西门子CPU卡件ST40

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预充电回路概述
SINAMICSS120系列为电压源型变频器，直流回路采用电容做储能滤波元件。当使用二极管整流时，主回路上电的瞬间，直流母线之间相当于短路，为避免瞬间冲击电流对功率器件造成损坏，需要通过预充电回路对电容充电，逐步建立直流母线电压。
SINAMICS S120的整流模块称为进线模块Line Module，包括基本型进线模块BLM（Basic LineModule）、非调节型进线模块SLM（Smart Line Module）以及调节型进线模块ALM（Active LineModule），它们所采用的功率器件不尽相同，预充电回路以及主回路的接线也有所不同，下面逐一进行介绍。

2 装机装柜型BLM的预充电回路及接线
BLM为6脉动、不可控整流模块，采用晶闸管整流，如图1所示，通过改变晶闸管导通角（相角控制）对直流母线电容充电，不需要预充电电阻和旁路器。主回路上电后，变频器控制晶闸管导通角逐渐增大，直至导通，预充电完成进入正常运行阶段。

图1 装机装柜型BLM的主回路简图

装机装柜型BLM的典型接线如图2所示，其上电流程为：
（1）主开关合闸的通过其辅助触点闭合使能BLM；
（2）通过开关量或者通讯报文控制P840参数启动BLM；
（3）经过P862中设置的延时时间后，BICO参数r863.1置位，可将此参数连接至CU上的一个DO点，用来控制主回路器合分闸；或者，也可以直接采用X9端子排上的5、6号端子（内部逻辑控制点常开触点）来控制主回路器线圈；
（4）主器的辅助触点可接至CU的DI点，作为合闸的反馈；
（5）合闸后，装置通过相角控制完成直流回路预充电，这个约1至2秒钟。

图2 装机装柜型BLM的典型接线

3 装机装柜型SLM的预充电回路及接线
SLM为不可控的整流回馈单元，它的功率器件包括IGBT及反并联的二极管，通过预充电电阻和器对直流母线电容充电，如图3所示。由于在预充电的中，电阻以热能的消耗能量，不能地合分闸（应间隔3分钟以上），以避免预充电电阻过热损坏。

图3 装机装柜型SLM的预充电回路

装机装柜型SLM的典型接线图如图4所示，其上电流程为：

（1）主开关合闸的通过其辅助触点闭合使能SLM；
（2）通过开关量或者通讯报文控制P840参数启动SLM；
（3）内部逻辑控制装置中的预充电器合闸，预充电约1至2秒钟，X9端子排的7、8号端子为预充电器合闸的反馈，该可接至的控制器；
（4）预充电完成后，X9端子排的3、4号端子的常开触点将自动闭合，需通过这个控制旁路器的线圈合闸，随后预充电器分闸，电流从主回路流入。

注意：在连接X9端子排上L1、L2、L3至进线侧时，务必确保相序正确，否则在预充电时会产生相间短路，造成装置损坏。

图4 装机装柜型SLM的典型接线

4 装机装柜型ALM的预充电回路及接线
ALM为可控的整流回馈单元，它的功率器件包括IGBT及反并联的二极管，预充电回路与装机装柜型的SLM一样，如图5所示，同样不能地合分闸（应间隔3分钟以上），以避免预充电电阻过热损坏。

西门子可编程控制器ST20
图5 装机装柜型ALM的预充电回路

图5和图6为装机装柜型ALM以及与之匹配的接口模块AIM的典型接线图，图5中AIM的框架尺寸为FI和GI，预充电回路和旁路器都包含在其中，图6中AIM的框架尺寸为HI和JI，它的旁路器需要客户自己选配。其上电流程与装机装柜型的SLM一样，如3节所述，这里不再赘述，下面介绍ALM与AIM之间的接线：

（1）主回路连接，注意相序相对应；
（2）ALM控制AIM中预充电器合分闸，连接ALM的X9端子排的5、6号端子<-->AIM的X609端子排的9、10号端子；
（3）ALM控制AIM中旁路器合分闸，连接ALM的X9端子排的3、4号端子<-->AIM的X609端子排的11、12号端子。

注意：对于框架尺寸为HI和JI的ALM与AIM，由于旁路器是外配的，在对旁路器和X9端子排上L1、L2、L3以及T1、T2、T3接线时，务必确保相序正确，否则在预充电时会产生相间短路，造成装置损坏。

独立型SINAMICS S120 变频调速柜系统包括一个 CU310?2控制单元和一个电源模块。电源模块中集成了一个电源整流器、一个电压源直流环节和一个用于为电机供电的逆变器。

带有CU310?2 控制单元的块型电源模块

电源模块针对不能将电能回馈至电源的驱动器而设计。制动过程中产生的能量通过制动电阻器而被转换为热量。

电源模块也可通过一个 CU320?2控制单元、SIMOTION D4x5?2 或 CX32?2扩展控制器来运行，例如，在必须将一个驱动加到一个多轴驱动组的配置中运行。在这种情况下，块型功率模块必须配备 CUA31/CUA32控制单元适配器。它是通过 DRIVE-CLiQ 与 CU320?2 控制单元、SIMOTION D4x5?2 或 CX32?2扩展控制器相连的。机架型电源模块可使用一条 DRIVE-CLiQ 电缆直接连接到多轴控制单元。

电机模块中集成了一个电压源直流环节和一个用于为电机供电的逆变器。

CU320?2控制单元、电源模块和两个书本型电机模块

电机模块针对多轴驱动系统而设计，由一个CU320 2 控制单元、一个 SIMOTION D4x5-2 或 CX32-2扩展控制器进行控制。多个电机模块是通过一条共用直流母线相互连接的。由于多个电机模块共用同一个直流环节，它们可相互交换能量，即如果一个以发电机模式运行的电机模块产生了电能，该电能就可被以电机模式运行的另一个电机模块使用。电压源直流环节通过一个输入模块来提供输入电压。

电源模块可产生一个直流电压，用于通过电压源直流链路向电机模块供电。