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特约代理销售上海泽滔实业有限公司S120驱动器&伺服电机选型手册·2008.01 Sinamics S120系列丛书目录第一章 SINAMICS S120 DC/AC多轴驱动器概述 (3)第二章电源模块 (4)2.1基本型电源模块－BLM (Basic Line Module) (6)2.2 智能型电源模块－SLM (Smart Line Module) (10)2.3 主动型电源模块－ALM (Active Line Module) (13)第三章电机模块 (18)3.1 书本型电机模块 (Motor Module-Booksize ) (18)3.2 装机装柜型电机模块 (Motor Module-Chassis format) (21)3.3 电机模块订货的注意事项 (23)第四章控制单元及外围设备 (24)4.1 控制单元－CU320 (24)4.2 制动单元及制动电阻 (27)4.3 接口模块 (28)第五章 SINAMICS S120 AC/AC单轴驱动器的概述 (33)第六章控制单元 (35)6.1 CU310DP和CU310PN (35)6.2 CUA31 (38)第七章功率模块 (39)7.1 模块型功率模块PM340 (39)7.2 装机装柜型功率模块PM340 (41)第八章订货数据 (43)8.1 控制单元及相关的附件 (43)8.2 模块型功率模块 (43)8.3 装机装柜型功率模块 (46)8.4 编码器转换模块 (47)第九章电缆 (48)9.1 电机功率电缆 (48)9.2 电机功率电缆的详细订货数据 (49)9.3 信号电缆的订货数据 (52)第十章同步和异步伺服电机 (61)第十一章运动控制系统SIMOTION (101)11.1 系统简介 (101)11.2 订货数据 (101)S120驱动器&伺服电机选型手册·2008.01 Sinamics S120系列丛书第一部分 SINAMICS S120 DC/AC— 共直流母线的多轴驱动器控制单元 电源模块电机模块典型结构CU320ALM / SLM / BLM书本型装机装柜型书本型装机装柜型传感器模块带有标准 编码器接口的电机带有Drive-CLIQ 接口的 电机 不带编码器的电机 电抗器电源滤波器端子模块选件板＋24V 电源说明：1: 主控制模块2: 电源模块3: 单轴电机模块4: 双轴电机模块 : 装有Starter(或SCOUT)和Simatic Manager 软件 的PC 机，或S7-300/400、Simotion C/D/P24 V DC特约代理销售上海泽滔实业有限公司Sinamics S120系列丛书 S120驱动器&伺服电机选型手册·2008.01 特约代理销售上海泽滔实业有限公司第一章 SINAMICS S120 DC/AC多轴驱动器概述Sinamics S120是西门子公司推出的全新的集V/F、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统，它不仅能控制普通的三相异步电动机，还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机。
6SE70、S120和G150预充电回路综述RNE CS 任小川由于不同型号和不同规格采用的预充电回路设计不同，所以将其从相关资料中摘录出来，方便大家在设计使用中对比参考，如有不足，希望大家补充。
预充电回路作用：当变频器接通电源瞬间，由于之前直流母线上的储能元件电容两端电压为0，此时会产生很大的冲击电流，电源压降增大，形成对电网的干扰，通过预充电回路可减小电容的充电电流。
西门子低压变频器中预充电回路的设计上主要分为三种：即通过全控整流桥调节导通相位角、二极管整流桥旁路预充电电阻和单独的预充电整流桥加预充电电阻。
6SE70书本型变频器预充电回路：37kW为二极管整流桥，通过继电器旁路预充电电阻，完成预充电。
装机装柜型变频器预充电回路：对于45kW到200kW的装机装柜型变频器，直流母线电容预充电是通过辅助预充电二极管整流桥和预充电电阻完成的，当直流母线电压足够时，全控整流桥开始工作。
这种设计使得变频器之间不能通过直流母线并联，如果并联，当各变频器的全控整流桥不能同时投入时，会导致全控整流桥过载。
整流单元：书本型整流单元（规格B和C），15到55kW：整流桥为二极管整流桥，通过预充电电阻和旁路继电器完成预充电。
整流单元（规格E、H和K）：整流桥为全控整流桥，上电后，直流母线电压由0逐渐升到1.35倍的进线电压（1到2秒），不需要预充电电阻。
整流回馈单元：整流和回馈均为全控桥，预充电过程同整流单元规格E到K。
AFE：AFE上电，预充电接触器闭合，通过预充电电阻和逆变回路中的续流二极管对直流母线电容充电，当直流母线电容电压达到供电电压最大值时，主接触器闭合，旁路预充电电阻。
ON命令闭合预充电接触器，给直流母线电容充电，大约1s后，闭合主接触器，使能AFE脉冲。
逆变器：共直流母线设计时，如果逆变器需要通过开关电器与直流母线相连，则线路设计中需要预充电回路，如果无预充电回路，则只有直流母线当无电压时，才能闭合开关，推荐的预充电回路设计如下图：G150：预充电回路原理同6SE70装机装柜型变频器，预充电无需外部接线，由内部控制完成。
S120 培训手册1. 硬件1.1伺服系统的基本构成如上图所示，一个基本的S120伺服系统由以下几部分组成：用于系统控制的中心控制单元，用于供电的电源块，用于驱动伺服电机的电机模块以及连接各个模块的DRIVE-CLIQ接口系统。
下面，我们分别来对这些单元来作简单介绍。
1.2中心控制单元 CU320控制单元 CU320-2 PN 是一个中央控制模块，可实现对单个或多个电源模块和/或电机模块的开环和闭环控制功能。
接口说明•X100 - X103 DRIVE-CLiQ 接口DRIVE-CLIQ接口用于S120系统部模块的连接，在我们的项目中，使用西门子DRIVE-CLIQ电缆将CU320上的X100口与电机模块上的X200口相连接。
•X122 数字量输入/输出接口在本项目中，只使用了X122的第1个输入端子，作为伺服电机的急停使用。
连接的7、8号端子，作为参考电位，只有在连接参考电位的情况下，数字输入才可以工作。
•X132 数字量输入/输出项目中，出于这个输入输出，并没有使用有意义的输入或输出信号，只是连接了7、8号电子电位，留作备用。
•X124 电源此端子为CU320的电源端子，连接DC 24V电源及参考电位。
•X150 P1 / P2 PROFINET接口PROFINET接口用于与PLC进行数据传输，此处我们使用X150 P1连接至我们的交换机上。
另外，两个 PROFINET 接口各有一个绿色和一个黄色的 LED 用于诊断。
LED 可显示下列状态信息：•存储卡注意1：在运行期间插拔存储卡会导致设备停止的危险。
如果在运行期间插拔存储卡，可导致数据丢失并有可能引起设备停止。
•仅在控制单元断电状态下才可插拔存储卡。
•只允许按照上图所示插入存储卡（箭头在上方朝右指）注意2：连同存储卡一起寄出控制单元会导致数据丢失危险在寄回损坏的控制单元时，存储卡上已有的数据信息（参数、固件、授权等）在维修和测试期间有可能丢失。
西门子GM150变频器系统分析及故障处理变频器调速通过调节电源频率来调节速度，多用于电动机转速调速，能够实现无极调速，具有效率高、性能优特点，广泛应用于需要精确速度控制的生产环节。
榆济管道天然气增压输气站采用西门子GM150变频调速系统和配套的ABB供电设备，调节压缩机电动机转速，控制天然气瞬时流量，完成控制输气量及节能目的。
根据投运以来运行情况介绍此套变频调速系统。
1 变频调速系统组成主要由10kV开关柜、隔离变压器、变频器、预充磁、MCC、UPS组成。
1.1 10kV开关柜采用厦门ABB开关有限公司10kV开关柜，全称UniGear ZS1铠装式金属封闭式开关设备，向变频调速系统中隔离变压器提供电能。
开关柜由固定的柜体和真空断路器组成，柜体分3个隔间:断路器室、电缆室、低压室。
断路器室为金属全封闭，位于开关柜中部，内部有VD4型真空断路器、电压互感器、电流互感器，断路器是变频调速系统的电源开关，电压互感器用于电压检测，电流互感器用于电流检测。
电缆室位于开关柜底部，内部有断路器出线电缆、避雷器、接地开关等。
低压室位于开关柜顶部，内部有开关柜辅助和控制电源、检测保护装置，实现对开关柜下游设备的过流速断、低电压跳闸、过负荷报警等保护。
开关柜内部高温至设备损坏风险，因此低压室装有温湿度检测装置，对整个开关柜进行温度、湿度检测，提高开关柜安全运行性。
1.2隔离变压器采用德国ASA公司DOHX型具有矿物油加注的三相油浸式变压器（隔离变压器），接收10kV开关柜电能，转化适合电压等级后给变频器供电。
隔离变压器主要由铁芯及铁芯上缠绕的绕组组成，采用7绕组变压器，一次侧1个绕组，星形连接方式；二次侧6个绕组，连接方式依次为星形、星形、星形、三角形、三角形、三角形，输出侧每相电相位差20 o，隔离变压器一次侧电压等级为10kV，二次侧电压等级为1500V。
隔离变压器作用为变压、隔离和滤波。
一方面变压器通过特殊的绕组结构和连接组别为变频器提供电压等级为1500V的电能，满足变频器的36脉动整流需求；隔离变压器可以使一次侧和二次侧电气完全绝缘，使回路隔离，和电源没有直接的连接；利用隔离变压器铁芯高频损耗大的特点，经过电磁感应后将高变频谐波“滤”除。
BLM SLM ALM的区别BLM特点：（1）Basic Line Modle 采用可控硅（晶闸管）整流，不需要预充电，其DC-Link Voltage只通过改变晶闸管的控制角度来逐渐增加直流母线电压，这是其不需要加预充电的原因。
（2）不能实现能量的回馈，需要添加制动模块和制动电阻来释放电机在降速的时候，电机处于发电状态的电能。
SLM 特点：（1）二极管整流，IGBT逆变，IGBT只在能量回馈的时候采用，当直流母线电压高于设定值时，会通过IGBT的逆变功能来实现能量的回馈，保证母线电压稳定，减少了制动模块和制动电阻。
（2）由于采用二极管整流，当在合闸的一瞬间，其DC LINK Voltage会突然增大，会引起变频器的冲击，所以采用在合闸之前对变频器的直流母线电压进行预充电，避免此类事故的发生。
我们现场的S120CM的整流装置都是采用SLM，都需要预充电装置。
ALM 特点：（1）二极管整流和IGCT（ IGBT ）整流同时采用，在合HV断路器前，需要预充电，当DC Link Voltage升到4080V的时候HV breaker 合上，此时电压达到4600V左右，等待26s使直流母线电压稳定后，将IGCT（ IGBT ）使能脉冲（即IGCT功率器件的触发信号）投上，然后将DC LINk Voltage 升到4800V。
（2）采用IGCT，能够实现能量的回馈作用，不需要添加制动模块和制动电阻，需要预充电回路。
SLM和ALM的区别：（1）从硬件结构来看，基本一样，都采用IGBT和二级管的结构，从理论上来说，其硬件结构可以互换（2）SLM和ALM的区别在于控制方式的不同：A．S LM是存二极管整流，IGBT进行回馈；B．A LM刚开始为二级管整流，之后是二极管和IGBT同时整流后，能够维持直流母线电压恒定，不会受到电网的波动影响C．S LM和ALM由于在启动时都采用二级管整流，则需要预充电回路。
（1）采用可控硅整流（可以通过调节α角度来调节出口电压）（2）加进线电压后，可通过调节可控硅开口度来缓慢调节直流母线出口电压，不用再添加单独的预充电回路。
