西門子6SL3000-0CE33-3AA0

2017-07-07 14:12:19　來源: 上海勵(lì)輝自動化科技有限公司　訪問：10 次

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水冷式 SINAMICS S120 變頻調(diào)速裝置具有高輸出功率、占用空間小等優(yōu)點(diǎn)。水冷卻的效率顯著好于空氣冷卻。也因此這樣，水冷型的變頻調(diào)速裝置也比同功率空冷型變頻調(diào)速裝置要小得多。由于主要功耗產(chǎn)生的熱量全部通過冷卻液耗散掉了，電子器件只需小風(fēng)扇就足夠了。這意味著這些裝置運(yùn)行時(shí)噪音較低。由于緊湊的結(jié)構(gòu)和幾乎可以忽略的冷卻空氣需求量，水冷型變頻調(diào)速裝置可以用于任何地方，尤其是空間狹小、環(huán)境條件苛刻的應(yīng)用場合。

水冷型裝置密封外殼的防護(hù)等級可達(dá)到 IP55。

水冷式 SINAMICS S120 變頻調(diào)速裝置包括：

電源模板

基本電源模塊

有源整流單元

有源濾波裝置

電機(jī)模塊

相關(guān)系統(tǒng)組件（如進(jìn)線電抗器、輸出電抗器、帶 VPL 的 dv/dt 濾波器以及正弦波濾波器）均為空冷式。有源濾波裝置分為空冷式和水冷式。

水冷式變頻調(diào)速裝置的優(yōu)點(diǎn)：

與空冷式相比，占用空間可減少高達(dá) 60 %

功率半導(dǎo)體器件、直流母線電容器和充電電阻等主要部件，都可通過冷卻回路進(jìn)行冷卻。

只需很小的冷卻液流量

統(tǒng)一的壓差 0.7 bar

自動保護(hù)功能

鍍鎳母排

噪音低

與所有 SINAMICS 系列組件、功能及工具都兼容

可通過并聯(lián)增容

無需風(fēng)扇

水冷型柜體

SINAMICS S120 水冷式變頻調(diào)速裝置還可組裝成變頻調(diào)速柜使用。參見章節(jié) SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜 → 液冷式變頻器。

用于 SINAMICS S120 液冷式設(shè)備的驅(qū)動系列示例

由于帶有分開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)動任務(wù)的要求。

控制單元根據(jù)要控制的驅(qū)動器數(shù)量和所需性能級別進(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。控制單元和電源裝置之間的連接可非常簡便地使用數(shù)字系統(tǒng)接口 DRIVE‑CLiQ 來完成。

傳動裝置分為：

電源模板
基本電源模塊
回饋整流裝置（僅有空冷型）
有源整流單元
有源濾波裝置
電機(jī)模塊

電源模板

最簡單的 SINAMICS S120 傳動系統(tǒng)由一個(gè) CU310 2 控制單元和一個(gè)變頻裝置組成。

對于專門為單機(jī)傳動設(shè)計(jì)的不帶再生回饋的變頻裝置，進(jìn)線側(cè)和輸出側(cè)變頻裝置組合在為一個(gè)單元。

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。

控制單元安裝在變頻裝置上，用于變頻裝置的智能化控制，它帶有與上位系統(tǒng)通訊的接口，以及外部擴(kuò)展接口。

電源模塊

電源模塊包含直流母線的中央電源?？梢赃x擇不同整流裝置來滿足各種應(yīng)用需要：

基本電源模塊
非調(diào)節(jié)型電源模塊 (Smart Line)
有源整流單元

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，它無法將再生能量回饋給電網(wǎng)。如果過程產(chǎn)生可再生能源（比如驅(qū)動器制動時(shí)），必須通過制動模塊和制動電阻將其轉(zhuǎn)換為熱能。
為確保符合 EN 61800‑3 C2 級所規(guī)定的限制，可以選擇安裝線路濾波器。

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)動系統(tǒng)在掉電后需要控制減速時(shí)（即能量不能儲存），才需要使用制動模塊和制動電阻器。當(dāng)使用智能線路模塊進(jìn)行饋電時(shí)，必須安裝匹配的線路電抗器。
為確保符合 EN 61800-3 C2 級所規(guī)定的限制，可以選擇安裝線路濾波器。

有源整流單元

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)動系統(tǒng)在掉電后需要控制減速時(shí)（即能量不能儲存），才需要使用制動模塊和制動電阻器。

同基本整流裝置以及回饋整流裝置相比，有源整流裝置會產(chǎn)生一個(gè)可調(diào)節(jié)的直流電壓，且無論電網(wǎng)電壓怎樣變化，這個(gè)直流電都會在電源電壓允許的波動范圍內(nèi)使直流電壓保持穩(wěn)定值。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。有源整流裝置運(yùn)行所需要的組件都集成在有源濾波裝置中。
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。

電機(jī)模塊

直流回路和為電機(jī)供電的逆變器集成到逆變裝置中。

電機(jī)模塊針對多軸驅(qū)動系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，由一個(gè) CU320‑2 或 SIMOTION D 控制單元進(jìn)行控制。逆變裝置通過直流母排進(jìn)行互連。

一個(gè)或者多個(gè)逆變裝置通過直流回路獲得電機(jī)用的電源?？梢酝蟿油诫姍C(jī)和感應(yīng)電機(jī)。

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。中間回路的直流母線由整流裝置供電。

控制裝置

控制單元用于多機(jī)傳動系統(tǒng)的智能控制。它配有控制驅(qū)動的相關(guān) I/O 以及與上位控制系統(tǒng)通訊的接口。各種控制單元具有不同的功能和不同性能水平。

系統(tǒng)部件

傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成可以通過選擇控制單元加變頻裝置或整流裝置加逆變裝置來搭建。其他系統(tǒng)組件可以按照需要來選配。

這些系統(tǒng)組件有：

進(jìn)線側(cè)開關(guān)組件，例如：進(jìn)線電抗器和進(jìn)線濾波器
直流鏈路組件例如，制動模塊和制動電阻器
輸出側(cè)組件，例如：輸出電抗器，dv/dt+VPL 和正弦波濾波器
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

DRIVE-CLiQ - 所有部件之間的數(shù)字式接口

SINAMICS S120 組件，包括電機(jī)和編碼器在內(nèi)，均配備高性能 DRIVE-CLiQ 系統(tǒng)接口。
比如線路和電機(jī)模塊會連接到控制單元 – 終端模塊和編碼器模塊通過 DRIVE-CLiQ 連接至驅(qū)動器系統(tǒng) – 簡單而且有效。也配有此接口的電機(jī)可直接連接到傳動。

對于其它廠商的電機(jī)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。

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(gè)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。

電子銘牌包含與特定組件有關(guān)的所有技術(shù)數(shù)據(jù)。除了技術(shù)數(shù)據(jù)外，該金牌上還包括物流數(shù)據(jù)（制造商 ID、訂貨號和 ID）。該數(shù)據(jù)可以在現(xiàn)場或以遠(yuǎn)程方式以電子方式調(diào)出，因此，始終可以識別出在機(jī)器中采用的全部組件，從而使服務(wù)工作更簡便。

噴漆的模塊

以下變頻柜標(biāo)配有帶涂層的模塊：

模塊型
書本型
裝機(jī)裝柜型變頻調(diào)速柜
控制裝置
傳感器模塊
端子模塊
高級操作員面板 (AOP30)

部件涂層可保護(hù) SMD 組件中的敏感元件免受有害氣體、粉塵和濕氣的腐蝕。

鍍鎳母排

變頻調(diào)速裝置中的所有銅排都進(jìn)行了鍍鎳處理，以實(shí)現(xiàn)最高耐候性。另外，無需對客戶提供的用于連接裸銅導(dǎo)線的接頭上的觸點(diǎn)進(jìn)行清潔。

注：

對于一些選件，出于技術(shù)原因，銅母排的某些部分不能鍍鎳。

功能

通訊和用戶端子排

作為上級控制器的客戶接口，標(biāo)準(zhǔn)配置有控制單元 CU320-2 上的 PROFIBUS 或 PROFINET 通信接口；還有擴(kuò)展端子模塊 TM31，端子板 TB30 和通過 CANopen 或 EtherNet / IP 進(jìn)行通信的模塊。

通過該接口，可將系統(tǒng)連接到上位控制器或連接附加單元。

有關(guān)詳細(xì)資料，請參閱《SINAMICS 低壓工程手冊》。

開環(huán)和閉環(huán)控制功能

SINAMICS S120 可采用動態(tài)、高精度閉環(huán)矢量控制（驅(qū)動對象類型 VECTOR）或高動態(tài)閉環(huán)伺服控制（驅(qū)動對象類型 SERVO）。

軟件和保護(hù)功能

標(biāo)準(zhǔn)軟件功能如下：

軟件和保護(hù)功能	說明
設(shè)定點(diǎn)輸入	可在內(nèi)部或外部指定設(shè)定值；在內(nèi)部指定固定設(shè)定值、電動電位器設(shè)定值或點(diǎn)動設(shè)定值，在外部通過通信接口或模擬量輸入進(jìn)行設(shè)定。內(nèi)部固定值設(shè)定和電動電位器設(shè)定可由來自端子接口上的控制命令進(jìn)行切換或調(diào)節(jié)。
電機(jī)識別	自動電機(jī)識別功能，使得調(diào)試更快捷，優(yōu)化變頻器的閉環(huán)控制。
斜坡函數(shù)發(fā)生器	一個(gè)斜坡函數(shù)發(fā)生器具有可獨(dú)立調(diào)節(jié)的上升和下降時(shí)間以及可調(diào)的工作周期（極限轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的），可實(shí)現(xiàn)傳動的平滑加速和減速。這會產(chǎn)生良好的速度控制響應(yīng)，有助于降低機(jī)械系統(tǒng)所承受的應(yīng)力?？蓡为?dú)針對緊急制動時(shí)的下降斜坡進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。
V_{dc 最大}控制器	在 V_{dc max} 控制器可自動防止直流鏈路中出現(xiàn)過電壓，例如設(shè)定的下降斜坡過短時(shí)。自動延長設(shè)定的斜坡下降時(shí)間。注：該功能僅對單機(jī)傳動有用。
動態(tài)緩沖 (KIP)	通過在一定時(shí)間內(nèi)由機(jī)械動能來彌補(bǔ)因輸入電源故障而缺失的能量。只要傳動系統(tǒng)能獲得再生能量，并且不會超過直流母排電壓的關(guān)斷閾值，就能保持運(yùn)行。當(dāng)在該時(shí)間段內(nèi)，電網(wǎng)電壓一旦恢復(fù)后，變頻器就會控制電機(jī)再次無波動加速至其設(shè)定速度。
自動重啟	當(dāng)電源在發(fā)生電源故障后重新恢復(fù)時(shí)，自動重啟會再次接通驅(qū)動器電源，并線性上升到當(dāng)前轉(zhuǎn)速設(shè)定點(diǎn)。
快速重啟	捕捉再啟動可將變頻裝置無擾動地連接到正在旋轉(zhuǎn)的電機(jī)上。選配的 VSM10 模塊提供有電壓檢測功能，由于無需對電機(jī)斷電，可顯著降低大型交流電機(jī)的捕捉再啟動時(shí)間。
工藝控制器	通過“工藝控制器”（PID 控制器）中的功能模塊可實(shí)現(xiàn)簡單的工藝控制功能，如液位控制或流量控制，以及復(fù)雜的張力控制。其中微分器輸入可切至控制值偏差通道或?qū)嶋H值通道（出廠設(shè)置）。P、I 和 D 分量可單獨(dú)進(jìn)行設(shè)置。
自由編輯功能塊	使用可自由編程的功能塊，可以很容易地讓 SINAMICS 變頻裝置實(shí)現(xiàn)邏輯和運(yùn)算功能。這些功能塊可通過操作面板或STARTER 調(diào)試工具進(jìn)行編程。
驅(qū)動個(gè)控制圖 (DCC)	傳動控制圖（DCC）擴(kuò)展了 SINAMICS 的工藝功能。功能塊庫包括眾多控制、算術(shù)和邏輯塊以及大量的開環(huán)和閉環(huán)控制功能。方便易用的傳動控制圖 DCC 編輯器可以使得圖形化組態(tài)變得容易，可清晰顯示控制回路結(jié)構(gòu)，并高效地重新利用現(xiàn)有圖形。DCC 是 STARTER 調(diào)試工具的附加件（→ 工具和組態(tài)）。
I²t 感應(yīng)，用于電機(jī)保護(hù)	使用存儲在變頻調(diào)速柜軟件中的電機(jī)模型，可以根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速和負(fù)載計(jì)算電機(jī)溫度。通過使用電機(jī)繞組中的 KTY84 傳感器進(jìn)行直接溫度檢測，由于還另外考慮到了環(huán)境溫度的影響，溫度的檢測更加精確。
電機(jī)溫度測定	通過分析 KTY84、PTC 或 PT100 溫度傳感器，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)保護(hù)。當(dāng)連接一個(gè) KTY84 溫度傳感器時(shí)，可以設(shè)定報(bào)警或關(guān)斷極限值。若連接的是 PTC 熱敏電阻，則可以對觸發(fā)該熱敏電阻后的系統(tǒng)響應(yīng)（報(bào)警或關(guān)斷）進(jìn)行設(shè)定。
電機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)	電機(jī)堵轉(zhuǎn)條件一旦達(dá)到，變頻器會立即關(guān)斷以防止過載。
制動控制	用于控制抱閘的“簡單制動控制”：抱閘用于針對不需要的運(yùn)動為傳動裝置提供保護(hù)。用于復(fù)雜制動控制的“擴(kuò)展制動控制”功能模塊，例如，用于電機(jī)抱閘和運(yùn)行抱閘：當(dāng)使用反饋信號執(zhí)行制動時(shí)，制動控制對抱閘的反饋信號觸點(diǎn)產(chǎn)生響應(yīng)。
寫防護(hù)	通過寫保護(hù)來防止意外更改設(shè)置參數(shù)（無密碼功能）。
通過專有保護(hù)	通過專有技術(shù)保護(hù)對存儲的數(shù)據(jù)加密，例如，保護(hù)組態(tài)專有技術(shù)并防止更改和復(fù)制（通過密碼功能）。
Web 服務(wù)器	集成的 Web 服務(wù)器通過其 Web 頁面提供有關(guān)傳動裝置的信息。使用 Internet 瀏覽器通過不安全 (http) 或安全傳輸協(xié)議 (https) 訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

電源單元保護(hù)

電源單元保護(hù)	說明
輸出側(cè)接地故障監(jiān)控	輸出側(cè)接地故障是通過監(jiān)控三相電流來識別，故障時(shí)變頻器會停機(jī)。
輸出側(cè)短路保護(hù)	可檢測輸出側(cè)的短路（例如，變頻器輸出端子上、電機(jī)電纜中、電機(jī)接線盒內(nèi)），并關(guān)斷變頻器。
熱過載保護(hù)	在超出過熱閾值時(shí)，首先發(fā)出一條警告消息。當(dāng)溫度進(jìn)一步上升，則會導(dǎo)致故障停機(jī)，或者自動調(diào)整脈沖頻率或輸出電流，以降低元件熱效應(yīng)。故障原因消除之后（如改善冷卻），就會自動恢復(fù)原始工作參數(shù)。

技術(shù)規(guī)范

重要的指令和標(biāo)準(zhǔn)見下表。這些標(biāo)準(zhǔn)和指令都是 SINAMICS S120 內(nèi)置裝置柜的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（必須嚴(yán)格遵守）以實(shí)現(xiàn)在功能上和運(yùn)行時(shí)都安全的電磁兼容性配置。

歐盟導(dǎo)則
2006/95/EC	低電壓指令：與各成員國法律相近似的有關(guān)在特定電壓范圍內(nèi)使用的電氣設(shè)備方面的歐洲議會和理事會指令（2006 年 12 月 12 日）。
2004/108/EC	EMC 規(guī)程：歐洲議會和理事會指令（2004 年 12 月 15 日）用于廢除指令 89/336/EEC，近似于各成員國有關(guān)電磁兼容性的法律
2006/42/EC	機(jī)器設(shè)備導(dǎo)則：有關(guān)機(jī)械設(shè)備的歐洲議會和理事會指令（2006 年 5 月 17 日），用于修改指令 95/16/EC（修正案）
歐洲標(biāo)準(zhǔn)
EN ISO 3744	聲音 – 測定來自升壓測量的噪聲源聲功率級和聲能量級 – 精度等級 2 的包絡(luò)面方法，用于反射平面上大致自由聲場
EN ISO 13849-1	機(jī)械安全性 – 控制系統(tǒng)的安全相關(guān)部分；第 1 部分：一般指南 (ISO 13849-1:2006)（取代 EN 954‑1）
EN 60146-1-1	半導(dǎo)體變流器 - 一般要求和電網(wǎng)換向變流器第 1-1 部分：基本要求技術(shù)規(guī)范
EN 60204-1	機(jī)械設(shè)備安全性 – 機(jī)器的電氣設(shè)備第 1 部分：一般要求
EN 60529	由外殼提供的防護(hù)等級（IP 代碼）
EN 61508-1	電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)的功能安全第 1 部分：一般要求
EN 61800-2	可調(diào)速電力傳動系統(tǒng)，第 2 部分：一般要求- 低壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的額定技術(shù)規(guī)格
EN 61800-3	可調(diào)速電力傳動系統(tǒng)，第 3 部分：電磁兼容性要求和測試方法
EN 61800-5-1	可調(diào)速電力傳動系統(tǒng)，第 5 部分：安全要求第 1 部分：電氣和熱量要求
EN 61800-5-2	可調(diào)速電驅(qū)動系統(tǒng) 第 5-2 部分：安全要求- 功能安全 (IEC 61800‑5‑2:2007)
北美標(biāo)準(zhǔn)
UL 508A	工業(yè)控制面板
UL 508C	動力轉(zhuǎn)換設(shè)備
CSA C22.2 No. 14	工業(yè)控制設(shè)備
認(rèn)證
cULus, cURus	由 UL (Underwriters Laboratories 按照 UL 和 CSA 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試

標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)志和 UL 認(rèn)證：
（→附錄，批準(zhǔn)）

通過提高伺服模式下的脈沖頻率取得的最高輸出頻率

脈沖頻率	最大允許輸出頻率
2 kHz	300 Hz
4 kHz	300/550 Hz ¹⁾

¹⁾ 可根據(jù)要求提供更高頻率。

過載能力

SINAMICS S120 變頻裝置具有應(yīng)對顛覆轉(zhuǎn)矩的過載能力。如果存在更大的峰值負(fù)載，那么必須在組態(tài)時(shí)考慮這種情況。因此，在具有過載要求的驅(qū)動器中，必須將合適的基本負(fù)載電流用作所需負(fù)荷的基礎(chǔ)。

允許的過載水平在以下前提條件下有效，驅(qū)動單元在過載條件之前和之后以其基本負(fù)載電流運(yùn)行，且占空比持續(xù)時(shí)間為 300 s。

對于負(fù)載周期內(nèi)負(fù)載變化較大的臨時(shí)、周期性負(fù)載周期，必須注意《SINAMICS 低壓工程手冊》的相關(guān)部分。

變頻裝置和逆變裝置

基于負(fù)載電流低負(fù)荷 I_L，允許 110 % 的過載 60 s 或 150 % 用于 10 s。

低過載

基于負(fù)載電流高負(fù)荷 I_H，允許 150 % 的過載 60 s 或 160 % 用于 10 s。

高過載

電源模塊

基準(zhǔn)負(fù)載電流高負(fù)荷 I_H，允許 150 % 的過載 60 s 或 I_{max DC} 用于 5 s。

高過載

水冷式AC/AC 變頻裝置由一個(gè)整流裝置、直流母排和一個(gè)逆變裝置組成，輸出直接拖動電機(jī)。

該變頻裝置適用于無再生能量回饋到電網(wǎng)的傳動系統(tǒng)。產(chǎn)生的再生能量需通過制動電阻變成熱能耗散掉。

變頻調(diào)速裝置的電源可連接到接地 TN/TT 和浮地 IT 電網(wǎng)。

設(shè)計(jì)

變頻裝置標(biāo)配下列接口：

1 個(gè)進(jìn)線電源接口
1 電機(jī)連接
1 個(gè) 24 V DC 電子裝置電源接口
1 組直流母排接口 (DCPA, DCNA)，用于連接制動單元
1 組直流母排接口 (DCPS, DCNS)，用于連接 dv / dt 濾波器
3 個(gè) DRIVE-CLiQ 插座
1 點(diǎn)溫度傳感器輸入（KTY84‑130，PTC 或 Pt100）
1 個(gè)用于連接安全抱閘適配器的接口
1 個(gè)用于故障安全集成功能的接口
2 個(gè) PE 接口

功率模塊由 CU310-2 控制單元控制，可以集成到功率模塊中。

變頻裝置的運(yùn)行狀態(tài)通過 3 個(gè) LED 來指示。

水冷型變頻裝置的供貨范圍還包括：

1 個(gè) DRIVE-CLiQ 電纜連接到控制單元
1 根 24 VDC 連接電纜，用于將電源連接到控制單元
1 塊安裝板，用于安裝控制單元
30 種語言的 1 組警告標(biāo)簽
(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)

多軸系統(tǒng)中的應(yīng)用

變頻裝置也可通過 DRIVE‑CLiQ 接口直接連接到單獨(dú)的 CU320-2 或 SIMOTION D4x5-2 控制單元，或連接到擴(kuò)展控制器 CX32-2。必須訂購所需距離的相應(yīng) DRIVE-CLiQ 電纜作為附加附件（請參見系統(tǒng)組件，連接系統(tǒng)）。

集成

變頻裝置通過 DRIVE-CLiQ 與控制單元通訊。此時(shí)控制單元可為 CU310-2，CU320-2 或 SIMOTION D 控制單元。

變頻裝置的連接示例

注：

連接器 X42 上的集成 24 V 電源的最大負(fù)載為 2 A。當(dāng)控制單元由集成電源供電時(shí)，必須特別注意數(shù)字輸出的總負(fù)載，以確保不超過 2 A 。

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