装机装柜型
高输出功率组件(高于 100 kW)采用的是装机装柜型结构。它们作为电源模块和电机模块提供。这种型式的组件采用的是内部风冷。 SINAMICS S120 Combi 是一款结构极其紧凑且坚固耐用的驱动系统,适用于紧凑型车床和铣床。使用SINMAICS S120 Combi 必须配置NCU 710.3B PN。SINAMICS S120 Combi 在一个单的功率模块中集成了一个带再生回馈功能的供电单元、用于主轴电机和进给电机的功率单元以及一个TTL 编码器接口。
特点是,由于采用的400 伏技术,使其在控制柜内的空间和能量要求都很低,同时通过增加紧凑书本型电机模块使扩展性更加完善。
若要使用紧凑书本型电机模块进行扩展,必须配合使用 NCU710.3B PN SINAMICS S120 Combi (SINUMERIK 840D sl 和BASIC) 。
使用智能DRIVE-CLiQ 接口连接电缆。
模块型
模块型组件适合用于单轴应用。控制单元CU310-2 DP/CU310-2 PN 或者控制单元适配器CUA31可以直接卡装在该组件上。这种型式的组件采用的是内部风冷。
系统附件 SINAMICS S120 组件设计用于柜内安装
驱动系统的整体结构是由选中的控制单元、电源模块、电机模块
或功率模块定义的。通过这些系统组件,您可以获得适合驱动任
务的方案。
您还可以安装系统附件来扩展系统的功能范围,使系统功能和驱
动任务匹配。
系统组件主要有以下几种:
• 直流母线组件
例如:制动模块和制动电阻
其他用于稳定直流母线电压、提供电子电源的组件是可选组件。 它的出色之处在于:
• 易于操作
• 简单的安装和布线
• 实用的连接系统、符合EMC 要求的布线
• 统一的设计
• 无缝安装
• 多种冷却方案
坚固耐用的组件
• 附加系统组件
例如:将I/O 接口扩展为机器接口的端子模块。
• 编码器系统连接组件
用于将不同类型的编码器连接到SINAMICS S120 上
• 电网侧功率元件
例如:熔断器、接触器、电抗器、过滤器,用于开关供电电源
和满足EMC 要求 为增强耐用性,标准的 SINAMICS 设备都配备了经过涂装处理或部分涂装处理的模块。
模块上的喷漆可以防止灵敏的SMD 元件受到有害气体、化学粉尘和湿气的腐蚀。能效5 SINAMICS S120 驱动系统采用节能设计:反馈轴的能量、在多轴配置的直流母线组内利用该能量,并将它反馈回电网。即使在达到的供电能力时,也不会在控制柜内产生多余的热量。由于智能式补偿电容性和电感性无功电流,SINAMICS S120 还同时确保了供电中不会出现多余的功率损耗,不会出现电流谐波。它不仅可以防止对其他负载产生不良影响,而且还可以减少控制柜内产生的热量。
调节型接口模块 (AIM) 用于与装机装柜型调节型电源模块组合使用。AIM 包含一个具有基本干扰抑制功能的净化电源滤波器,用于调节型电源模块 (ALM) 的预充电电路、进线电源电压采集电路和传感器。在结构尺寸为 FI 和 GI 的模块中已经集成了一个旁路接触器,这使得结构紧凑简洁。净化电源滤波器可以抑制大部分电网谐波。
如果取消了电源模块的再生回馈能力,要在掉电或者紧急回退/紧急停机情况下使驱动受控停止运转,或者要限制短暂制动下的直流母线电压,就必须使用制动模块和配套的外部制动电阻。制动模块含有功率电子器件和对应的控制回路。运行期间,直流母线能会在外部制动电阻器中转化为热能损耗。制动模块以自控方式运行。可以并联多个制动模块。此时必须为每个制动模块配备一个单的制动电阻。
制动模块集成在装机装柜型电机模块、电源模块或功率模块中, 并通过这些模块上的风扇冷却。电子元器件由直流母线供电。制 动模块通过供货范围内的母排套件或柔性电缆连接直流母线,若 采用结构尺寸为 GB 的基本型电源模块,则通过单的预装配电 缆套件连接直流母线(见“附件”)。
制动模块的动作阈值由 DIP 开关调节。技术规格中给出的制动功 率值针对的是动作阈值上限。
装机装柜型制动模块标配了以下接口:
• 1 个直流母线接口 • 1 个制动电阻接口
• 1 路数字量输入(禁用制动模块/应答故障) • 1 路数字量输出(制动模块已禁用) • 1 个DIP 开关,用于调节动作阈值
■集成
装机装柜型制动模块设计安装在装机装柜型风冷设备中。内部安 装了制动模块的电源模块/电机模块/功率模块的风扇也用来冷却
制动模块。由于未配备冷却风扇,所以制动模块不能自行工作。
直流母线中的多余电能由制动电阻消耗。
制动电阻连接在制动模块上。将制动电阻置于控制柜或控制室外部进行散热。因此,降低了对空气调节能力的要求。
我们为装机装柜型模块提供 2 种不同额定功率、峰值功率的制动电阻。制动电阻是通过占空比来的。此外还装入了一个温控开关常闭触点),一旦超出容许温度,开关便作出反应,然后模块型功率模块PM340,结构尺寸FSA 至FSF
5 模块型功率模块PM340 标配了以下接口:
• 电源连接
• 直流母线端子:DCP/R1 和DCN
• PM-IF 接口,用于连接PM340 功率模块和CU310-2 控制单元或
CUA31 控制单元适配器。PM340 功率模块也负责通过集成的
功率单元为CU310-2 控制单元或CUA31 控制单元适配器供电
• 端子DCP/R1 和R2,用于连接外部制动电阻
• 通过螺钉式接线端子或螺栓进行电机连接
• “安全制动继电器”的控制回路,用于控制抱闸
• 2 个PE/保护接地线接口 不带集成输入滤波器的功率模块适用于接地的星形 TN、TT 供电系统和不接地的对称IT 供电系统。带集成输入滤波器的功率模块适用于接地的星形TN 供电系统集成制动单元(制动斩波器)的规格设计能够支持外部制动电阻的长期接入。必须对外部制动电阻的温度进行,防止出现热过载。由控制器加以检测。
动电阻,用于结构尺寸为FSA 和FSC 的模块型功率模块PM340 功率模块不能将电能回馈到电网中。因此在再生运行中,
例如制动某个旋转物体时,必须连接一个制动电阻将制动产生的能量转化为热能。制动电阻连接到端子DCP/R1 R2 和 上。制动电阻可安装在功率模块 PM340 FSA 的侧面。用于结构尺寸和FSB FSA FSB PM340 的制动电阻为底座型部件。如果 或 型的功率模块没有配备进线电抗器,制动电阻也可以安在功率模块下方。用于结构尺寸为 FSC FSF 至 的功率模块的制动电阻必须放置在控制柜或控制室外部,以便将产生的热量排放到功率模块外部。因此,降低了对空气调节能力的要求。 认证 cURus配套的模块型功率模块 结构尺寸FSA制动电阻集成了一个温控开关。必须对温控开关进行检测,防止 因制动电阻过热而引起其他损坏。
SINAMICS S120 Combi 功率模块
SINAMICS S120 Combi 是一款结构其紧凑且坚固耐用的驱动系统,专为紧凑型车床和铣床设计。SINAMICS S120 Combi 将再生反馈电源、主轴电机和进给电机的功率单元以及 TTL 编码器接口集成在一个单的功率模块中。SINAMICS S120 Combi 功率模块适合用于带有 3 到 6 根轴的机床驱动。功率模块可采用“外部风冷”的冷却方式。作为扩展轴时,可使用紧凑书本型
SINAMICS 电机模块。
■优点
紧凑型多轴模块,包含带再生回馈功能的供电模块以及 3 轴或轴功率单元为紧凑型标准车床和铣床量身定制的驱动系统控制柜安装空间小化(包括风扇单元、屏蔽端子和通风间隙)可适应在频繁欠压、网络失衡且频率波动较大的欠佳供电网下
运行可适应柜内温度和湿度都较高的严酷工作环境坚固耐用的功率模块可抵御短路、过压和接地螺钉式接线端子坚固耐用、易于安装,并集成了电源线屏蔽接线板使用附加的紧凑书本型电机模块可实现扩展凭借的400 V 技术实现低能耗由于采用动态伺服控制 (DSC) 系统,因而具备良好的动态响应和加工精度智能DRIVE-CLiQ 接口简化布线难度接口采用预定义拓扑结构,调试轻松
电源模块从电源电压中生成直流电压,通过直流母线向电机模块提供电能。SINAMICS S120 产品系列提供以下电源模块类型:非调节型电源模块
非调节型电源模块可以通过一个不受调节的整流器为驱动组的直流母线供电,也可以将产生的多余电能反馈到电网中。直流母线电压的变化和电源电压的变化成正比。只有在以下情况下才必须使用制动模块和制动电阻:在岛式电网中或者电网掉电时,即电能无法反馈到电网中时,仍需要使驱动受控停止。如果非调节型电源模块用作电源,必须安装配套的进线电抗器。也可以选择安装一个输入滤波器,将干扰电压限制到EN 61800-3 C2 类极限值的范围内。
调节型电源模块为直流母线提供电能,并可以将再生电能反馈到电网中。和非调节型电源模块相比,它产生受控的直流电压,在电源电压出现波动时,该电压仍能保持恒定。此时,电源电压必须保持在允许的公差范围内。只有在以下情况下才必须使用制动模块和制动电阻:即使电网掉电,即电能无法反馈到电网时,驱动仍需要受控停止。调节型电源模块从电源中产生一个近似正弦波形的电流,几乎不产生任何有害谐波。请确保使用的调节型接口模块和输出类型相匹配(原理图,参见“装机装柜型调节型电源模块”)。
装机装柜型调节型电源模块所有调节型电源模块运行所需的组件都集成在调节型接口模块中。结构尺寸HX 和JX 还另外需要一个外部旁路接触器。
SINAMICS S120 驱动系列中简单的一个型号由一个控制单元CU310-2 和一个功率模块构成。在这个功率模块中集成了一个电源整流器、直流母线和为电机供电的逆变器。
功率模块设计用于无法将电能反馈回电网的单轴驱动。制动时产生的电能被制动电阻转换成热量。功率模块也可以和控制单元CU320-2 或SINUMERIK 中集成的驱动控制组合使用,例如:在单轴驱动添加到多轴驱动组的配置中。此时,模块型功率模块必须配备控制单元适配器 CUA31。该适配器通过DRIVE-CLiQ 连接到CU320-2 控制单元或SINUMERIK的NCU。装机装柜型功率模块则直接通过DRIVE-CLiQ 电缆连接到控制单元。
书本型
书本型组件适合用于多轴应用,彼此贴近安装。用于共用直流 母线的接口已经集成在组件中。
在控制柜散热方面,书本型SINAMICS S120 为您提供多种的可选方案。根据应用的不同,组件产生的热量损耗可以通过三种冷却方式排放到环境中。这些组件仅在背面板样式和外部风扇模块位置方面采用了不同设计。在所有型号中,前面板即各个接口所在的面板和组件宽度都一样。内部风冷
在这种标准方案中,驱动组件中各个电子元件、功率元件产生的功率损耗通过自然冷却或强制通风系统排散到控制柜内部。外部风冷外部风冷使用了穿墙式安装技术。功率元件的散热器穿过控制柜内的安装面,因此可以将功率回路的热量损耗释放到一个单的外部散热器。配有散热片和风扇模块(属于供货范围)的散热器向后突出,进入一个单的通风管道,该管道也可以向外打开。柜内残留的热量损耗绝大部分由电子元件产生。
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