章 SINAMICS S120 DC/AC 多轴驱动器概述
Sinamics S120 是西门子公司推出的全新的集 V/F、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统,它不仅能控制普通的
三相异步电动机,还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机。其强大的定位功能将实现进给轴的、相对定位。将于
2007 年 8 月发布的 DCC(驱动控制图表)功能,将能实现逻辑、运算及简单的工艺等功能。
有关组态采用 SINAMICS S120 的传动系统的详细信息,请参见“系统说明 – 规格设计”。
电源模块、电机模块和输入模块分为书本型、紧凑书本型、块型和机架型:
块型和装机装柜型功率模块,
书本型、紧凑书本型和机架型电机模块和输入模块。
冷却方式
根据具体结构型式,有两个冷却方式可供采用:
内部空气冷却
在这种标准解决方案中,来自驱动部件的电子电路和功率部分的功率损耗通过自然冷却或布置到控制柜内部的强迫通风冷却系统来排除。
液体冷却
对于液冷型变频调速装置,散热器上安装有功率半导体器件,冷却介质从该散热器中流过。装置产生的大部分热量由冷却介质吸收,并可散到控制柜外面。
定制应用
不同形式的设备可作为一种完整系统解决方案来购买。用户可利用传动装置的专有知识,*花费宝贵的时间来计算具体应用的热量设计要求。尤其是在液冷型变频调速装置的应用中,用户可获得技术上可靠的解决方案,并可降低其工程成本。该系统解决方案可扩展为具有冷却系统和温度/冷凝控制的成套控制柜。
我们可根据要求提供详细信息。
能效
SINAMICS S120 变频调速柜可对各个轴的电能进行回收并在多轴配置的直流回路中使用,并且可将能量回馈到电源系统中,从而节省了能量。即使在完全馈电下,控制柜中也不会产生多余热量。由于有源整流装置可防止产生容性和感性无功电流,因此,SINAMICS S120 还能确保电源中不会产生不必要的功率损耗,并且不会产生电流谐波。这不仅防止了对其它负载造成有害影响,同时也降低了控制柜中产生的热量。
系统部件
系统部件分为以下类别:
直流链路组件
例如,制动模块和制动电阻器
负载侧功率组件
例如,电机电抗器
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
书本型变频调速柜
书本型单元适合于多轴应用,它们是彼此相邻安装的。公共直流回路连接一种集成式连接。它们是通过一个内部空气冷却回路进行冷却的。
*六章 控制单元
6.1 CU310DP 和 CU310PN
CU310DP 和 CU310PN 都是 S120 单轴交流驱动器的控制单元,通过 PM-IF 接口和功率模块相连接,来实现单轴的运
动控制功能。CU310DP 是集成了 Profibus-DP 接口,而 CU310PN 则是集成了 ProfiNet 接口。在此只介绍 CU310DP 的使
用,而 CU310PN 与其完全类似。
1FK7 电机是高度紧凑型的永磁同步电机。根据不同
的应用,可以选择相应的编码器。 作为选件的集成齿轮
箱和较宽的产品范围使得 1FK7 电机可以方便的应用到各
种场合。他们可以满足用户对机器精益求精的要求。
1FK7 电机与 SINAMICS S120 高性能驱动系统的**结
合,可以完成速度和位置的控制。
1FK7 电机只有自然风冷,没有外部冷却系统,热量
通过电机表面散发。1FK7 电机有很强的过载能力。
优点
1FK7 紧凑型同步电机
• 功率密度高、节省安装空间。
• 用途广泛。
• 型号齐全。
1FK7 高动态同步电机
• 较低的转子惯量,较高的动态响应。
应用范围
• 机床。
• 机器人和机械手。
• 木材、玻璃、陶瓷和石器加工。
• 包装/塑料和纺织机器。
• 轴。
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。
电机模块
电机模块中集成了一个直流环节和一个用于为电机供电的逆变器。
逆变装置设计用于多轴传动。多个电机模块是通过一条共用直流母线相互连接的。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。由电源模块为电压源直流链路提供电源电压。
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