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上海晉營自動化科技有限公司
：邵澤春
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 河南兆陽自動化科技有限公司

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SINAMICS S120 AC 驅(qū)動是用于單軸的模塊化驅(qū)動系統(tǒng),用來解決工業(yè)應(yīng)用中各種各樣高要求的驅(qū)動任務(wù)。

其應(yīng)用范圍為:

使用*驅(qū)動的機械方案(比如:沖壓、印刷、包裝)。

模塊化機械方案,機械模塊能細(xì)分為 1 根軸。

應(yīng)用于機械制造和工廠設(shè)備的單軸驅(qū)動,與標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動相比具有較高的精度、穩(wěn)定性和回轉(zhuǎn)要求。

完成運輸任務(wù)的單軸驅(qū)動(輸送、提升、下降)。

沒有能量回饋的驅(qū)動(拉絲、擠壓)。

對可用性要求較高的驅(qū)動組(不允許因停電而導(dǎo)致所有軸都停止)。

緊湊的單軸驅(qū)動由一個功率模塊(Power Module)和一個控制單元(Control Unit)或控制單元適配器構(gòu)成,適用于機械制造和工廠設(shè)備。

高效的選型工具 SIZER 使得選擇更加簡單,并能確定的驅(qū)動配置。使用調(diào)試工具 STARTER/Startdrive 可以簡單方便地調(diào)試驅(qū)動。

SINAMICS S120 AC 驅(qū)動上可以配備一系列的電機。不論是同步電機還是異步電機,還是旋轉(zhuǎn)電機還是直線電機,都能獲得 SINAMICS S120 AC 驅(qū)動的支持。

SINAMICS S120 組件

圖片: SINAMICS S120 組件一覽

西門子為 SINAMICS S120 交流驅(qū)動器提供以下系統(tǒng)組件:

電源端的功率部件,比如熔斷器、接觸器、電抗器和電源濾波器,用于接通電源并確保符合 EMC 指令的要求。

功率模塊,可以帶有或不帶內(nèi)置的電源濾波器和內(nèi)置的制動斬波器,為連接的電機提供電源。

為了實現(xiàn)所需功能,SINAMICS S120 交流驅(qū)動器包含:

控制單元,提供驅(qū)動功能和工藝功能。

補充的系統(tǒng)附件,用于擴展功能,滿足不同編碼器接口和過程信號的要求。

SINAMICS S120 交流驅(qū)動器的組件設(shè)計用于電氣柜中的安裝。

它們都具有以下優(yōu)點:

操作方便、安裝和布線簡單。

實用的連接技術(shù)和符合 EMC 要求的電纜布線。

*性設(shè)計。

PM240-2 說明

功率模塊是一個功率單元(變頻器),為相連電機供電。功率模塊必須與控制單元相連接,而控制單元中儲存有控制和調(diào)節(jié)功能。

功率模塊設(shè)計用于無法將電能反饋回電網(wǎng)的單軸驅(qū)動。其產(chǎn)生的再生能量通過制動電阻轉(zhuǎn)化為熱能。

模塊型功率模塊具備:

向電機供電的輸出逆變器

制動斬波器,用于外部制動電阻

電源 DC 24 V / 1 A

用于功率半導(dǎo)體散熱的風(fēng)扇

功率模塊 PM240-2 FSD 至 FSF 配有集成直流母線電抗器,因此無需電源電抗器。

功率模塊 FSA 至 FSF 可以提供 0.55 kW 至 132 kW 范圍內(nèi)的功率,有帶集成電源濾波器和不帶電源濾波器兩種規(guī)格。

功率模塊 PM240-2 設(shè)計用于電柜中的安裝,具有以下冷卻方式:

內(nèi)部風(fēng)冷柜裝式安裝設(shè)備

外部風(fēng)冷穿墻式安裝設(shè)備(當(dāng)前只提供 FSA 至 FSC)

列表: 功率模塊 PM240-2(FSA 至 FSC)一覽

FSD 型功率模塊,帶和不帶電源濾波器1)

FSE 型功率模塊,帶和不帶電源濾波器1)

FSF 型功率模塊,帶和不帶電源濾波器1)

列表: 功率模塊 PM240-2(FSD 到 FSF)一覽

1) PM240-2,FSD 到 FSF,200-240 V 僅提供不帶集成電源濾波器的規(guī)格。SINAMICS S120 – 實現(xiàn)更佳效率的功能

基本功能:轉(zhuǎn)速控制、轉(zhuǎn)矩控制、定位功能

智能啟動功能,用于電源中斷后的獨立重新啟動

驅(qū)動器相關(guān) I/O 互連 BICO 技術(shù),易于使驅(qū)動系統(tǒng)適應(yīng)其操作環(huán)境

集成安全功能,用于合理實施安*方案

調(diào)節(jié)的饋電/再生反饋功能,用于防止電源產(chǎn)生不良反應(yīng),允許恢復(fù)制動能量,確保防止線路波動的更高穩(wěn)定性。

DRIVE-CLiQ - 所有部件之間的數(shù)字式接口

所有 SINAMICS S120 部件(包括電機和編碼器)均通過一個被稱為 DRIVE - CLiQ 的串行連接接口進行相互連接。DRIVE-CLiQ 形成整個驅(qū)動系統(tǒng)的背板。采用標(biāo)準(zhǔn)化電纜和連接器,降低了不同部件的種類,并削減了庫存成本。對于其它廠商的電機或者改造應(yīng)用,可使用變換器標(biāo)準(zhǔn)組件(傳感器模板)將常規(guī)編碼器信號轉(zhuǎn)換成DRIVE-CLiQ。

快而安全:電子銘牌

SINAMICS S120 驅(qū)動系統(tǒng)重要的數(shù)字連接件是集成在各個組件中的電子標(biāo)牌。它們允許通過 DRIVE-CLiQ 鏈路自動檢測所有驅(qū)動器組件。因此,在調(diào)試或更換組件過程中,無需手動輸入數(shù)據(jù),有助于確?？焖?、成功地調(diào)試驅(qū)動器!例如,電機的電子標(biāo)牌包含電氣等效電路圖的參數(shù)和內(nèi)置電機編碼器的特性數(shù)據(jù),以及訂購和標(biāo)識編號的信息。

模塊化設(shè)計確保可升級性和靈活性

直流/交流單元(= 電機模塊)– 具有緊湊書本型、書本型和裝機裝柜型 – 采用模塊化設(shè)計。所有驅(qū)動器智能組織在控制單元中?？刂茊卧獔?zhí)行驅(qū)動器分組的所有閉環(huán)控制功能。它們還處理所有其他驅(qū)動器功能,如驅(qū)動器相關(guān) I/O 互連等,配備 PROFIBUS DP 或 PROFINET *接口,用于連接更別的自動化系統(tǒng)。

電源模塊集中為電壓源直流鏈路提供能量。電源模塊可選擇配備經(jīng)過調(diào)節(jié)的饋電/再生反饋功能,以提供恒定的直流回路電壓和高度的供電兼容性。電機模塊從直流回路為電機供能。

在交流/交流裝置中,整流和電機電源功能組合在一個設(shè)備中,即電源模塊 – 具有塊型和裝機裝柜型。對于單軸應(yīng)用,驅(qū)動控制功能由安裝電源模塊上的一個特殊控制單元 (CU310) 來執(zhí)行;對于多軸應(yīng)用,驅(qū)動控制功能由通過 DRIVE-CliQ 回路連接的一個控制單元(如 CU320)執(zhí)行。在這種情況下,控制單元適配器安裝在代替控制單元的電源模塊上。

獨立型 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜系統(tǒng)包括一個 CU3102 控制單元和一個電源模塊。電源模塊中集成了一個電源整流器、一個電壓源直流環(huán)節(jié)和一個用于為電機供電的逆變器。

帶有 CU3102 控制單元的塊型電源模塊

電源模塊針對不能將電能回饋至電源的驅(qū)動器而設(shè)計。制動過程中產(chǎn)生的能量通過制動電阻器而被轉(zhuǎn)換為熱量。

電源模塊也可通過一個 CU3202 控制單元、SIMOTION D4x52 或 CX322 擴展控制器來運行,例如,在必須將一個驅(qū)動加到一個多軸驅(qū)動組的配置中運行。在這種情況下,塊型功率模塊必須配備 CUA31/CUA32 控制單元適配器。它是通過 DRIVE-CLiQ 與 CU3202 控制單元、SIMOTION D4x52 或 CX322 擴展控制器相連的。機架型電源模塊可使用一條 DRIVE-CLiQ 電纜直接連接到多軸控制單元。

電機模塊

電機模塊中集成了一個電壓源直流環(huán)節(jié)和一個用于為電機供電的逆變器。

CU3202 控制單元、電源模塊和兩個書本型電機模塊

電機模塊針對多軸驅(qū)動系統(tǒng)而設(shè)計,由一個 CU320 2 控制單元、一個 SIMOTION D4x5-2 或 CX32-2 擴展控制器進行控制。多個電機模塊是通過一條共用直流母線相互連接的。由于多個電機模塊共用同一個直流環(huán)節(jié),因此它們可相互交換能量,即如果一個以發(fā)電機模式運行的電機模塊產(chǎn)生了電能,該電能就可被以電機模式運行的另一個電機模塊使用。電壓源直流環(huán)節(jié)通過一個輸入模塊來提供輸入電壓。

電源模塊

電源模塊可產(chǎn)生一個直流電壓,用于通過電壓源直流鏈路向電機模塊供電。

基本電源模塊

基本電源模塊設(shè)計用于僅饋電運行,即不能儲存再生能量到供電系統(tǒng)。若產(chǎn)生再生能量,例如,驅(qū)動裝置制動時,必須通過一個制動模塊和一個制動電阻器,將制動能量轉(zhuǎn)換成熱。如果基本電源模塊用作饋電,必須安裝相匹配的電源電抗器。可選裝電源濾波器,來限制干擾,以符合 Class C2 限制 (EN61800-3)。