西門子S7-300控制器CPU314C-2PTP

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獨(dú)立型 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜系統(tǒng)包括一個(gè) CU310?2 控制單元和一個(gè)電源模塊。電源模塊中集成了一個(gè)電源整流器、一個(gè)電壓源直流環(huán)節(jié)和一個(gè)用于為電機(jī)供電的逆變器。



帶有 CU310?2 控制單元的塊型電源模塊



電源模塊針對(duì)不能將電能回饋至電源的驅(qū)動(dòng)器而設(shè)計(jì)。制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的能量通過(guò)制動(dòng)電阻器而被轉(zhuǎn)換為熱量。

電源模塊也可通過(guò)一個(gè) CU320?2 控制單元、SIMOTION D4x5?2 或 CX32?2 擴(kuò)展控制器來(lái)運(yùn)行，例如，在必須將一個(gè)驅(qū)動(dòng)加到一個(gè)多軸驅(qū)動(dòng)組的配置中運(yùn)行。在這種情況下，塊型功率模塊必須配備 CUA31/CUA32 控制單元適配器。它是通過(guò) DRIVE-CLiQ 與 CU320?2 控制單元、SIMOTION D4x5?2 或 CX32?2 擴(kuò)展控制器相連的。機(jī)架型電源模塊可使用一條 DRIVE-CLiQ 電纜直接連接到多軸控制單元。

電機(jī)模塊
電機(jī)模塊中集成了一個(gè)電壓源直流環(huán)節(jié)和一個(gè)用于為電機(jī)供電的逆變器。



CU320?2 控制單元、電源模塊和兩個(gè)書(shū)本型電機(jī)模塊



電機(jī)模塊針對(duì)多軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，由一個(gè) CU320 2 控制單元、一個(gè) SIMOTION D4x5-2 或 CX32-2 擴(kuò)展控制器進(jìn)行控制。多個(gè)電機(jī)模塊是通過(guò)一條共用直流母線相互連接的。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。電壓源直流環(huán)節(jié)通過(guò)一個(gè)輸入模塊來(lái)提供輸入電壓。

電源模塊
電源模塊可產(chǎn)生一個(gè)直流電壓，用于通過(guò)電壓源直流鏈路向電機(jī)模塊供電。

基本電源模塊

基本電源模塊設(shè)計(jì)用于僅饋電運(yùn)行，即不能儲(chǔ)存再生能量到供電系統(tǒng)。若產(chǎn)生再生能量，例如，驅(qū)動(dòng)裝置制動(dòng)時(shí)，必須通過(guò)一個(gè)制動(dòng)模塊和一個(gè)制動(dòng)電阻器，將制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成熱。如果基本電源模塊用作饋電，必須安裝相匹配的電源電抗器?？蛇x裝電源濾波器，來(lái)限制干擾，以符合 Class C2 限制 (EN61800-3)。



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(dòng)系統(tǒng)在掉電后需要控制減速時(shí)（即能量不能儲(chǔ)存），才需要使用制動(dòng)模塊和制動(dòng)電阻器。如果非調(diào)節(jié)型電源模塊用作饋電，必須安裝相匹配的電源電抗器?？蛇x裝電源濾波器，來(lái)限制干擾，以符合 Class C2 限制 (EN61800-3)。



調(diào)節(jié)型電源模塊(Active Line)

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(dòng)系統(tǒng)在掉電后需要控制減速時(shí)（即能量不能儲(chǔ)存），才需要使用制動(dòng)模塊和制動(dòng)電阻器。但是，與基本電源模塊和非調(diào)節(jié)型電源模塊相比，調(diào)節(jié)型電源模塊可產(chǎn)生可調(diào)直流電壓，而不管電網(wǎng)波動(dòng)如何。在這種情況下，電源電壓必須保持在容許的電壓公差范圍內(nèi)。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。

為了運(yùn)行有源整流裝置，必須使用適宜的有源濾波裝置?？蛇x裝電源濾波器，來(lái)限制干擾，以符合 Class C2 限制 (EN61800-3)。



有關(guān)通過(guò) SINAMICS S120 來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)“系統(tǒng)說(shuō)明”。

電源模塊、電機(jī)模塊和輸入模塊分為書(shū)本型、緊湊書(shū)本型、塊型和機(jī)架型：

塊型和裝機(jī)裝柜型功率模塊

書(shū)本型、緊湊書(shū)本型和機(jī)架型電機(jī)模塊和輸入模塊。

冷卻方式
根據(jù)機(jī)座號(hào)的不同，有多種冷卻方式：



內(nèi)部空氣冷卻

在這種標(biāo)準(zhǔn)解決方案中，來(lái)自驅(qū)動(dòng)部件的電子電路和功率部分的功率損耗通過(guò)自然冷卻或布置到控制柜內(nèi)部的強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻系統(tǒng)來(lái)排除。

外部空氣冷卻

外部空氣冷卻采用“通孔”方法。部件的功率部分散熱器穿過(guò)控制柜的安裝表面，從而將功率部分散出的熱量釋放到一個(gè)獨(dú)立的外部冷卻回路?？刂乒裰斜Ａ舻膬H有熱量是由電子部件散發(fā)的。在外部散熱器的機(jī)械接口處，可達(dá)到 IP54 的防護(hù)等級(jí)。帶有散熱片和風(fēng)扇裝置（在供貨范圍內(nèi)）的散熱器從后部伸出到一個(gè)單獨(dú)的通風(fēng)區(qū)域內(nèi)，該通風(fēng)區(qū)域也可向外敞開(kāi)。

冷卻板冷卻

采用冷卻板冷卻方式的裝置可通過(guò)裝置后面板上的一個(gè)熱量接口將功率部分的熱量損耗傳遞到外部散熱器。例如，該外部散熱器可以是水冷式散熱器。

液體冷卻

在液體冷卻式裝置上，散熱器上安裝有功率半導(dǎo)體，冷卻介質(zhì)從該散熱器中流過(guò)。裝置產(chǎn)生的大部分熱量由冷卻介質(zhì)吸收，并可散到控制柜外面。

定制應(yīng)用
不同形式的設(shè)備可作為一種完整系統(tǒng)解決方案來(lái)購(gòu)買。用戶將得益于驅(qū)動(dòng)專家所擁有的專業(yè)知識(shí)，不必再考慮相關(guān)應(yīng)用的熱量方面的設(shè)計(jì)。尤其是在帶有采用冷卻板冷卻、外部空氣冷卻和液體冷卻裝置的機(jī)架型設(shè)備的應(yīng)用中，用戶將獲得一個(gè)技術(shù)可靠的解決方案，節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間。例如，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解決方案可以是一個(gè)采用冷卻板冷卻（完全安裝在一個(gè)公共冷卻板上）的書(shū)本型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，一直到帶有一個(gè)冷卻系統(tǒng)和溫度/冷凝控制的完整控制柜。

根據(jù)要求，我們可提供有關(guān)詳細(xì)信息。

能效
SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜可對(duì)各個(gè)軸的電能進(jìn)行回收并在多軸配置的直流回路中使用，并且可將能量回饋到電源系統(tǒng)中，從而節(jié)省了能量。即使在完全饋電下，控制柜中也不會(huì)產(chǎn)生多余熱量。

由于有源整流裝置可防止產(chǎn)生容性和感性無(wú)功電流，因此，SINAMICS S120 還能確保電源中不會(huì)產(chǎn)生不必要的功率損耗，并且不會(huì)產(chǎn)生電流諧波。這不僅防止了對(duì)其它負(fù)載造成有害影響，同時(shí)也降低了控制柜中產(chǎn)生的熱量。

系統(tǒng)部件
系統(tǒng)部件分為以下類別：

直流鏈路組件
例如，制動(dòng)模塊和制動(dòng)電阻器

輸出側(cè)的電源部件
例如，電機(jī)電抗器

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

書(shū)本型變頻調(diào)速柜
書(shū)本型單元最適合于多軸應(yīng)用，它們是彼此相鄰安裝的。共用電壓源直流環(huán)節(jié)采用集成連接方式。書(shū)本型單元的冷卻選件范圍較廣：內(nèi)部空氣冷卻、外部空氣冷卻、冷卻板冷卻以及（某些情況下）液體冷卻。

緊湊書(shū)本型
從書(shū)本型模塊，我們針對(duì)具有很高緊湊性要求的驅(qū)動(dòng)裝置開(kāi)發(fā)出緊湊書(shū)本型模塊。緊湊書(shū)本型模塊具有書(shū)本型模塊的全部?jī)?yōu)點(diǎn)和相同的性能，但總高度降低，具有更大的過(guò)載能力。緊湊書(shū)本型模塊尤其適合集成到具有很高動(dòng)態(tài)要求和安裝空間有限的機(jī)器中。



緊湊書(shū)本型模塊的冷卻方式為內(nèi)部空氣冷卻和冷卻板冷卻。

塊型
塊型模塊最適合單軸應(yīng)用，僅具有電源模塊。

可直接將 CU310?2 控制單元卡裝到這些模塊上面。這些裝置是通過(guò)內(nèi)部空氣冷卻或液體冷卻方式進(jìn)行冷卻的。