6SL3130-6AE15-0AB1電源模塊

集成

CU310?2 控制單元通過(guò) PM-IF 接口驅(qū)動(dòng)書(shū)本型功率模塊,。DRIVE?CLiQ 電機(jī)或編碼器模塊 (SMC) 也可以連接到 DRIVE?CLiQ 接口上,，以允許在沒(méi)有 DRIVE?CLiQ 接口的情況下操作電機(jī)。

使用 BOP20 精簡(jiǎn)操作面板,，可直接在設(shè)備上更改參數(shù),。也可在運(yùn)行期間將 BOP20 精簡(jiǎn)操作面板卡裝到 CU310-2 控制單元上，以便執(zhí)行診斷,。

CU310?2 控制單元和其他連接的部件通過(guò) STARTER 調(diào)試工具進(jìn)行調(diào)試和診斷,。CU310?2 控制單元需要裝有 V4.4 版或更高版本的固件的 CF 卡。

CU310?2 PN 控制單元使用 PROFINET IO 和 PROFIdrive V4 配置文件與更別的控制系統(tǒng)通信,。

帶有 CU310?2 PN 的 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)假設(shè) PROFINET IO 設(shè)備的功能,，可執(zhí)行下列功能：

• PROFINET IO 設(shè)備

• 100 Mbit/s 全雙工通訊

• 支持實(shí)時(shí) PROFINET IO：

• RT（實(shí)時(shí)）

• IRT（等時(shí)同步實(shí)時(shí)），小發(fā)送時(shí)鐘 250 μs

• 通過(guò)符合 V4 規(guī)范的 PROFIdrive,，將控制 PROFINET IO 設(shè)備進(jìn)行連接

• 標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 通信用于通過(guò) STARTER 調(diào)試工具進(jìn)行工程組態(tài),，并用于訪問(wèn)集成的 Web 服務(wù)器

• 帶 2 個(gè) RJ45 接口的集成 2 端口交換機(jī)，基于 ERTEC ASIC,。因此,，可不使用附加外部交換機(jī)而配置佳拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（總線形,、星形、樹(shù)形）,。

若要使用數(shù)字量輸出,，必須將 24 V 電源連接至端子 X124。為了運(yùn)行 CU310 2 控制單元,，必須 使用一個(gè)含有固件 V4.4或更高版本的 CF 卡,。

控制單元 CU310-2 連接示例

用于一個(gè)或多個(gè)電機(jī)模塊和輸入模塊的通訊、開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制功能在一個(gè) CU320?2 控制單元中執(zhí)行,。CU320?2 控制器原則上被設(shè)計(jì)為多軸工作型式,。

CU320?2 DP 控制裝置，安裝有 BOP20 基本操作員面板

CU320?2 DP 控制單元的 CF 卡帶有 安全許可證

CF 卡包含固件和參數(shù)設(shè)置,。CF 卡插到 CU320?2 控制單元的相應(yīng)插槽中,。

幾個(gè)電機(jī)模塊的通訊、開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制功能可在 CU320?2 控制器中執(zhí)行,。計(jì)算能力取決于所連接電機(jī)模塊和系統(tǒng)部件的數(shù)量以及動(dòng)態(tài)響應(yīng),。對(duì)于 CU320-2 控制單元，需要從第 4 軸開(kāi)始進(jìn)行性能擴(kuò)展,。CU320-2 控制單元的利用率可用 SIZER 組態(tài)工具進(jìn)行計(jì)算,。

除固件之外，CF 卡還包含啟用固件功能所需的許可代碼,。

除訂貨號(hào)外,，目前也可以訂購(gòu)帶或不帶性能擴(kuò)展的以下固件選件：

• 故障安全集成擴(kuò)展功能，每個(gè)軸的訂貨代碼 F01 到 F06（參見(jiàn)“故障安全集成"一章）

• 高輸出頻率1),，訂貨代碼 J01

• DCB Extension,，訂貨代碼 U01

固件選件也可以現(xiàn)場(chǎng)激活，例如,，如果訂購(gòu)時(shí)不清楚所需性能擴(kuò)展,，或安全集成擴(kuò)展功能重新激活。激活時(shí)必須有 CF 卡的序列號(hào)和待激活固件選項(xiàng)的訂貨號(hào),。這樣就可以通過(guò)購(gòu)買(mǎi)許可證數(shù)據(jù)庫(kù)中的相應(yīng)的許可密碼,，來(lái)激活固件選項(xiàng)。許可密碼僅適用于已經(jīng)經(jīng)過(guò)鑒別的 CF 卡,，不可以轉(zhuǎn)移到其它的 CF 卡上,。

6SL3130-6AE15-0AB1電源模塊

電抗器在變頻器系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，從20世紀(jì)90年代以來(lái)交流變頻調(diào)速已成為電氣傳動(dòng)的主流,，其應(yīng)用范圍日益廣泛,。但是由于變頻器被使用在各種不同的電氣環(huán)境，若不采取恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，就會(huì)影響變頻器運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性,。實(shí)踐證明，適當(dāng)選配電抗器與變頻器配套使用,，可以有效地防止因操作交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)而產(chǎn)生的過(guò)電壓和浪涌電流對(duì)它的沖擊,，同時(shí)亦可以減少變頻器產(chǎn)生的諧波對(duì)電網(wǎng)的污染，并可提高變頻器的功率因數(shù),。因此探討與變頻器配套用的各類(lèi)電抗器的作用和容量選擇等問(wèn)題是十分必要的 ,。

二、變頻器系統(tǒng)配套用的三種電抗器

與變頻器配套用的電抗器有3種：

1,、進(jìn)線電抗器L_A1又稱(chēng)電源協(xié)調(diào)電抗器,，它能夠限制電網(wǎng)電壓突變 和操作過(guò)電壓引起的電流沖擊，有效地保護(hù)變頻器和改善其功率因數(shù),。接入與未接入進(jìn)線電抗器時(shí),，變頻器輸入電網(wǎng)的諧波電流的情況，示于圖1,。從圖1可以看出接入電抗器后能有效地抑制諧波電波 ,。

2、直流電抗器L_DC直流電抗器接在變頻系統(tǒng)的直流整流環(huán)節(jié)與逆變環(huán)節(jié)之間 ,，L_DC能使逆變環(huán)節(jié)運(yùn)行更穩(wěn)定,，及改善變頻器的功率因數(shù)。

3,、輸出電抗器L_A2接在變頻器輸出端與負(fù)載（電機(jī)）之間,，起到抑制變頻器噪聲的作用 。

三種電抗器在變頻器中的連接如圖2所示,。

三,、需要安裝進(jìn)線電抗器的場(chǎng)合

進(jìn)線電抗器既能阻止來(lái)自電網(wǎng)的干擾，又能減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對(duì)電網(wǎng)的污染,，當(dāng)電源容量很大時(shí),，更要防止各種過(guò)電壓引起的電流沖擊，因?yàn)樗鼈儗?duì)變頻器內(nèi)整流二極管和濾波電容器都是有害的,。因此接入進(jìn)線電抗器,，對(duì)改善變頻器的運(yùn)行狀況是有好處的。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),，在下列場(chǎng)合一定要安裝進(jìn)線電抗器,，才能保證變頻器可靠的運(yùn)行 。

1,、電源容量為600kVA及以上,，且變頻器安裝位置離大容量電源在10m以?xún)?nèi)，如圖3所示 ：

2、三相電源電壓不平衡率大于3%,。電源電壓不平衡率K按式（1）計(jì)算 ：

其它晶閘管變流器與變頻器共用同一進(jìn)線電源,，或進(jìn)線電源端接有通過(guò)開(kāi)關(guān)切換以調(diào)整功率因數(shù)的電容器裝置 。

四,、進(jìn)線電抗器容量的選擇

進(jìn)線電抗器的容量可按預(yù)期在電抗器每相繞組上的壓降來(lái)決定,。一般選擇壓降為網(wǎng)側(cè)相電壓的2%～4%，也可按表1的數(shù)據(jù)選取 ,。

電感量L的計(jì)算公式如式（2）所示：

L=△U_L/（2πfI_n）=0.04U_v?/（πfI_n）

式中：U_v交流輸入相電壓有效值（V） ,；△U_L——電抗器額定電壓降（V） ；I_n——電抗器額定電流（A） ,；f——電網(wǎng)頻率（Hz）

進(jìn)線電抗器壓降不宜取得過(guò)大,，壓降過(guò)大會(huì)影響電機(jī)轉(zhuǎn)矩。一般情況下選取進(jìn)線電壓的4%（8.8V）已足夠,，在較大容量的變頻器中如75kW以上可選用10V壓降 ,。

五、直流電抗器和輸出電抗器的作 用

在有直流環(huán)節(jié)的變頻系統(tǒng)中,，在整流器后接入直流電抗器可以有效地改善功率因數(shù),，配合得當(dāng)可以將功率因數(shù)提高到0.95，另外,，直流電抗器能使逆變器運(yùn)行穩(wěn)定,，并能限制短路電流，所以很多廠家生產(chǎn)的55kW以上的變頻器都隨機(jī)供應(yīng)直流電抗器 ,。

輸出電抗器的主要作用是補(bǔ)償長(zhǎng)線分布電容的影響,，并能抑制變頻器輸出的諧波，起到減小變頻器噪聲的作用,。有些廠家還提供有輸出電抗器與無(wú)輸出電抗器時(shí),，連接電機(jī)的導(dǎo)線允許的最大長(zhǎng)度，表2是西門(mén)子公司提供的數(shù)據(jù),。

六,、三相交流進(jìn)線電抗器的設(shè)計(jì)計(jì) 算

當(dāng)選定了電抗器的額定電壓降=△U_L，再計(jì)算出電抗器的額定工作電流I_n以后,，就可以計(jì) 算電抗器的感抗X_L,。電抗器的感抗X_L由式（3）求得 ：

X_L=△U_L/I_n（Ω ）                 (3)

有了以上數(shù)據(jù)便可以對(duì)電抗器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

電抗器鐵芯截面積S與電抗器壓降△U_L的關(guān)系,，如式（4）所示 ：

式中：△U_L——單位V,；f——電源頻率（Hz） ；B——磁通密度（T）,；N——電抗器的線圈圈數(shù) ,；Ks——鐵芯迭片系數(shù)取Ks=0.93,。

電抗器鐵芯窗口面積A與電流In及線圈圈數(shù)N的關(guān)系如式(5)所示 ：

A=I_nN /（jK_A）          （5）

式中：j——電流密度，根據(jù)容量大小可按2～2.5A/mm²選取 ,；K_A——窗口 填充系數(shù),，約為0.4～0.5

鐵芯截面積與窗口面積的乘積關(guān)系如式（6）所示：

S_A = UI/（4.44fBjKsK_A×10^－4）      （6）

由式(6)可知，根據(jù)電抗器的容量UI（=△U_LI_n）值,，選用適當(dāng)?shù)蔫F芯使截面積SA的積能符合式（6）的關(guān)系 ,。

假設(shè)選用B=0.6T，j=200A/cm²,，Ks=0.93，K_A=0.45,，設(shè) A=1.5S,，則電抗器鐵芯截面與容量的關(guān)系為 ：

為了使進(jìn)線電抗器有較好的線性度，在鐵芯中應(yīng)有適當(dāng)?shù)臍庀?。調(diào)整氣隙,，可以改變電感量。氣隙大小可先選定在2～5mm內(nèi),，通過(guò)實(shí)測(cè)電感值進(jìn)行調(diào)整 ,。

七、電抗器電感量的測(cè) 定

1,、直流電抗 器LDC電感量的測(cè)定
　

鐵芯電抗器的電感量和它的工作狀況有很大關(guān)系,，而且是呈非線性的，所以應(yīng)盡可能使電抗器處于實(shí)際工作條件下進(jìn)行測(cè)量,。 圖4所示是測(cè)量直流電抗器的電路,。 在電抗器上分別加上直流電流I_d與交流電流I～ ，用電容C=200μF隔開(kāi)交直流電路,，測(cè)出L_DC兩端的交流電壓U～與交流電流I～,，可由式（9）、式（10）式近似計(jì)算電感值L,。

2,、交流電抗器電感量的測(cè) 定

帶鐵芯的交流電抗器的電感量不宜用電橋測(cè)量，因?yàn)闇y(cè)電感電橋的電源頻率一般是采用1000Hz,，因此測(cè)電感電橋只可用于測(cè)量空心電抗器 ,。

對(duì)于用硅鋼片疊制而成的交流電抗器，電感量的測(cè)量可用工頻電源的交流電壓表——電流表法測(cè)量,，如圖5所示,。通過(guò)電抗器的電流可以略小于額定值，為求準(zhǔn)確可以用電橋測(cè)量電抗器線圈內(nèi) 阻r_L,，每相電感值可按式（11）計(jì)算

式中：U——交流電壓表的讀數(shù)(V),；I——交流電流表的讀數(shù)(A)；r_L——電抗器每相線圈電阻(Ω )。

由于電抗器線圈內(nèi)阻r_L很小,，在工程計(jì)算中?？珊雎?/span>