概述
由于带有分开的电源装置和控制单元,SINAMICS S120 变频调速柜系统可**地满足大量不同驱动任务的要求。
控制单元根据要控制的驱动器数量和所需性能级别进行选择,而电源装置的额定值必须要满足系统的电能要求。控制单元和电源装置之间的连接可非常简便地使用数字系统接口 DRIVE?CLiQ 来完成。
提供有以下装置型变频调速柜:
?电源模板
?基本电源模块
?回馈整流装置(仅有空冷型)
?调节型电源模块 (Active Line)
?有源滤波装置
?电机模块
电源模板
简单的 SINAMICS S120 传动系统由一个 CU310 2 控制单元和一个变频装置组成。
对于专门为单机传动设计的不带再生回馈的变频装置,进线侧和输出侧变频装置组合在为一个单元。
制动过程中产生的能量通过制动电阻器而被转换为热量。
控制单元安装在变频装置上,用于变频装置的智能化控制,它带有与上位系统通讯的接口,以及外部扩展接口。
电源模块
电源模块包含直流母线的电源。可以选择不同整流装置来满足各种应用需要:
?基本电源模块
?非调节型电源模块 (Smart Line)
?调节型电源模块 (Active Line)
基本电源模块
基本整流柜仅为整流供电工作而设计,即,它无法将再生能量回馈给电网。如果产生了再生能量(例如,在传动装置制动时),必须使用制动柜和制动电阻器将该能量转换为热量。
为了确保符合 EN 61800?3 中规定的 C2 类限值,可以安装一个进线滤波器。
非调节型电源模块 (Smart Line)
非调节型电源模块可供电,并可返回再生能量到供电系统。只有在驱动系统在掉电后需要控制减速时(即能量不能储存),才需要使用制动模块和制动电阻器。对于采用回馈整流装置的整流装置,需要使用适当的进线电抗器。
为了确保符合 EN 61800?3 中规定的 C2 类限值,可以安装一个进线滤波器。
调节型电源模块 (Active Line)
调节型电源模块可供电,并可返回再生能量到供电系统。只有在驱动系统在掉电后需要控制减速时(即能量不能储存),才需要使用制动模块和制动电阻器。
同基本整流装置以及回馈整流装置相比,有源整流装置会产生一个可调节的直流电压,且无论电网电压怎样变化,这个直流电都会在电源电压允许的波动范围内使直流电压保持稳定值。有源整流装置与有源滤波装置相结合,可从供电系统吸收几近正弦的电流。几乎不会产生任何谐波。电流总谐波失真系数 THD(I) 电压总谐波失真系数 THD(U) 通常在大约 3 % 范围内。符合 IEEE 519 (2014) 标准的严格限值。运行有源整流柜所需的所有组件都集成在有源滤波装置中。
为了确保符合 EN 61800?3 中规定的 C2 类限值,可以安装一个进线滤波器。
电机模块
一个直流电压回路和一个用于为电机供电的变频器集成在整流柜中。
电机模块针对多轴驱动系统而设计,由一个 CU320?2 或 SIMOTION D 控制单元进行控制。逆变装置通过直流母排进行互连。
一个或者多个逆变装置通过直流回路获得电机用的电源。可以拖动同步电机和感应电机。
由于多个电机模块共用同一个直流环节,因此它们可相互交换能量,即如果一个以发电机模式运行的电机模块产生了电能,该电能就可被以电机模式运行的另一个电机模块使用。中间回路的直流母线由整流装置供电。
控制装置
控制单元用于多机传动系统的智能控制。它配有控制驱动的相关 I/O 以及与上位控制系统通讯的接口。各种控制单元具有不同的功能和不同性能水平。
系统部件
传动系统的结构组成可以通过选择控制单元加变频装置或整流装置加逆变装置来搭建。其他系统组件可以按照需要来选配。
这些系统组件有:
?进线侧开关组件,例如:进线电抗器和进线滤波器
?直流链路组件例如,制动模块和制动电阻器
?输出侧组件,例如:输出电抗器,dv/dt+VPL 和正弦波滤波器
?附带系统部件例如,终端模块、操作员面板和通讯板
?编码器系统接口用于将各种编码器连接到 SINAMICS S120
DRIVE-CLiQ - 所有部件之间的数字式接口
SINAMICS S120 组件,包括电机和编码器在内,均配备高性能 DRIVE-CLiQ 系统接口。
比如线路和电机模块会连接到控制单元 – 终端模块和编码器模块通过 DRIVE-CLiQ 连接至驱动器系统 – 简单而且有效。也配有此接口的电机可直接连接到传动。
对于其它厂商的电机或者改造应用,可使用变换器标准组件(传感器模板)将常规编码器信号转换成DRIVE-CLiQ。
电子铭牌
SINAMICS S120 驱动系统有一个重要的数字式链接元件,即每一个组件中都集成的电气铭牌。它们允许通过 DRIVE-CLiQ 链路自动检测所有驱动器组件。
电气良好内含与具体组件有关的全部技术数据。除了技术数据外,该良好上还包括物流数据(制造商 ID、订货号和 ID)。该数据可以在现场或以远程方式以电子方式调出,因此,始终可以识别出在机器中采用的全部组件,从而使服务工作较简便。
喷漆模块
以下变频柜标配有带涂层的模块:
?模块型
?书本型
?装机装柜型变频调速柜
?控制装置
?传感器模块
?端子模块
?**操作员面板 (AOP30)
部件涂层可保护 SMD 组件中的敏感元件免受有害气体、粉尘和湿气的腐蚀。
镀镍母排
变频调速装置中的所有铜排都进行了镀镍处理,以实现耐候性。而且*像处理裸铜接头那样来清洁用户端子上的触点。
注:
对于一些选件,出于技术原因,铜母排的某些部分不能镀镍。
功能
通讯和用户端子排
作为上级控制器的客户接口,标准配置有控制单元 CU320-2 上的 PROFIBUS 或 PROFINET 通信接口;还有扩展端子模块 TM31,端子板 TB30 和通过 CANopen 或 EtherNet / IP 进行通信的模块。
通过该接口,可将系统连接到上位控制器或连接附加单元。
有关详细资料,请参阅《SINAMICS 低压工程手册》。
开环和闭环控制功能
SINAMICS S120 可采用动态、高精度闭环矢量控制(驱动对象类型 VECTOR)或高动态闭环伺服控制(驱动对象类型 SERVO)。
软件和保护功能
标准软件功能如下:
软件和保护功能
说明
设**输入
可在内部或外部*设定值;在内部*固定设定值、电动电位器设定值或点动设定值,在外部通过通信接口或模拟量输入进行设定。内部固定值设定和电动电位器设定可由来自端子接口上的控制命令进行切换或调节。
电机识别
自动电机识别功能,使得调试较快捷,优化变频器的闭环控制。
斜坡函数发生器
一个斜坡函数发生器具有可独立调节的上升和下降时间以及可调的工作周期(极限转速范围内的),可实现传动的平滑加速和减速。这会产生良好的速度控制响应,有助于降低机械系统所承受的应力。可单独针对紧急制动时的下降斜坡进行参数调整。
Vdc 控制器
在 Vdc 控制器可自动防止直流链路中出现过电压,例如设定的下降斜坡过短时。自动延长设定的斜坡下降时间。
注:该功能仅对单机传动有用。
动态缓冲 (KIP)
通过在一定时间内由机械动能来弥补因输入电源故障而缺失的能量。只要传动系统能获得再生能量,并且不会**过直流母排电压的关断阈值,就能保持运行。当在该时间段内,电网电压一旦恢复后,变频器就会控制电机再次无波动加速至其设定速度。
自动重启
当电源在发生电源故障后重新恢复时,自动重启会再次接通驱动器电源,并线性上升到当前转速设**。
快速重启
捕捉再启动可将变频装置无扰动地连接到正在旋转的电机上。选配的 VSM10 模块提供有电压检测功能,由于*对电机断电,可显着降低大型交流电机的捕捉再启动时间。
工艺控制器
通过“工艺控制器”(PID 控制器)中的功能模块可实现简单的工艺控制功能,如液位控制或流量控制,以及复杂的张力控制。其中微分器输入可切至控制值偏差通道或实际值通道(出厂设置)。P、I 和 D 分量可单独进行设置。
自由函数块 (FFB)
使用可自由编程的功能块,可以很容易地让 SINAMICS 变频装置实现逻辑和运算功能。这些功能块可通过操作面板或STARTER 调试工具进行编程。
驱动个控制图 (DCC)
传动控制图(DCC)扩展了 SINAMICS 的工艺功能。功能块库包括众多控制、算术和逻辑块以及大量的开环和闭环控制功能。方便易用的传动控制图 DCC 编辑器可以使得图形化组态变得容易,可清晰显示控制回路结构,并高效地重新利用现有图形。DCC 是 STARTER 调试调试工具的一个附加工具(参见章节“工具与组态”)。
SINAMICS 扩展工艺功能 (SINAMICS TEC)
SINAMICS TEC 是可组态的功能或西门子工艺,可为了扩展固件功能而添加。这些扩展功能是为了完成各种领域中复杂程度较高的专门任务,货物存储和提取装置。
技术规范
除非另有规定,以下技术数据对于 SINAMICS S120 变频调速柜的所有下列部件均有效。
电子装置电源
24 V DC, -15 %/+20 %
振动载荷
?传输 1)符合 EN 60721?3?2
- 所有单元和部件(机架型除外)
Class 2M3
- 装机装柜型变频调速柜
2M2 级
?工作温度
测试值符合标准 EN 60068?2?6
测试 Fc
10 ... 58 Hz:偏转常数 0.075 mm
58 ... 150 Hz:加速常数 = 9.81 m/s2 (1 × g)
冲击应力
?运输 1) 符合 EN 60721-3-2
- 所有单元和部件(机架型除外)
Class 2M3
- 装机装柜型变频调速柜
2M2 级
?工作温度
测试值符合标准 EN 60068?2?27
测试 Ea:
- 书本型和块型 FSA 至 FSC
147 m/s2 (15 x g)/11 ms
- 块型 FSD 至 FSF
49 m/s2 (5 × g)/11 ms
- 装机装柜型变频调速柜
98 m/s2 (10 × g)/20 ms
环境条件
?符合 EN 61800-5-1
I 类(带保护性导体系统)和 III 类 (PELV)
?冲击危险保护
DIN VDE 0106 Part 100 和 BGV A 3(正确使用时)
?冷却方式
内部/外部空气冷却、带通过内置风扇增强空气冷却的电源部分
运行过程中的允许环境/冷却剂温度(空气)
?对于输入侧部件、电源模块、输入模块和电机模块
0 … 40 °C (32 … 104 °F) 无降容,
> 40 … 55 °C(104 … 131 °F)参见降容特性
?对于控制单元、附加系统部件、直流环节部件和传感器模块
0 … 55 °C (32 … 131 °F)
至海拔高度 2000 米
气候环境条件
?储存 1) 符合 EN 60721-3-1
Class 1K4
温度 -25 ... +70 °C (-77 ... +158 °F)
?传输 1)符合 EN 60721?3?2
Class 2K4
温度 -40 … +70 °C (-104 … +158 °F)
空气湿度 95 %,40 °C (104 °F) 时
?操作符合 EN 60721-3-3
Class 3K3
温度 0 ... 55 °C (32 ... 55.00 °C)
不允许有结露、溅水和结冰现象 (E**0204,Part 1)
环境等级/有害化学物质
?储存 1) 符合 EN 60721-3-1
Class 1C2
?传输 1)符合 EN 60721?3?2
Class 2C2
?操作符合 EN 60721-3-3
Class 3C2
**体/生物体影响因素
?储存 1) 符合 EN 60721-3-1
Class 1B1
?运输 1) 符合 EN 60721-3-2
Class 2B1
?操作符合 EN 60721-3-3
Class 3B1
污染程度
符合 EN 61800-5-1
2
1)在运输包装中。
欧洲标准
EN 954-1
机械安全 – 控制系统的安全相关零件产品
部分:一般设计原则
EN 61508-1
电气/电子/可编程电子系统的功能安全
部分:一般要求
EN 50370-1
电磁兼容性 (EMC) – 机床产品系列标准
部分:辐射干扰
EN 55011
工业、科学和医学高频设备(ISM 设备)– 无线电干扰 – 极限值和测量技术
EN 60204-1
机器中的电气设备
部分:一般定义
EN 61800?3
变速电机
*三部分:电磁兼容性(EMC)产品标准(包括**测试方法)
EN 61800?5?1
可调速度 - 电动驱动系统
*五部分:安全要求
* 1 部分:电气和热量要求
北美标准
UL508C
动力转换设备
CSA C22.2 No. 14
工业控制设备
回馈整流装置是整流/再生回馈装置,用于为连接的逆变装置供电。此外,它们还能够将再生能量回馈到电网。整流是通过一个二极管跳线进行的,而稳定的电网换相再生回馈通过 IGBT 进行,实现 ** 连续能量再生。再生回馈功能可以通过设置参数来激活或取消。
回馈整流装置适用于接地 TN/TT 和浮地 IT 电网。
连接在直流母线上的电容通过集成的预充电电阻进行预充电。
使用回馈整流装置时,必须安装与其功率相匹配的进线电抗器或变压器。
设计
回馈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)
?1 个 PE/ 保护性导体接口(有于机座规格 HX 和 JX,有两个)
回馈整流装置的运行状态通过 3 个 LED 来指示。
非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,用于控制单元和个电机模块的连接
?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
回馈整流装置通过 DRIVE-CLiQ 与上位控制单元通讯。此控制单元可能是 CU320-2 或 SIMOTION D 。需要提供一个外部 24 VDC 电源给有源整流装置。
技术规范
一般技术数据
电气数据
额定功率时
的电源功率因数
?基础基波功率因数 (cos φ1)
>0.96
?总数 (λ)
0.75 ... 0.93
能效
>98.5 %
直流链路电压,约1)
部分负载下为 1.32 倍线电压
全负载下为 1.30 倍线电压
主接触器控制
?端子排 -X9/5-6
240 V AC, 8 A
30 V DC, 1 A
1) 直流链路电压为非可调,并与负载有关。有关详细资料,请参阅《SINAMICS 低压工程手册》。
电源电压 380 ... 480 V 3 AC
非调节型电源模块 (Smart Line)
6SL3330-6TE35-5AA3
6SL3330-6TE37-3AA3
6SL3330-6TE41-1AA3
6SL3330-6TE41-3AA3
6SL3330-6TE41-7AA3
额定功率
?Irated DC (50 Hz 400 V) 时
kW
250
355
500
630
800
电源电压 500 ~ 690 V 3 AC
非调节型电源模块 (Smart Line)
6SL3330-6TG35-5AA3
6SL3330-6TG38-8AA3
6SL3330-6TG41-2AA3
6SL3330-6TG41-7AA3
上海西熙工控自动化有限公司是一家专业从事西门子工业自动化产品和数控系统销售、技术服务及培训的工程服务公司。 销售代理西门子WINCC组态软件,西门子PLC编程软件,西门子PLC,S7-200CN/S7-200/S7-300/S7-400/S7-1200/(6ES7/6GK/6AV/6FC/6SN/6FX/6SE/6RA/6DD/7ML/7MH/7KM/7MF/3RV/3RH/3TF)西门子PROFIBUS-DP总线,RS485总线接头,CP网卡,变频器,触摸屏,低压电器,数控伺服备件。 “信誉**,客户至上”是公司成立之初所确立的宗旨,在公司**的严格要求和员工们不折不扣地贯彻执行下发展延续至今。“假一罚十”一直是我公司的主动承诺。 我公司致力于专业推广西门子高性能自动化系统和驱动产品,所经营产品范围包括:LOGO!通用模块;SIMATIC S7-200、S7-300、S7-400系列可编程控制器; SIMATIC HMI面板,工控机,编程器;工业PROFIBUS、以太网及无线通讯等相关产品;正版PCS7 软件、WINCC组态软件、STEP 7编程软件;SITOP工业开关电源;通用型、工程型变频器,直流调速装置等。随着技术的发展和产品的较替,高新产品的出现层出不穷,我公司也紧随西门子脚步争取为广大客户提供较新的自动化产品:SIMATIC S7-1200系列PLC;SIMATIC BASIC HMI面板;G120、G130、G150、S120等全新SINAMICS家族驱动产品;PCS7 V7.1和较新的STEP7 Basic平台软件等。公司各类产品齐全,货量充足,能够满足客户紧急大量现货需求,保证工期进度。 请相信上海西熙工控自动化有限公司是您忠诚的长久的合作伙伴,我们愿与广大客户携手向前,共同进步!











