西門子S120電源模塊6SL3330-7TE41-0AA3

全封閉式 IP65 SIMATIC 設(shè)備（SIMATIC 工業(yè)平板 PRO，SIMATIC 平板 PRO,，SIMATIC 瘦客戶端 PRO 和 SIMATIC IPC477D PRO）專為安裝在支架臂/基座上而設(shè)計(jì),。由于這些設(shè)備采用極為堅(jiān)固耐用的設(shè)計(jì)，特別適合惡劣環(huán)境下的工業(yè)應(yīng)用,。

IP65 全面保護(hù)型設(shè)備產(chǎn)品線：

• SIMATIC Industrial Flat Panel PRO

• SIMATIC Flat Panel PRO

• SIMATIC Thin Client PRO

• SIMATIC IPC477D PRO（15",、19"、22" 顯示屏）

• IP65 全面保護(hù)型設(shè)備的系統(tǒng)組件：

• 緊固件

• 擴(kuò)展單元和操作控制部件

• 擴(kuò)展組件

正面采用不銹鋼的面板

帶有不銹鋼前端的 SIMATIC 設(shè)備（SIMATIC 工業(yè)瘦客戶機(jī) INOX）適合在食品與飲料,、制藥和精細(xì)化工領(lǐng)域以及其它衛(wèi)生應(yīng)用中使用,，用于機(jī)器級(jí)的操作員控制與監(jiān)視。

具有不銹鋼前端的全封閉式 SIMATIC 設(shè)備（SIMATIC IPC277E 19" INOX PRO,、SIMATIC IFP1900 INOX PRO）經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì),，適合安裝在支撐臂/基座上。
由于采用細(xì)長(zhǎng)型設(shè)計(jì),，這些設(shè)備非常適合在食品與飲料加工機(jī)械和包裝機(jī)械上使用,，可以節(jié)省空間。

適合在危險(xiǎn)區(qū)域中使用的設(shè)備

SIMATIC HMI Ex 設(shè)備是專門設(shè)計(jì)用于“Zone 1"和“Zone 2"危險(xiǎn)區(qū)域的本安型 Panel PC 和 Thin Client,。

產(chǎn)品線：

• SIMATIC HMI Panel PC Ex NG

• SIMATIC HMI Panel PC Ex OG

• SIMATIC HMI Panel PC Ex

• SIMATIC HMI Thin Client Ex NG

• SIMATIC HMI Thin Client Ex

IPC Pro,、IFP Pro

SIMATIC IFP PRO 和 SIMATIC IFP PRO ETH：
具有 IP65 全封閉防護(hù)的新型工業(yè)平板顯示器 – 適合在惡劣環(huán)境條件下使用的工業(yè)寬屏顯示器，可直接安裝在機(jī)器上

SIMATIC IFP2200 PRO

SIMATIC IFP2200 PRO 對(duì)新型工業(yè)平板顯示器的現(xiàn)有產(chǎn)品系列加以補(bǔ)充。它們采用創(chuàng)新的投射式電容觸控屏技術(shù),，可檢測(cè)多 10 個(gè)手指的多點(diǎn)觸控手勢(shì),，配有明亮的寬屏顯示屏和玻璃前端。

這些設(shè)備通過(guò) DVI 或 DisplayPort 接口和 USB 與 PC 相連,，特別是可連接到 SIMATIC IPC,。該顯示器具有堅(jiān)固的鋁制外殼，可直接在機(jī)器上使用,，即使在惡劣和的操作環(huán)境中也能保證持久耐用,。

• 全封閉式的 IP65 保護(hù)

• 可布置在離處理器單元單元大 30 m 位置處（IFP 擴(kuò)展型）

• 堅(jiān)固耐用的工業(yè) 15"、19" 和 22" 寬屏顯示屏（多點(diǎn)觸控）

• 細(xì)長(zhǎng)型現(xiàn)代設(shè)計(jì)

• 可針對(duì)各制造商的支撐臂系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整

• 快速集成

• 能耗低

• 體積小,，重量低

• 得益于標(biāo)準(zhǔn)連接線纜,，接線量少且維護(hù)耗時(shí)短。

• 新的擴(kuò)展單元中集成有操作控制部件 

SIMATIC IFP PRO ETH

IFP1500 PRO ETH,、IFP1900 PRO ETH 和 IFP2200 PRO ETH 對(duì)新型工業(yè)平板顯示器的現(xiàn)有產(chǎn)品系列加以補(bǔ)充,，具有全高清分辨率（1920x 1080 像素）和中性設(shè)計(jì)前端。它們采用創(chuàng)新的投射式電容觸控屏技術(shù),，可檢測(cè)多 10 個(gè)手指的多點(diǎn)觸控手勢(shì),，配有明亮的寬屏顯示屏和玻璃前端。這些設(shè)備通過(guò)DisplayPort 或 Ethernet 接口和 USB 與 PC 相連,，特別是可連接到 SIMATIC IPC,。該顯示器具有堅(jiān)固的鋁制外殼，可直接在機(jī)器上使用,，即使在惡劣和的操作環(huán)境中也能保證持久耐用,。

優(yōu)勢(shì)

• 直接安裝在機(jī)器上 – 無(wú)需控制柜

• 通過(guò)細(xì)長(zhǎng)型現(xiàn)代設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)器進(jìn)行增強(qiáng)

• 設(shè)計(jì)緊湊，適用于空間有限的應(yīng)用

• 使用以太網(wǎng)監(jiān)視器功能,，可在遠(yuǎn) 100 m 距離處運(yùn)行

• 具有較高抗沖擊性和抗振性以及*的電磁兼容性,，可確保故障安全和長(zhǎng)使用壽命

• 操作直觀，寬屏讓可視化空間更大,；由于采用電容式多點(diǎn)觸控玻璃前端,，抗腐蝕性清洗劑和抗劃傷的能力更強(qiáng)

• 由于采用擴(kuò)展型工業(yè)平板顯示器 (IFP)，在分布式操作方案的設(shè)計(jì)上更加靈活

• 有各種安裝方式,，在選擇支撐臂型以及廠商時(shí)十分靈活

• 標(biāo)準(zhǔn)連接電纜便于調(diào)試與維護(hù)

• 采用便于維修的設(shè)備結(jié)構(gòu),，節(jié)省了時(shí)間和成本

應(yīng)用

SIMATIC IFP PRO 和 SIMATIC IFP PRO ETH 適合直接在惡劣環(huán)境條件下的機(jī)器上使用，可滿足這種惡劣環(huán)境對(duì)堅(jiān)固性和高可靠性的要求,。

這些工業(yè)平板顯示器可在出于技術(shù)或應(yīng)用原因而必須將計(jì)算單元 (IPC) 和操作/顯示單元相互遠(yuǎn)離安裝的任何場(chǎng)合使用,。緊湊而功能多樣的 SIMATIC IFP PRO/ETH 操作員面板可集成到許多機(jī)器設(shè)備和生產(chǎn)與自動(dòng)化系統(tǒng)中。

由于采用低型設(shè)計(jì),，該終端也可在狹小空間內(nèi)使用,。

該顯示器可作為支撐臂安裝型或基座安裝型在工廠和過(guò)程自動(dòng)化中使用。

設(shè)計(jì)

由于新的擴(kuò)展單元中集成有操作控制部件，用戶可實(shí)現(xiàn)各種操作方式：

示例：配備帶有操作控制部件的擴(kuò)展單元

• 堅(jiān)固的鋁制外殼,，IP65/NEMA 4x 防護(hù)等級(jí),，具有很高的抗振和抗沖擊性，電磁兼容性高

• 防劃傷,、防炫光玻璃屏，針對(duì)壓力和劃傷提供機(jī)械防護(hù)

• 1600 萬(wàn)種顏色

• 水平和垂直的可視角度高達(dá) 170°

• 食品端口：DVI-D 和 DisplayPort

• 接口：2 x USB（內(nèi)置）

• 電源：24V DC

• 環(huán)境溫度在操作過(guò)程中：0°C ... 45°C

這些操作控制結(jié)構(gòu)部件在以下型號(hào)中提供：

• IFP1900 PRO (1,366 x 768):

• 準(zhǔn)備用于不含擴(kuò)展組件的支架臂（法蘭位于頂部）

• 準(zhǔn)備用于基座/擴(kuò)展組件（法蘭位于下方）

• 準(zhǔn)備用于支架臂和擴(kuò)展組件（圓管式連接）

• IFP2200 PRO (1,920 x 1,080):

• 準(zhǔn)備用于不含擴(kuò)展組件的支架臂（法蘭位于頂部）

• 準(zhǔn)備用于基座/擴(kuò)展組件（法蘭位于下方）

• 準(zhǔn)備用于支架臂和擴(kuò)展組件（圓管式連接）

• IFP1500 PRO HD (1 920 x 1 080):

• 準(zhǔn)備用于基座/擴(kuò)展組件（法蘭位于下方）

• 支撐臂安裝,，使用擴(kuò)展件（法蘭安裝）

• IFP1900 PRO HD (1 920 x 1 080):

• 準(zhǔn)備用于基座/擴(kuò)展組件（法蘭位于下方）

• 支撐臂安裝,，使用擴(kuò)展件（法蘭安裝）

• IFP2200 PRO HD (1 920 x 1 080):

• 準(zhǔn)備用于基座/擴(kuò)展組件（法蘭位于下方）

• 支撐臂安裝，使用擴(kuò)展件（法蘭安裝）
   西門子S120電源模塊6SL3330-7TE41-0AA3

一,、前言

智能功率模塊（IPM）是*的混合集成功率器件,，由高速、低功耗的IGBT芯片和優(yōu)化的門極驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路構(gòu)成,。由于采用了能連續(xù)監(jiān)測(cè)功率器件電流的,，有電流傳感功能的IGBT芯片，從而實(shí)現(xiàn)高速的過(guò)流保護(hù)和短路保護(hù),。IPM集成了過(guò)熱和欠壓鎖定保護(hù)電路,，系統(tǒng)的可靠性得到進(jìn)一步提高。

VVVF（可變壓可變頻）變頻器是IPM主要的應(yīng)用,。本文從IPM的特點(diǎn)出發(fā),，討論了在設(shè)計(jì)VVVF變頻器時(shí)，IPM的選用問(wèn)題,。

二,、智能化晶體管模塊

日本三菱電機(jī)公司的IPM有四種電路形式，單管封裝（H）,、雙管封裝（D）,、六合一封裝（C）、七合一封裝（R）,，如圖1所示,。其中C型和R型是專為變頻器使用設(shè)計(jì)的。

圖1　三菱IPM的封裝

IPM有精良的內(nèi)置保護(hù)電路以避免因系統(tǒng)失靈或過(guò)應(yīng)力而使功率器件損壞,，所設(shè)置的故障檢測(cè)和速斷裝置允許在不犧牲可靠性的條件下,，最大限度地利用功率元件的容量。內(nèi)置保護(hù)功能的框圖如圖2所示：

注：V₁,、I,、FO、C為控制端子：C,、E為主端子

圖2　IPM的保護(hù)功能框圖

如果IPM模塊其中一種保護(hù)電路動(dòng)作,，IGBT柵極驅(qū)動(dòng)單元就會(huì)關(guān)斷電流，并輸出一個(gè)故障信號(hào)（FO）。

IPM的主要優(yōu)點(diǎn)在于：

1,、由于IPM集成了驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路,，使用戶產(chǎn)品的設(shè)計(jì)變得相當(dāng)容易，縮短了產(chǎn)品上市的時(shí)間,。

2,、自動(dòng)化的IPM組裝和測(cè)試手段提高了系統(tǒng)的可靠性，其他還包括減少所需采購(gòu),、存儲(chǔ)和組裝的元件數(shù)等優(yōu)點(diǎn),。

3、由于IPM通態(tài)損耗和開(kāi)關(guān)損耗都比較低,，使得散熱器減少,，因而系統(tǒng)尺寸也減少。

4,、所有的IPM都采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)化與邏輯電平控制電路相聯(lián)的柵控接口,，在產(chǎn)品系列擴(kuò)充時(shí)無(wú)須另行設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路。

5,、IPM在故障情況下的自保護(hù)能力,，減低了器件在開(kāi)發(fā)和使用中過(guò)載情況下的損壞機(jī)會(huì)。

三,、IPM的選用

IPM在選用時(shí),，首先是根據(jù)變頻裝置的容量（電動(dòng)機(jī)的額定功率），同時(shí)也要考慮供電電源容量,，確定其額定值和最大值,，然后選擇具體型號(hào)。選型時(shí),，有兩個(gè)主要方面需要權(quán)衡,。根據(jù)IPM的過(guò)流動(dòng)作數(shù)值以確定峰值電流及適當(dāng)?shù)臒嵩O(shè)計(jì)以保證結(jié)溫峰值永遠(yuǎn)小于最大結(jié)溫額定值，使基板的溫度永遠(yuǎn)低于過(guò)熱動(dòng)作數(shù)值,。

峰值電流依電機(jī)的功率額定值而定,。下表是根據(jù)OC動(dòng)作數(shù)值和電機(jī)峰值電流而給出的交流220V電機(jī)推薦使用的IPM類型。電機(jī)峰值電流是基于變頻器和電機(jī)工作的效率,、功率因數(shù),、最大負(fù)載和電流脈動(dòng)而設(shè)定的。電機(jī)電流最大峰值可由下式計(jì)算：

式中：P＝電機(jī)功率（W）,；O_L＝變頻器最大過(guò)載系數(shù),；λ＝電流脈動(dòng)因數(shù)；η＝變頻器的效率,；φ_F＝功率因數(shù),；V_AC＝交流線電壓（V）,。

交流220V電機(jī)額定值對(duì)OC保護(hù)設(shè)置的要求表

例如：電源V_AC＝220V交流，電機(jī)P＝3.7kW,O_L＝150%,λ＝120%,η＝0.9,φ_F＝0.76,則Ic（峰值）＝36.1A,。

依據(jù)上表的推薦型號(hào)PM50RSA060規(guī)定的最小OC動(dòng)作數(shù)值是65A,，所以這個(gè)型號(hào)能夠滿足第一個(gè)要求，選定后,，還需通過(guò)適當(dāng)?shù)臒嵩O(shè)計(jì)來(lái)滿足其熱要求,。在具體的應(yīng)用中，應(yīng)針對(duì)器件手冊(cè)中給定的參數(shù)如：最大額定值,，特性參數(shù)（電氣特性,，熱特性，機(jī)械特性）以及推薦的工作條件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),。

四、結(jié)論

IPM集成了驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路,，給用戶產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)帶來(lái)了很大的便利,，VVVF變頻器是其典型的應(yīng)用場(chǎng)合。在選用IPM時(shí),，要根據(jù)IPM過(guò)流動(dòng)作數(shù)值來(lái)確定其峰值電流,。