S120变频调速装置:
SINAMICS S120具有0.55 - 5700kW的超宽功率应用范围。其中单轴AC/AC驱动器分为模块型和装机机柜型;多轴DC/AC驱动器分为紧凑书本型、书本型、装机机柜型和机柜单元。
S120允许不同功率等级与控制性能的单元自由组合,所有系统组件之间都具有高度的兼容性。可通过简单并联就可实现功率的增容,为jingque选型提供可能,其高度灵活的模块化设计完全能够满足客户的各种要求。
功率单元
单轴驱动的功率模块:
---结构紧凑的变频器
---两象限运行,不可向电网回馈能量
---包含组件:
---整流侧:晶闸管或二极管模块 + 预充电电路
---直流母线电容组
---逆变侧:IGBT模块
---进线滤波器,将干扰限制在 EN 61800-3 规定的 C3 类的限制范围内(仅装机装柜型)
---功率范围:
----0.55 – 4 kW @ 1AC/3AC 200 - 240 V
----5.5 – 55 kW @ 3AC 200 - 240 V
----0.55 – 250 kW @ 3AC 380 - 480 V
----11 – 132 kW @ 3AC 500 - 690 V
多轴驱动的电源模块
1.基本型电源:紧凑、经济的解决方案,用于无需能量回馈的驱动系统
---单象限运行,不可向电网回馈能量
---结构紧凑,价格经济
---包含组件:
---晶闸管或二极管模块
---直流母线电容组
---预充电电路
---进线滤波器,将干扰限制在 EN 61800-3 规定的 C3 类的限制范围内(仅装机装柜型)
2.智能型电源:不可控整流/回馈的解决方案,用于需要能量回馈的驱动系统
---四象限运行,可向电网回馈能量,采用IGBT模块可防止逆变颠覆
---无需自耦变压器
---结构紧凑,价格经济
---包含组件:
---IGBT模块
---直流母线电容组
---进线电源电压测量电路
---进线滤波器,将干扰限制在 EN 61800-3 规定的 C3 类的限制范围内(仅装机装柜型)
3.有源型电源:可控整流/回馈的解决方案,用于高动态性和高稳定性要求的驱动系统
---四象限运行,可向电网回馈能量
---直流母线电压恒定,适合于高动态响应的应用
---运行可靠性高,有一定耐受电网电压跌落能力
---包含组件:
---ALM:IGBT模块 + 直流母线电容组
---AIM:进线电抗器 + 电网净化滤波器 + 进线电源电压测量电路 + 预充电电路(仅装机装柜型) + 进线滤波器,将干扰限制在EN 61800-3 规定的C3类的限制范围内(仅装机装柜型)
多轴驱动的电机模块
---结构紧凑的逆变器
---运行安静 / 噪声水平 67 - 73 dB
---高效的功率部件保护
---功率范围:
---1.6 – 3000 kW @ 3AC 380 - 480 V
---75 – 5700 kW @ 3AC 500 - 690 V
控制单元
SINAMICSS120的控制单元用于控制整个驱动系统,包括功率模块、电源模块和电机模块等,它可以连接丰富的选件:通讯扩展板、操作面板、端子扩展模块、编码器模块等,用于控制功能的扩展。
CU320-2 DP/CU320-2 PN:用于多轴应用的控制单元
CU310-2 DP/CU310-2 PN:用于单轴应用的控制单元
操作面板
---gaoji操作面板 AOP30
---基本操作面板 BOP20
端子扩展板/通讯扩展板
---TB30:扩展4 x DI、4 x DO、2 x AI、2 x AO
---CBC10:CAN总线通讯
---CBE20:ProfiNET通讯
端子扩展模块
---TM31:扩展8 x DI、4 x DIO、2 x AI、2 x AO、2 x 继电器输出、1 x 温度传感器输入
---TM15:扩展24 x DIO
---TM41:扩展4 x DI、4 x DIO、1 x AI、TTL编码器
---TM54F:安全控制端子扩展
---TM120:温度传感器输入扩展
编码器模块
---SMC 10 旋转变压器适配模块
---SMC 20 juedui值编码器适配模块
---SMC 30 增量式编码器适配模块
---SMC 40 EnDat 2.2 编码器适配模块
电压测量模块VSM10
DRIVE-CLiQ Hub 模块DMC20
CF卡
SINAMICSS120的控制单元必须配合CF来使用,CF卡内带有S120的固件和参数设置,固件版本可以通过订货号中的两位体现出来,目前(2021年1月)Zui新的固件版本为V5.2。
当需要性能扩展以及扩展集成安全功能时,需要单独订购授权,并在CF卡的订货号中体现出来,详情见视频《S120产品简介——功率与控制部分》
功率单元、控制单元和CF卡为SINAMICS S120驱动系统必须的三个部分。
系统元件
除了必需的功率部分和控制部分,SINAMICSS120传动系统还需要选配系统元件,以保证传动装置和电机的正常运行,减小传动装置对电源的影响。它们包括:
进线侧组件
---进线电抗器
---用于基本整流装置 uk = 2%
---用于回馈整流装置 uk = 4%
---平滑输入电流
---减少变频器对电网电能质量的影响和干扰
---进线滤波器
---与进线电抗器一起工作,当变频器运行于民用环境时,将变频器工作时产生的无线干扰限制在 EN 61800-3 规定的 C2类的范围内
------只适用于中性点接地系统( TN或TT电网)
直流回路组件
---制动单元制动电阻
---仅在公共直流母线高于设定阈值时开始工作
---通过制动电阻消耗再生制动能量
---自动运行,无需控制回路
---电容模块:增加直流母线电容值以补偿瞬间失电
---控制电源模块:通过公共直流母线或外部电源(3AC 380-480 V)产生 24V 输出
输出侧组件
---输出电抗器
---电机电缆长度大于 300 / 450 米 ( 屏蔽 / 非屏蔽 ) 时需要加装
---减小电机电缆的容性漏电流
---与电机电缆等效电容共同作用,减小了输出侧的电压上升率
---带VPL的dv/dt滤波器
---限制输出侧电压上升率:du/dt < 500 V/µs
---限制输出侧的线电压尖峰值
---使变频器能够驱动没有绝缘强化的电机
---正弦波滤波器
---一阶 LC 低通滤波器,使得电机线电压近似正弦波
----减小电机噪声