概述

“電壓保護(hù)功能”用于電機(jī) 1FE1...-....1-.... 和 2SP1 電機(jī)主軸，EMF 等級(jí) Û > 820 V ～ 2000 V（Veff 570 V ～ 1400 V） 以便發(fā)生故障時(shí)限制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的 DC 鏈路電壓。

一旦當(dāng)電機(jī)處于轉(zhuǎn)速時(shí)線電壓發(fā)生故障，或者驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)脈沖因電源故障被取消，則同步電機(jī)會(huì)給直流母線提供再生的高電壓。

VPM 檢測(cè)直流鏈路電壓是否太高（大于 820 V DC），并短路三根電機(jī)供電電纜，從而使電機(jī)減速運(yùn)行。通過(guò) VPM 和電機(jī)短路可使電機(jī)中的剩余功率轉(zhuǎn)化成熱量。

集成

VPM 可與 SINAMICS S120 或 SIMODRIVE 611 數(shù)字/通用 HRS 和 1FE1 電機(jī)以及 2SP1 電機(jī)主軸配合使用。

VPM 必須安裝在電機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間，離驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的距離為 1.5m。與 VPM 組合使用時(shí)，必須使用 6FX8 屏蔽電機(jī)供電電纜。

運(yùn)行 1FE1/2SP1 電機(jī)（采用 SINAMICS S120）的前提條件：

SINAMICS S120

SINUMERIK 840D sl 軟件版本 1.3 及更高

運(yùn)行 1FE1/2SP1 電機(jī)（采用 SIMODRIVE 611 數(shù)字/通用 HRS）的前提條件：

SIMODRIVE 611 數(shù)字型，帶性能控制或

SIMODRIVE 611 通用型 HRS，軟件版本 3.3

SINUMERIK 840D 電源線 軟件版本 4.4 及更高
 

概述

由于帶有分開(kāi)的電源裝置和控制單元，SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜系統(tǒng)可完美地滿足大量不同驅(qū)動(dòng)任務(wù)的要求。

控制單元根據(jù)要控制的驅(qū)動(dòng)器數(shù)量和所需性能級(jí)別進(jìn)行選擇，而電源裝置的額定值必須要滿足系統(tǒng)的電能要求?？刂茊卧碗娫囱b置之間的連接可非常簡(jiǎn)便地使用數(shù)字系統(tǒng)接口 DRIVE?CLiQ 來(lái)完成。

控制裝置

控制單元 CU310-2 PN

控制單元 CU320-2 PN

CU310?2 DP 和 CU310?2 PN 控制單元

CU310 2 控制單元用于控制單機(jī)傳動(dòng)裝置。標(biāo)配有一個(gè) PROFIBUS 接口 (CU310 2 DP) 或一個(gè) PROFINET 接口 (CU310 2 PN) 以及一個(gè) TTL/HTL 編碼器分析電路。

控制單元 CU320?2

CU320?2 控制單元用于多個(gè)傳動(dòng)裝置。此時(shí)，以下設(shè)備可通過(guò)控制單元 CU320?2 運(yùn)行。

• V/f 模式下*多 12 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，或
• 伺服或矢量控制模式下組多 6 個(gè)傳動(dòng)裝置。

CU320-2 控制單元可用于在多個(gè)傳動(dòng)裝置間建立連接，并實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單工藝功能。

電源模板

*簡(jiǎn)單的 SINAMICS S120 傳動(dòng)系統(tǒng)由一個(gè) CU310 2 控制單元和一個(gè)變頻裝置組成。變頻裝置中集成有一個(gè)進(jìn)線整流器、一個(gè)直流回路和一個(gè)用于為電機(jī)供電的逆變器。

帶有 CU310 2 控制單元的塊型電源模塊和 BOP20 基本操作面板

電源模塊針對(duì)不能將電能回饋至電源的驅(qū)動(dòng)器而設(shè)計(jì)。制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的能量通過(guò)制動(dòng)電阻器而被轉(zhuǎn)換為熱量。

變頻裝置也可通過(guò) CU320-2 控制單元、SIMOTION D4x5 2 或 CX32 2 Controller Extension 來(lái)運(yùn)行，例如，在向一個(gè)多軸傳動(dòng)組中添加了一個(gè)單機(jī)傳動(dòng)裝置之后。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。該多軸傳動(dòng)組通過(guò) DRIVE CLiQ 連接到 CU320 2 控制單元、SIMOTION D4x5 2 或 CX32 2 Controller Extension。使用 DRIVE-CLiQ 電纜可以將裝機(jī)裝柜型功率模塊直接連接到控制單元。

電機(jī)模塊

電機(jī)模塊中集成了一個(gè)直流環(huán)節(jié)和一個(gè)用于為電機(jī)供電的逆變器。

CU320?2 控制單元、電源模塊和兩個(gè)書本型電機(jī)模塊

逆變裝置設(shè)計(jì)用于多軸傳動(dòng)。多個(gè)電機(jī)模塊是通過(guò)一條共用直流母線相互連接的。由于多個(gè)電機(jī)模塊共用同一個(gè)直流環(huán)節(jié)，因此它們可相互交換能量，即如果一個(gè)以發(fā)電機(jī)模式運(yùn)行的電機(jī)模塊產(chǎn)生了電能，該電能就可被以電機(jī)模式運(yùn)行的另一個(gè)電機(jī)模塊使用。由電源模塊為電壓源直流鏈路提供電源電壓。

電源模塊

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

基本電源模塊

基本整流柜僅為整流供電工作而設(shè)計(jì)，即，它無(wú)法將再生能量回饋給電網(wǎng)。若產(chǎn)生再生能量，例如，驅(qū)動(dòng)裝置制動(dòng)時(shí)，必須通過(guò)一個(gè)制動(dòng)模塊和一個(gè)制動(dòng)電阻器，將制動(dòng)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。為了確保符合 EN 61800 3 標(biāo)準(zhǔn)的類別 C2 所規(guī)定的限值，還可以安裝一個(gè)進(jìn)線濾波器 EN 61800?3。

非調(diào)節(jié)型電源模塊 (Smart Line)

非調(diào)節(jié)型電源模塊可供電，并可返回再生能量到供電系統(tǒng)。只有在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在掉電后需要控制減速時(shí)（即能量不能儲(chǔ)存），才需要使用制動(dòng)模塊和制動(dòng)電阻器。如果非調(diào)節(jié)型電源模塊用作饋電，必須安裝相匹配的電源電抗器。為了確保符合 EN 61800 3 標(biāo)準(zhǔn)的類別 C2 所規(guī)定的限值，還可以安裝一個(gè)進(jìn)線濾波器 EN 61800?3。

調(diào)節(jié)型電源模塊 (Active Line)

調(diào)節(jié)型電源模塊可供電，并可返回再生能量到供電系統(tǒng)。只有在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在掉電后需要控制減速時(shí)（即能量不能儲(chǔ)存），才需要使用制動(dòng)模塊和制動(dòng)電阻器。但是，與基本電源模塊和非調(diào)節(jié)型電源模塊相比，調(diào)節(jié)型電源模塊可產(chǎn)生可調(diào)直流電壓，而不管電網(wǎng)波動(dòng)如何。在這種情況下，電源電壓必須保持在容許的電壓公差范圍內(nèi)。調(diào)節(jié)型輸入模塊從電源吸收波形基本上是正弦波的電流，限制了任何有害諧波成分。

為了操作有源整流裝置，必須使用具有適當(dāng)額定值的有源濾波裝置。為了確保符合 EN 61800 3 標(biāo)準(zhǔn)的類別 C2 所規(guī)定的限值，還可以安裝一個(gè)進(jìn)線濾波器 EN 61800?3。

有關(guān)組態(tài)采用 SINAMICS S120 的傳動(dòng)系統(tǒng)的詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)“系統(tǒng)說(shuō)明 – 規(guī)格設(shè)計(jì)”。

電源模塊、電機(jī)模塊和輸入模塊分為書本型、緊湊書本型、塊型和機(jī)架型：

• 塊型和裝機(jī)裝柜型功率模塊，
• 書本型、緊湊書本型和機(jī)架型電機(jī)模塊和輸入模塊。

冷卻方式

根據(jù)具體結(jié)構(gòu)型式，有兩個(gè)冷卻方式可供采用：

內(nèi)部空氣冷卻

在這種標(biāo)準(zhǔn)解決方案中，來(lái)自驅(qū)動(dòng)部件的電子電路和功率部分的功率損耗通過(guò)自然冷卻或布置到控制柜內(nèi)部的強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻系統(tǒng)來(lái)排除。

液體冷卻

對(duì)于液冷型變頻調(diào)速裝置，散熱器上安裝有功率半導(dǎo)體器件，冷卻介質(zhì)從該散熱器中流過(guò)。裝置產(chǎn)生的大部分熱量由冷卻介質(zhì)吸收，并可散到控制柜外面。

定制應(yīng)用

不同形式的設(shè)備可作為一種完整系統(tǒng)解決方案來(lái)購(gòu)買。用戶可利用傳動(dòng)裝置專家的專有知識(shí)，無(wú)需花費(fèi)寶貴的時(shí)間來(lái)計(jì)算具體應(yīng)用的熱量設(shè)計(jì)要求。尤其是在液冷型變頻調(diào)速裝置的應(yīng)用中，用戶可獲得技術(shù)上可靠的解決方案，并可降低其工程成本。該系統(tǒng)解決方案可擴(kuò)展為具有冷卻系統(tǒng)和溫度/冷凝控制的成套控制柜。

我們可根據(jù)要求提供詳細(xì)信息。

能效

SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜可對(duì)各個(gè)軸的電能進(jìn)行回收并在多軸配置的直流回路中使用，并且可將能量回饋到電源系統(tǒng)中，從而節(jié)省了能量。即使在*饋電下，控制柜中也不會(huì)產(chǎn)生多余熱量。由于有源整流裝置可防止產(chǎn)生容性和感性無(wú)功電流，因此，SINAMICS S120 還能確保電源中不會(huì)產(chǎn)生不必要的功率損耗，并且不會(huì)產(chǎn)生電流諧波。這不僅防止了對(duì)其它負(fù)載造成有害影響，同時(shí)也降低了控制柜中產(chǎn)生的熱量。

系統(tǒng)部件

系統(tǒng)部件分為以下類別：

• 直流鏈路組件
  例如，制動(dòng)模塊和制動(dòng)電阻器
• 負(fù)載側(cè)功率組件
  例如，電機(jī)電抗器
• 附帶系統(tǒng)部件
  例如，終端模塊、操作員面板和通訊板
• 編碼器系統(tǒng)接口
  用于將各種編碼器連接到 SINAMICS S120

書本型變頻調(diào)速柜

書本型單元*適合于多軸應(yīng)用，它們是彼此相鄰安裝的。公共直流回路連接一種集成式連接。它們是通過(guò)一個(gè)內(nèi)部空氣冷卻回路進(jìn)行冷卻的。

緊湊書本型

從書本型模塊，我們針對(duì)具有很高緊湊性要求的驅(qū)動(dòng)裝置開(kāi)發(fā)出緊湊書本型模塊。緊湊式書本型提供了書本型的幾乎全部?jī)?yōu)點(diǎn)，但總高度減小，過(guò)載能力更高。它們是通過(guò)一個(gè)內(nèi)部空氣冷卻回路進(jìn)行冷卻的。

塊型

塊型模塊*適合單軸應(yīng)用，僅具有電源模塊。

CU310-2 可直接進(jìn)行卡裝。它們是通過(guò)一個(gè)內(nèi)部空氣冷卻回路進(jìn)行冷卻的。

通過(guò)推穿型，電源模塊散熱片延伸穿過(guò)控制柜的后面板，從而有利于冷卻。推穿型應(yīng)該用于控制柜內(nèi)部產(chǎn)生的功率損耗量必須*小化的應(yīng)用中。

裝機(jī)裝柜型變頻調(diào)速柜

輸出功率更高的裝置（約 100 kW 或更高）采用變頻調(diào)速裝置結(jié)構(gòu)。它們分為整流裝置、電源模塊和逆變裝置。機(jī)架型模塊是通過(guò)一個(gè)內(nèi)部空氣冷卻回路進(jìn)行冷卻的?？梢葬槍?duì)特殊應(yīng)用（如擠出過(guò)程或船舶工程）訂購(gòu)水冷式設(shè)備。CU310?2 控制單元可被集成到電源模塊中。

產(chǎn)品目錄 D 21.3 中提供了液冷型變頻器的其它信息。

變頻調(diào)速柜

除產(chǎn)品目錄中列出的變頻器外，SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜是一個(gè)適用于多機(jī)傳動(dòng)的模塊化機(jī)柜系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用集中整流供電和公共直流母排。通常應(yīng)用于紙加工機(jī)械、軋機(jī)、試驗(yàn)臺(tái)或升降機(jī)等領(lǐng)域?？绽湫妥冾l調(diào)速柜的總額定功率可高達(dá) 4500 kW，而水冷型可高達(dá) 5700 kW。

系統(tǒng)的主要組成部分：

• 進(jìn)線柜
• 基本電源模塊
• 非調(diào)節(jié)型電源模塊 (Smart Line)
• 有源整流柜，包括有源濾波柜
• 集中制動(dòng)柜
• 電機(jī)模塊
• 輔助電源柜