6SL3130-6AE15-0AB1電源模塊

集成

CU310?2 控制單元通過 PM-IF 接口驅(qū)動書本型功率模塊。DRIVE?CLiQ 電機(jī)或編碼器模塊 (SMC) 也可以連接到 DRIVE?CLiQ 接口上，以允許在沒有 DRIVE?CLiQ 接口的情況下操作電機(jī)。

使用 BOP20 精簡操作面板，可直接在設(shè)備上更改參數(shù)。也可在運(yùn)行期間將 BOP20 精簡操作面板卡裝到 CU310-2 控制單元上，以便執(zhí)行診斷。

CU310?2 控制單元和其他連接的部件通過 STARTER 調(diào)試工具進(jìn)行調(diào)試和診斷。CU310?2 控制單元需要裝有 V4.4 版或更高版本的固件的 CF 卡。

CU310?2 PN 控制單元使用 PROFINET IO 和 PROFIdrive V4 配置文件與更別的控制系統(tǒng)通信。

帶有 CU310?2 PN 的 SINAMICS S120 驅(qū)動系統(tǒng)假設(shè) PROFINET IO 設(shè)備的功能，可執(zhí)行下列功能：

• PROFINET IO 設(shè)備

• 100 Mbit/s 全雙工通訊

• 支持實(shí)時(shí) PROFINET IO：

• RT（實(shí)時(shí)）

• IRT（等時(shí)同步實(shí)時(shí)），小發(fā)送時(shí)鐘 250 μs

• 通過符合 V4 規(guī)范的 PROFIdrive，將控制 PROFINET IO 設(shè)備進(jìn)行連接

• 標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 通信用于通過 STARTER 調(diào)試工具進(jìn)行工程組態(tài)，并用于訪問集成的 Web 服務(wù)器

• 帶 2 個(gè) RJ45 接口的集成 2 端口交換機(jī)，基于 ERTEC ASIC。因此，可不使用附加外部交換機(jī)而配置佳拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（總線形、星形、樹形）。

若要使用數(shù)字量輸出，必須將 24 V 電源連接至端子 X124。為了運(yùn)行 CU310 2 控制單元，必須 使用一個(gè)含有固件 V4.4或更高版本的 CF 卡。

控制單元 CU310-2 連接示例

用于一個(gè)或多個(gè)電機(jī)模塊和輸入模塊的通訊、開環(huán)和閉環(huán)控制功能在一個(gè) CU320?2 控制單元中執(zhí)行。CU320?2 控制器原則上被設(shè)計(jì)為多軸工作型式。

CU320?2 DP 控制裝置，安裝有 BOP20 基本操作員面板

CU320?2 DP 控制單元的 CF 卡帶有 安全許可證

CF 卡包含固件和參數(shù)設(shè)置。CF 卡插到 CU320?2 控制單元的相應(yīng)插槽中。

幾個(gè)電機(jī)模塊的通訊、開環(huán)和閉環(huán)控制功能可在 CU320?2 控制器中執(zhí)行。計(jì)算能力取決于所連接電機(jī)模塊和系統(tǒng)部件的數(shù)量以及動態(tài)響應(yīng)。對于 CU320-2 控制單元，需要從第 4 軸開始進(jìn)行性能擴(kuò)展。CU320-2 控制單元的利用率可用 SIZER 組態(tài)工具進(jìn)行計(jì)算。

除固件之外，CF 卡還包含啟用固件功能所需的許可代碼。

除訂貨號外，目前也可以訂購帶或不帶性能擴(kuò)展的以下固件選件：

• 故障安全集成擴(kuò)展功能，每個(gè)軸的訂貨代碼 F01 到 F06（參見“故障安全集成"一章）

• 高輸出頻率1)，訂貨代碼 J01

• DCB Extension，訂貨代碼 U01

固件選件也可以現(xiàn)場激活，例如，如果訂購時(shí)不清楚所需性能擴(kuò)展，或安全集成擴(kuò)展功能重新激活。激活時(shí)必須有 CF 卡的序列號和待激活固件選項(xiàng)的訂貨號。這樣就可以通過購買許可證數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)的許可密碼，來激活固件選項(xiàng)。許可密碼僅適用于已經(jīng)經(jīng)過鑒別的 CF 卡，不可以轉(zhuǎn)移到其它的 CF 卡上。

6SL3130-6AE15-0AB1電源模塊

電抗器在變頻器系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，從20世紀(jì)90年代以來交流變頻調(diào)速已成為電氣傳動的主流，其應(yīng)用范圍日益廣泛。但是由于變頻器被使用在各種不同的電氣環(huán)境，若不采取恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，就會影響變頻器運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。實(shí)踐證明，適當(dāng)選配電抗器與變頻器配套使用，可以有效地防止因操作交流進(jìn)線開關(guān)而產(chǎn)生的過電壓和浪涌電流對它的沖擊，同時(shí)亦可以減少變頻器產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)的污染，并可提高變頻器的功率因數(shù)。因此探討與變頻器配套用的各類電抗器的作用和容量選擇等問題是十分必要的 。

二、變頻器系統(tǒng)配套用的三種電抗器

與變頻器配套用的電抗器有3種：

1、進(jìn)線電抗器L_A1又稱電源協(xié)調(diào)電抗器，它能夠限制電網(wǎng)電壓突變 和操作過電壓引起的電流沖擊，有效地保護(hù)變頻器和改善其功率因數(shù)。接入與未接入進(jìn)線電抗器時(shí)，變頻器輸入電網(wǎng)的諧波電流的情況，示于圖1。從圖1可以看出接入電抗器后能有效地抑制諧波電波 。

2、直流電抗器L_DC直流電抗器接在變頻系統(tǒng)的直流整流環(huán)節(jié)與逆變環(huán)節(jié)之間 ，L_DC能使逆變環(huán)節(jié)運(yùn)行更穩(wěn)定，及改善變頻器的功率因數(shù)。

3、輸出電抗器L_A2接在變頻器輸出端與負(fù)載（電機(jī)）之間，起到抑制變頻器噪聲的作用 。

三種電抗器在變頻器中的連接如圖2所示。

三、需要安裝進(jìn)線電抗器的場合

進(jìn)線電抗器既能阻止來自電網(wǎng)的干擾，又能減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對電網(wǎng)的污染，當(dāng)電源容量很大時(shí)，更要防止各種過電壓引起的電流沖擊，因?yàn)樗鼈儗ψ冾l器內(nèi)整流二極管和濾波電容器都是有害的。因此接入進(jìn)線電抗器，對改善變頻器的運(yùn)行狀況是有好處的。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在下列場合一定要安裝進(jìn)線電抗器，才能保證變頻器可靠的運(yùn)行 。

1、電源容量為600kVA及以上，且變頻器安裝位置離大容量電源在10m以內(nèi)，如圖3所示 ：

2、三相電源電壓不平衡率大于3%。電源電壓不平衡率K按式（1）計(jì)算 ：

其它晶閘管變流器與變頻器共用同一進(jìn)線電源，或進(jìn)線電源端接有通過開關(guān)切換以調(diào)整功率因數(shù)的電容器裝置 。

四、進(jìn)線電抗器容量的選擇

進(jìn)線電抗器的容量可按預(yù)期在電抗器每相繞組上的壓降來決定。一般選擇壓降為網(wǎng)側(cè)相電壓的2%～4%，也可按表1的數(shù)據(jù)選取 。

電感量L的計(jì)算公式如式（2）所示：

L=△U_L/（2πfI_n）=0.04U_v?/（πfI_n）

式中：U_v交流輸入相電壓有效值（V） ；△U_L——電抗器額定電壓降（V） ；I_n——電抗器額定電流（A） ；f——電網(wǎng)頻率（Hz）

進(jìn)線電抗器壓降不宜取得過大，壓降過大會影響電機(jī)轉(zhuǎn)矩。一般情況下選取進(jìn)線電壓的4%（8.8V）已足夠，在較大容量的變頻器中如75kW以上可選用10V壓降 。

五、直流電抗器和輸出電抗器的作 用

在有直流環(huán)節(jié)的變頻系統(tǒng)中，在整流器后接入直流電抗器可以有效地改善功率因數(shù)，配合得當(dāng)可以將功率因數(shù)提高到0.95，另外，直流電抗器能使逆變器運(yùn)行穩(wěn)定，并能限制短路電流，所以很多廠家生產(chǎn)的55kW以上的變頻器都隨機(jī)供應(yīng)直流電抗器 。

輸出電抗器的主要作用是補(bǔ)償長線分布電容的影響，并能抑制變頻器輸出的諧波，起到減小變頻器噪聲的作用。有些廠家還提供有輸出電抗器與無輸出電抗器時(shí)，連接電機(jī)的導(dǎo)線允許的最大長度，表2是西門子公司提供的數(shù)據(jù)。

六、三相交流進(jìn)線電抗器的設(shè)計(jì)計(jì) 算

當(dāng)選定了電抗器的額定電壓降=△U_L，再計(jì)算出電抗器的額定工作電流I_n以后，就可以計(jì) 算電抗器的感抗X_L。電抗器的感抗X_L由式（3）求得 ：

X_L=△U_L/I_n（Ω ）                 (3)

有了以上數(shù)據(jù)便可以對電抗器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

電抗器鐵芯截面積S與電抗器壓降△U_L的關(guān)系，如式（4）所示 ：

式中：△U_L——單位V；f——電源頻率（Hz） ；B——磁通密度（T）；N——電抗器的線圈圈數(shù) ；Ks——鐵芯迭片系數(shù)取Ks=0.93。

電抗器鐵芯窗口面積A與電流In及線圈圈數(shù)N的關(guān)系如式(5)所示 ：

A=I_nN /（jK_A）          （5）

式中：j——電流密度，根據(jù)容量大小可按2～2.5A/mm²選取 ；K_A——窗口 填充系數(shù)，約為0.4～0.5

鐵芯截面積與窗口面積的乘積關(guān)系如式（6）所示：

S_A = UI/（4.44fBjKsK_A×10^－4）      （6）

由式(6)可知，根據(jù)電抗器的容量UI（=△U_LI_n）值，選用適當(dāng)?shù)蔫F芯使截面積SA的積能符合式（6）的關(guān)系 。

假設(shè)選用B=0.6T，j=200A/cm²，Ks=0.93，K_A=0.45，設(shè) A=1.5S，則電抗器鐵芯截面與容量的關(guān)系為 ：

為了使進(jìn)線電抗器有較好的線性度，在鐵芯中應(yīng)有適當(dāng)?shù)臍庀丁Ｕ{(diào)整氣隙，可以改變電感量。氣隙大小可先選定在2～5mm內(nèi)，通過實(shí)測電感值進(jìn)行調(diào)整 。

七、電抗器電感量的測 定

1、直流電抗 器LDC電感量的測定
　

鐵芯電抗器的電感量和它的工作狀況有很大關(guān)系，而且是呈非線性的，所以應(yīng)盡可能使電抗器處于實(shí)際工作條件下進(jìn)行測量。 圖4所示是測量直流電抗器的電路。 在電抗器上分別加上直流電流I_d與交流電流I～ ，用電容C=200μF隔開交直流電路，測出L_DC兩端的交流電壓U～與交流電流I～，可由式（9）、式（10）式近似計(jì)算電感值L。

2、交流電抗器電感量的測 定

帶鐵芯的交流電抗器的電感量不宜用電橋測量，因?yàn)闇y電感電橋的電源頻率一般是采用1000Hz，因此測電感電橋只可用于測量空心電抗器 。

對于用硅鋼片疊制而成的交流電抗器，電感量的測量可用工頻電源的交流電壓表——電流表法測量，如圖5所示。通過電抗器的電流可以略小于額定值，為求準(zhǔn)確可以用電橋測量電抗器線圈內(nèi) 阻r_L，每相電感值可按式（11）計(jì)算

式中：U——交流電壓表的讀數(shù)(V)；I——交流電流表的讀數(shù)(A)；r_L——電抗器每相線圈電阻(Ω )。

由于電抗器線圈內(nèi)阻r_L很小，在工程計(jì)算中?？珊雎?/span>