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SINAMICS S120基本介绍


详细介绍: 详细介绍: SINAMICS 驱动系统之一的 SINAMICS S120 具有模块化设计, 可以提供高性能的单轴 和双轴驱动,具有广泛的工业应用价值。由于其具有很高的灵活性能,SINAMICS S120 可 以完美的满足应用中日益增长的对驱动系统轴数量和性能的要求。 SINAMICS S120 支持“弹 性”设备概念,可以灵活而快速的满足用户的特殊需求。

模块和扩充选件 —适合各种应用的通用组件控制单元(CU)执行工艺功能运算并控制 驱动器运行,而且提供连接到上位控制器的接口。 ? 电机模块是一个逆变器,为电机提供运行电源; ? 电源模块向直流母线提供电源,并可将直流母线上的再生能量回馈给电网; ? 交流驱动器功率模块内置了电源模块,所以功率模块可以单独使用; ? 电子选件板可以扩展系统功能,包括不同的编码器接口和过程信号连接; ? 直流母线为其他模块提供稳定的直流电源; ? 网侧功率元件 — 例如熔断器,接触器,电抗器,滤波器 — 组合成为完美的系统;

电源模块 电源模块就是我们常说的整流或整流/回馈单元,它是将三相交流电整流成直流电,供 给各电机模块(又常称逆变器),有回馈功能的模块还能够将直流电回馈给电网。根据是否有 回馈功能及回馈的方式,将电源模块分成下列三种: 基本型电源模块(BLM: Basic Line Modules):整流单元,但无回馈功能。靠接制动单元 和制动电阻才能实现快速制动。BLM 是将三相交流电整流成直流电,只能靠接制动单元和 制动电阻来实现制动。BLM 分为书本型(20kW、40kW、100Kw)和装机装柜型(200kW、 250Kw),机柜型请查阅其它的相关资料。对于书本型的 BLM 有内部风冷和冷板两种类型, 对于装机装柜型 BLM 有两种供电电压: 380-480VAC 和 660-690VAC。实际应用中,在 电网和 BLM 之间必须安装与其功率相对应的电抗器。 智能型电源模块(SLM: Smart Line Modules,又称非调节型电源模块):整流/回馈单元, 但直流母线电压不可调。SLM 是将三相交流电整流成直流电,并能将直流电回馈到电网, 但直流母线电压不能调节,所以又称非调节型电源模块。对于 5Kw 和 10Kw 的 SLM,可 以通过端子 X22: 2 来选择是否需要能量回馈;而对于 16Kw 和 36Kw 的 SLM,可以通过 参数来选择是否需要能量回馈。 对于不允许回馈的供电电网, 也可以接制动单元和制动电阻 来实现制动。5Kw 和 10Kw 的 SLM 是通过端子进行控制,而 16Kw 和 36Kw 的 SLM 是 通过 Drive-CLiQ 接口来控制,通过该接口和主控单元进行数据交换。SLM 的供电电压为

380-480V,功率范围为 5-36Kw。在实际应用中,在电网和 BLM 之间必须安装与其功率 相对应的电抗器。对于 36Kw 的 SLM,我们推荐使用滤波器。 主动型电源模块(ALM: Active Line Modules,又称调节型电源模块):整流/回馈单元, 且直流母线电压可调。 ALM 是将三相交流电整流成直流电,并能将直流电回馈到电网,且对直流母线电压进 行闭环控制,所以又称调节型电源模块。与 BLM 和 SLM 相比,由于 ALM 能够对直流母 线电压进行调节,所以即使电网电压波动而 ALM 也能保持整流母线电压的稳定。对于不允 许回馈的供电电网,也可以接制动单元和制动电阻来实现制动。主控单元通过集成在 ALM 上的 Drive-CLiQ 接口来对其进行控制。书本型的 ALM,供电电压为 380-480V,功率范围 为 16-120Kw。 装机装柜型的的 ALM, 当供电电压为 380-480V 时, 功率范围为 132-900Kw; 当供电电压为 660-690V 时,功率范围为 560-1400Kw。在实际应用中,在电网和 ALM 之 间必须安装与其功率相对应的电抗器。对于大于或等于 36Kw 的 ALM,必须使用与其相配 的滤波器。主动接口模块 AIM(Active Interface Modules),AIM 安装在电网和 ALM 之间, 它集成了滤波器、预充电回路及电源电压监控电路。

电机模块 电机模块就是我们常说的逆变单元,它是将 540V 或 600V 的直流电逆变成三相交流 电。目前的电机模块有两种类型:书本型和装机装柜型。书本型又分为单轴电机模块和双轴 电机模块,单轴为 3-200A;双轴为 3-18A。装机装柜型为 210-1405A(380-480V 电网); 85-1270A(500-690V 电网)。电机模块和主控单元之间通过 DRIVE-CLIQ 接口,进行快速 数据交换。 控制单元 SINAMICS S120 DC/AC 多轴驱动控制单元即 CU320,它是驱动系统的大脑,负责控 制和协调整个驱动系统中的所有模块,完成各轴的电流环、速度环甚至位置环的控制,并且 同一块 CU320 控制的各轴之间能相互交换数据, 即任意一根轴能够读取控制单元上其它轴 的数据,这一特征广泛被用作多轴之间的简单的速度同步。根据连接外围 I/O 模块的数量、 轴控制模式、所需的功能以及 CF 卡的不同,1 块 CU320 能够控制轴的数量也不同。

用作速度控制 ? 最大控制的轴数(指用带性能扩展 1 的 CF 卡):通常为 6 个伺服轴或 4 个矢量轴或 8 个 V/F 轴。实际控制的轴数与 CU320 的负荷(即所选的功能)有关,应以 SIZER 配置软 件为准。

? 伺服轴和矢量轴不能用一块 CU320 来控制,即伺服轴和矢量轴不能混配在一块 CU320 上,但伺服或矢量都能与 V/F 混配。 ? 最大输出频率及弱磁:伺服为 650Hz,矢量和 V/F 控制为 300Hz。最大为 5 倍的弱 磁。

用作位置控制 最大控制的轴数(指用带性能扩展 1 的 CF 卡):用作伺服控制时,最大为 4 个轴;用 作矢量控制时,最大为 2 个轴,控制轴的数量不是绝对的,与 CU320 的负荷有关,具体 控制轴数应由实际应用决定。推荐使用 SIZER 配置软件来决定所能控制的最大轴数。 带性能扩展 1 的 CF 卡,CU320 的计算能力将提高 100%,通常所说的最大控制的 轴数,是指用带性能扩展的卡。 SINAMICS S120 AC/AC 单轴驱动 控制单元有三种形式:CU310DP、CU310 PN 和 CUA31 ? CU310DP 是驱动器通过 Profibus-DP 与上位的控制器相连 ? CU310PN 是驱动器通过 Profinet 与上位的控制器相连 ? CUA31 是控制单元的适配器,通过 Drive-CLiQ 与 CU320 或 Simotion D 相连。 需要注意的是:CUA31 只是控制单元的适配器,必须借助于主控单元 CU320 或 Simotion D 才能控制电机的运动。而 CU310DP 和 CU310PN 本身就是主控单元,能直接 控制电机的运动。

功率模块 Sinamics S120 单轴交流变频器的功率模块(即:电源模块+电机模块)有两种形式: 模块型功率模块和装机装柜型功率模块。

模块型功率模块 PM340: : 能够接 TN、IT、TT 电网,电源为 3 相 AC380-400V 时,功率从 0.37-90Kw 电源为 1 相 AC200-240V 时,功率从 0.12-0.75Kw,整流部分为二极管,能量不能回馈电 网内置制动单元,通过外接制动电阻实现电机的快速制动,集成了安全功能“安全扭矩停车” 有内置电源滤波器和不含电源滤波两种规格。

装机装柜型功率模块 能够接 TN、IT、TT 电网,电源为 3 相 AC380-400V,功率从 110-250Kw 整流部分为二极管,能量不能回馈电网,内置制动单元(选件)和通过外接制动电阻实现电机 的快速制动, 集成了安全功能“安全扭矩停车”。

扩展 I/O 模块: TB30 端子插板,TM31、TM41、TM15 端子模块。 通讯接口板: CBC10 (CAN-Bus 接口板) ,CBE20 (CU320 ProfiNet 通讯板) ,

CBE30 (Simotion D ProfiNet 通讯板)。 Drive-CLiQ HUB 模块: DMC20 驱动轴扩展模块:CX32(Simotion D 通过 CX32 来连接更多的电机模块)。 编码器转换模块:SMC10(将 2 极或多极 resolver 信号转换为 Drive-CLiQ 信号)。 SMC20(将 1Vpp Sin/Cos 或 EnDat 增量信号转换为 Drive-CLiQ 信号)。 SMC30(将 TTL 或 HTL 信号转换为 Drive-CLiQ 信号)。 编码器转换模块:SME20 / SME25(将外接的 1Vpp Sin/Cos 或 EnDat 的增量编码器 信号转换为 Drive-CLiQ 信号)。 电网电压测量板:VSM10(精确地检测电网特性,即使在电网波动或瞬时中断,能确 保电源模块正常工作)。 控制电源模块(为电子板提供 24V DC) 电压限制模块: VCM (能够延长电机电源线至 630m 或 850m)。 简易操作面板: BOP 20(读写、监控、修改驱动参数)。

电缆 电机电缆是指从电机模块或功率模块到电机的功率电缆; 信号电缆是指从电机模块或功 率模块或传感器模块到电机的编码器电缆或 Drive-CliQ 电缆。

电机 伺服感应电机 1PH、1PL 系列;伺服同步电机 1FK、1FT 系列;力矩电机 1FW 系列; 直线电机 1FN 系列。


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