采用 IGBT 的受控整流/再生回馈装置产生可调节的直流母排电压。因此,所连接的逆变装置不会受到电网电压的影响。电网电压在允许范围内的波动也不会影响到输出侧。
根据需要,有源整流单元也可以提供无功功率补偿。
有源整流单元可连接到接地 TN/TT 和浮地 IT 电网。
有源整流装置与匹配的有源滤波装置一起运行。它含必要的预充电电路和一个电网净化滤波器。
设计
有源整流装置带下列标准接口:
•1 个进线电源接口
•1 个 24 V DC 电子装置电源接口
•1 组直流母排接口 (DCP, DCN),用于逆变装置供电
•1 组直流母排接口 (DCPA, DCNA),用于连接制动单元
•3 个 DRIVE-CLiQ 插座
•1 个温度传感器输入,用于 KTY84‑130、Pt1000、PTC 或 Pt100(从固件版本 V4.7 HF17 起,可以使用 Pt1000)
•2 个 PE 接口
有源整流装置的运行状态通过 3 个 LED 来指示。
调节型电源模块的供应范围包括:
•DRIVE-CLiQ 电缆连接到控制单元
•DRIVE-CLiQ 电缆将控制单元连接到个电机模块
•30 种语言的 1 组警告标签
(BG, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, JP, KR, LT, LV, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RU, SE, SI, SK, TR)
集成
有源整流装置通过 DRIVE-CLiQ 与上位控制装置通讯。该控制模块可以是:
•CU320-2 控制单元
•SIMOTION D 控制单元
•SINUMERIK 840D sl,带有 NCU 710.3B PN/NCU 720.3B PN/NCU 730.3B PN
•A SINUMERIK NX10.3/NX15.3
需要提供一个外部 24 VDC 电源给有源整流装置。
有源整流柜的连接示例
技术规范
一般技术数据
电气数据
输入功率因数
•基础基波功率因数 (cos φ1)
1(出厂设置),
可通过输入一个无功电流设**来改变
•总数 (λ)
1(出厂设置)
能效
>97.5 % (包括有源接口模块)
直流链路电压
直流环节电压可作为与输入电压分离的一个电压而被调节。
出厂设定直流链路中电压:1.5 倍进线电压
无线电干扰抑制
•标准型(有源整流装置和有源滤波装置)
C3 类,符合 EN 61800‑3 标准
•带电源滤波器
C2 类,符合 EN 61800‑3 标准
电源电压 380 ... 480 V 3 AC
调节型电源模块 (Active Line)
6SL3330-7TE32-1AA3
6SL3330-7TE32-6AA3
6SL3330-7TE33-8AA3
6SL3330-7TE35-0AA3
6SL3330-7TE36-1AA3
电源电压 380 ... 480 V 3 AC
调节型电源模块 (Active Line)
6SL3330-7TE37-5AA3
6SL3330-7TE38-4AA3
6SL3330-7TE41-0AA3
6SL3330-7TE41-2AA3
6SL3330-7TE41-4AA3
调节型电源模块 (Active Line)
6SL3330-7TG35-8AA3
6SL3330-7TG37-4AA3
6SL3330-7TG41-0AA3
6SL3330-7TG41-3AA3
300 秒占空比持续时间时,基本负载电流 IH DC 基于 60 秒时 150 % 或 5 秒时的 Imax DC。
2) 标定的功率损耗是在** 负载时的值。正常情况下,损耗相应会低些。
3) 调节型接口模块和调节型输入模块的总声压级。
4) 所有功率电缆与直流链路之和更长电缆的特殊配置请咨询西门子公司。有关详细资料,请参阅《SINAMICS 低压工程手册》。
5) 可靠触发保护装置所需的电流。
变频装置包含一个输入整流器、一个直流回路和一个用于为电机供电的变频器。
该变频装置适用于无再生能量回馈到电网的传动系统。产生的再生能量需通过制动电阻变成热能耗散掉。
变频调速装置的电源可连接到接地 TN/TT 和浮地 IT 电网。
设计
变频装置标配下列接口:
•1 个进线电源接口
•1 电机连接
•1 个 24 V DC 电子装置电源接口
•1 组直流母排接口 (DCPA, DCNA),用于连接制动单元
•1 组直流母排接口 (DCPS, DCNS),用于连接 dv / dt 滤波器
•3 个 DRIVE-CLiQ 插座
•1 个温度传感器输入,用于 KTY84‑130、Pt1000、PTC 或 Pt100(从固件版本 V4.7 HF17 起,可以使用 Pt1000)
•1 个用于连接安全抱闸适配器的接口
•1 个用于故障安全集成功能的接口
•2 个 PE 接口
功率模块由 CU310-2 控制单元控制,可以集成到功率模块中。
变频装置的运行状态通过 3 个 LED 来指示。
电源模块的供应范围包括:
•1 个 DRIVE-CLiQ 电缆连接到控制单元
•1 根 24 VDC 连接电缆,用于将电源连接到控制单元
•1 块安装板,用于安装控制单元
•30 种语言的 1 组警告标签
(BG, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, JP, KR, LT, LV, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RU, SE, SI, SK, TR)
多轴系统中的应用
变频装置也可通过 DRIVE‑CLiQ 接口直接连接到单独的 CU320-2 或 SIMOTION D4x5-2 控制单元,或连接到扩展控制器 CX32-2。必须订购所需距离的适当 DRIVE‑CLiQ 电缆(参见章节“MOTION-CONNECT”连接系统)。
集成
变频装置通过 DRIVE‑CLiQ 与控制单元通讯。此时控制单元可为 CU310-2,CU320-2 或 SIMOTION D 控制单元。
变频装置的连接示例
注:
连接器 X42 上的集成 24 V 电源的负载为 2 A。当控制单元由集成电源供电时,必须特别注意数字输出的总负载,以确保不**过 2 A 。
技术规范
一般技术数据
电气数据
进线连接电压
至海拔高度 2000 (6562 ft) 米
380 V 至 480 V 3 AC,±10% (-15 % < 1 min)
输入功率因数
用于 3 AC 电源电压和输出功率
•基础基波功率因数 (cos φ1)
>0.96
•总数 (λ)
0.75 ... 0.93
直流链路电压,约1)
1.35 x 进线电压
输出电压,约
0.97 x U行
输出频率 2)
•控制类型司服器
0 ... 550 Hz
•控制类型矢量
0 ... 550 Hz
•控制模式 V/f
0 ... 550 Hz
主接触器控制
•端子排 -X9/5-6
240 V AC, 8 A
30 V DC, 1 A
输出电流
功率损耗 6)
1) 典型 6 较标准感应电机的额定输出,基于 IL 或 IH,电源 3 AC 50 Hz 400 V。
2) 典型 6 较标准感应电机的额定输出,基于 IL 或 IH,电源 460 V 3 AC 60 Hz。
3) 基本负载电流 IL 基于持续 60 s 的 110 % 占空比或持续 10 s 的 150 % 占空比,占空比时间为 300 s。
4) 基本负载电流IH 基于 150% 的负荷循环 (60 s) 或 160% 的负荷循环 (10 s),负荷周期为 300 s。
5)关于脉冲频率和输出电流/ 输出频率之间的相互关系,请参见工程手册。
SINAMICS 低压工程手册。
6) 标定的功率损耗是在** 负载时的值。正常情况下,损耗相应会低些。
7) 更长电缆的特殊配置请咨询西门子公司。有关详细资料,请参阅《SINAMICS 低压工程手册》。
8) 深度 = 421 mm(包括前盖),安装了 CU310‑2 控制单元时。
9) 可靠触发保护装置所需的电流。
概述
采用一台中央控制器的全新系统结构
每个电子协同型驱动装置都可协同进行工作,以便完成用户的驱动任务。上位控制器可使驱动装置产生所需的协调运动。这就要求控制器与所有驱动装置之间应实现循环数据交换。迄今为止,这种数据交换必须通过一个现场总线实现,安装和设计费用相应较高。而 SINAMICS S120 变频调速柜则采取了一条不同的途径:一个中央控制器对所有连接的轴进行驱动控制,并且还可在驱动装置之间或者在轴之间实现技术性的逻辑互连。由于全部所需数据均存储在中央控制器中,这些数据*进行传输。在一个控制器内即可交叉轴连接,利用一个鼠标,使用 STARTER 调试工具即可进行便捷的组态。
•SINAMICS S120 变频调速柜控制器可自动执行简单的技术功能任务
•CU310‑2 DP 或 CU310‑2 PN 控制单元可用于单机驱动
•CU320‑2 DP 或 CU320‑2 PN 控制单元适合多轴应用。
•借助于 SIMOTION D 的功能更强大的控制单元 D410‑2, D425‑2, D435‑2, D445‑2 和 D455‑2(按照性能进行分级),可完成复杂运动控制任务。
这些控制单元均基于面向对象的
SINAMICS S120 标准固件,该固件包含所有常用的控制模式,可升级以满足先进的性能要求。
驱动控制以组态方便的驱动对象形式来提供:
•进线整流控制
•用于广泛的异步(感应)电机应用 - 可靠的“矢量控制”和
•用于具有苛刻动态要求的永磁同步电机 -“伺服控制”
•而 V/f 控制模式可用于简单应用,如含有 SIEMOSYN 电机的成组驱动
CompactFlash 卡
SINAMICS S120 驱动器的功能存储在 CF 卡上。此存储卡中包含用于所有驱动装置的固件与参数设置(以项目的形式)。CF 卡还可保存附加项目,这意味着在调试不同类型的系列机床时,可立即访问正确的项目。在控制单元启动之后,CompactFlash 存储卡上的数据被读取并装到 RAM 中。
固件以对象的形式进行组织。驱动对象用于针对输入模块、电机模块、电源模块以及通过 DRIVE-CLiQ 连接的其他系统组件执行开环和闭环控制功能。
驱动对象
一个驱动对象就是一个独立软件功能,它带有自己的参数,如有必要,还带有自己的故障消息和报警。
通过 SIMOTION 对工艺功能加以扩展
SIMOTION D 控制单元支持多驱动器的协调运动控制。除驱动对象外,还可在这些控制单元上实现工艺对象。可将这些对象进行分组以形成工艺功能包,并提供扩展的运动控制功能(如同步操作、凸、路径插补等)或工艺功能(如凸轮控制器、温度或压力控制)。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131-3 的 PLC,这意味着该系统不仅能够控制运动序列,而且还可控制包括 HMI 及 I/O 的整台机器。
全面的开环和闭环控制功能
广泛的标准功能(如设**输入、数据组切换、控制器优化、动态缓冲等)确保了较高的运行可靠性和优异的应用灵活性。
关键开环和闭环控制功能概览
闭环控制类型 S120
开环控制类型 S120
书本型/机架型 S120 的主要功能
备注,说明
进给控制
•书本尺寸- 带/不带电源传感器的
电流控制
- 不带/带电源传感器的VDCDC
控制
•连接- 带电源传感器的
电流控制
- 带电源传感器的VDC控制
•书本型/制动- 基本模式
整流
- 回馈模式
整流和再生回馈
•电源识别
•控制器优化
•谐波滤波器
•自动重启
电源传感器是 VSM 10 电压检测模块;“电流”是输入电流;3 相输入频率
矢量控制
•异步电机- 转矩控制
带/不带编码器
- 转速控制
带/不带编码器
•转矩电机- 转矩控制
带编码器
- 转速控制
带/不带编码器
•异步电机(感应电机),扭矩电机- 位置控制
带编码器
•直线/抛物线特性
•固定频率特性(纺织)
•独立电压设**输入
•数据组切换
•扩展设**输入
•电机识别
•电流/转速控制器优化
•工艺控制器
•基本定位器
•自动重启
•快速重新起动,带/不带编码器
•动态缓冲
•同步
•静态
•制动控制
可实现带 V/f 控制模式的混合操作;因此,V/f 控制模式在揤ector Control斍韵笾薪龃娲⒁淮
可在“伺服”和“矢量”模式中将位置控制选择为一个功能模块。
同步电机(1FK 和 1FT)和直线电机仅可在伺服模式中运行。
侍服控制
•异步电机- 转矩控制
带编码器
- 转速控制
带/不带编码器
•同步电机、直线电机和转矩电机- 转矩控制
带编码器
- 转速控制
带编码器
•所有电机类型- 位置控制
带编码器
•直线/抛物线特性
•固定频率特性(纺织)
•独立电压设**输入
•数据组切换
•设**输入
•电机识别
•阻尼应用
•工艺控制器
•基本定位器
•制动控制
可实现带 V/f 控制模式的混合操作;因此,V/f 控制模式在揤ector Control斍韵笾薪龃娲⒁淮
可在“伺服”和“矢量”模式中将位置控制选择为一个功能模块。
概述
书本型变频调速柜中的基本型电源模块
基本电源模块可用于没有能量返回到电源或电机轴和发电机轴之间的能量交换在直流链路中进行的场合。基本型电源模块仅能将能量从电源系统反馈至直流链路,而不能反馈至电源系统。直流回路电压通过 6 脉冲桥式电路直接源自 3 相电网电压。基本整流装置既可在接地系统(星形接法 TN/TT),也可在未接地对称系统(IT)上直接运行。所连接的电机模块通过集成预充电电阻器(20 kW 和 40 kW)或通过激活晶闸管(100 kW)进行预先充电。
(仅 20 kW 和 40 kW 基本型电源模块配有集成制动断路器)。通过增加外部制动电阻,它们可用于间歇再生操作过程的应用,如停止。制动模块要求一个 100 kW 的基本电源模块以及用于再生操作的外部制动电阻。
设计
书本型变频调速柜中的基本型电源模块标配有以下接口:
•1 个电源接口
•1 个 24 V DC 电子装置电源接口
•1 直流链路接口
•3 个 DRIVE-CLiQ 插座
•1 个用于连接制动电阻器的接头
(于 20 kW 和 40 kW 基本整流柜)
•1 点温度传感器输入(KTY84‑130 或 PTC/Pt100)
基本电源模块的状态通过两个多色 LED 来显示。
基本电源模块的供应范围包括:
•DRIVE-CLiQ 电缆,用于驱动控制左侧相邻的控制单元连接,长度为 0.11 m (4.33 in)
•连接到相邻逆变柜的 DRIVE CliQ(长度取决于基本整流柜宽度),长度 = 基本整流柜宽度 + 0.11 m (4.33 in)
•跳线,用于连接 24VDC 母排和相邻的电机模块
•24 V 终端适配器 (X24)
•连接器 X21
•2 个盲插头,用于密封未使用的 DRIVE-CLiQ 插座
•30 种语言的 1 组警告标签
集成
基本整流装置通过 DRIVE-CLIQ 来实现和 CU3202、SIMOTION D4x5-2 控制单元或 CX32-2 扩展控制器的通信。
书本型变频调速柜中 20 kW 和 40 kW 基本型电源模块的连接示例
注: 内置在制动电阻的恒温式开关必须连接至驱动装置的关闭链路中,以防止系统故障时的热过载。如果没有连接制动电阻,X21.1 和 X21.2 间必须跳线连接。
书本型变频调速柜中 100 kW 基本型电源模块的连接示例
技术规范
书本型变频调速柜中的基本型电源模块
6SL313...
线路电压
(至海拔高度 2000 (6562 ft) 米)
380 V 至 480 V 3 AC,±10% (-15 % < 1 min)
电源频率
47 … 63 Hz
SCCR(短路电流额定值)
在与建议使用的 J 级熔断器或符合 UL489 / CSA 22.2 编号 5-02标准的断路器组合时,65 kA
参见建议的电源侧组件
输入功率因数
额定功率
•基波功率因数 (cos φ1)
>0.96
•总数 (λ)
0.75 ... 0.93
过电压类别
符合标准 EN 60664‑1
III 类
直流链路电压,约
1.35 x 进线电压1)
电子装置电源
24 V DC, -15 %/+20 %
无线电干扰抑制
•标准
- 20 kW 和 40 kW 基本电源模块。
没有无线电干扰抑制
- 100 kW 基本型电源模块
EN 61800-3 的类别 C3
总电缆长度长 350 m (1148 ft)(屏蔽)
•带电源滤波器
EN 61800-3 的类别 C2
总电缆长度长 350 m (1148 ft)(屏蔽)
冷却方式
内部空气冷却,电源装置通过内置风扇提高空气冷却程度
容许的环境和冷却剂温度(空气)
电源侧部件、电源模块和电机模块运行过程中时
0 … 40 °C (32 … 104 °F) 无降额,
> 40 … 55 °C (104 … 131 °F),参见降额特性
安装海拔高度
海拔 1000 m (3281 ft),无降额;
海拔 >1000 … 4000 m (3281 … 13124 ft),参见降额特性
一致性声明
CE(低压和 EMC directive 规程)
认证
cULus
1) 直流链路电压为非可调,并与负载有关。欲了解更多信息,请参见“系统说明 – 规格设计”一章。
电源电压 380 ... 480 V 3 AC
书本型变频调速柜中的基本型电源模块
•内部空气冷却
6SL3130-1TE22-0AA0
6SL3130-1TE24-0AA0
6SL3130-1TE31-0AA0