaine limite appelée couple limite de service MBm.

Dans ce cas, le rotor ne peut plus suivre la fréquence de commande,c'est-à-dire que le moteur “perd” des pas et que par conséquent lafréquence de commande et la fréquence des pas ne sont plus identiques.

Ce phénomène ne survient pas si l'on a choisi le moteur et la commandequi conviennent.

11.98 10 Explication des valeurs et courbes caractéristiques des moteurs pas à pas


10.2 Courbes caractéristiques de coupleLe couple limite de service MBm d'un moteur pas à pas dépend nonseulement de la taille du moteur et du genre de commande électrique,mais encore et surtout de la fréquence des pas. Cette courbe est donnéeà titre de courbe caractéristique pour chaque système de moteur pas àpas.Le couple limite maximal de service MBm peut être fourni par le moteuravec une basse fréquence de pas; le couple limite de service baisse aufur et à mesure que la fréquence des pas augmente.La gamme de service du moteur déterminée par le couple limite deservice est subdivisée en deux phases, la phase de démarrage et laphase d'accélération. Dans la phase de démarrage, le moteur peutsuivre, sans perdre des pas, une fréquence de commande quicommence ou s'arrête brusquement. Par contre, dans la phased'accélération, la fréquence de commande ne doit être modifiée que defaçon continue (rampe de fréquence), pour que le moteur ne perde pasde pas.La phase de démarrage est limitée par la courbe caractéristique de lafréquence limite de démarrage fAm (courbe démarrage/arrêt): sanscharge, le moteur peut démarrer avec la fréquence de démarrage fAommaximale, tandis que la fréquence de démarrage baisse sous charge.

Couple d'inertiedes masses dela charge

La grandeur de la gamme de démarrage dépend aussi du couple d'inertiedes masses JL de la charge exercé sur l'arbre moteur. Au fur et à mesureque JL augmente, la courbe caractéristique de démarrage/arrêt sedéplace vers des fréquences plus basses. La courbe caractéristique dedémarrage/arrêt montre que la fréquence maximale de démarrage fAomdépend du couple d'inertie de la charge JL. Pour déterminer la fréquencelimite de démarrage fAm lorsque l'arbre moteur est simultanément soumisà l'inertie de la charge et à un couple de charge, on déplace la courbecaractéristique de démarrage/arrêt parallèlement vers la gauche, sur lediagramme du couple, jusqu'à ce que la fréquence maximale dedémarrage fAom corresponde à la valeur déterminée dans le diagrammeJL (voir figure).

Démarrage - Arrêt

(J > 0)L

MBm

Démarrage - Arrêt

(J = 0)L

fAm fAom fBomfAom f [Hz]n[tr/mn]s

f [Hz]n[tr/mn]s

ML

JL

Cou

ple

d'in

ertie

de

la c

harg

eC

oupl

e

Fig. 10-1 Composantes de la courbe caractéristique de couple

Composantes de la courbecaractéristique de couple

MBm = Couple limite de serviceML = Couple résistantfs = Fréquence de commandefAm = Fréquence limite de

démarragefAom = Fréquence maximale de

démarragefBom = Fréquence maximale de

serviceJL = Couple d'inertie des

masses de la charge

10 Explication des valeurs et courbes caractéristiques des moteurs pas à pas 01.01


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