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原則上，所有單個和雙電機模塊都可在具有適宜電壓范圍的基本型輸入模塊、智能型輸入模塊或調(diào)節(jié)型輸入模塊上運行。
西門子公司提供有各種額定電流和額定功率的單軸和雙軸型式的電機模塊。
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單軸電機模塊：:單軸型式
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緊湊書本型
額定輸出電流為 3 A 到 18 A -
書本型
變頻調(diào)速柜，額定輸出電流為 3A - 200A -
裝置型
額定輸出電流為 85 A 到 1405 A
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緊湊書本型
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雙軸電機模塊：:雙軸型式
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緊湊書本型
額定輸出電流為 2 × 1.7 A 到 2 × 5 A -
書本型
額定輸出電流為 2 × 3 A 到 2 × 18 A
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緊湊書本型
電機模塊示例
書本型變頻調(diào)速柜中的單軸電機模塊
書本型單機傳動模塊，C/D 型，3 A 到 30 A
書本型單機傳動模塊，45 A 到 200 A
裝置型單機傳動模塊，框架型號 FX/GX 和 HX/JX
書本型變頻調(diào)速柜中的雙軸電機模塊
書本型雙機傳動模塊，C/D 型
由于帶有分開的電源裝置和控制單元，SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜系統(tǒng)可完美地滿足大量不同驅(qū)動任務(wù)的要求。
控制單元根據(jù)要控制的驅(qū)動器數(shù)量和所需性能級別進行選擇，而電源裝置的額定值必須要滿足系統(tǒng)的電能要求。控制單元和電源裝置之間的連接可非常簡便地使用數(shù)字系統(tǒng)接口 DRIVE‑CLiQ 來完成。
傳動裝置分為：
- 電源模板
- 基本電源模塊
- 回饋整流裝置（僅有空冷型）
- 有源整流單元
- 有源濾波裝置
- 電機模塊
電源模板
最簡單的 SINAMICS S120 傳動系統(tǒng)由一個 CU310 2 控制單元和一個變頻裝置組成。
對于專門為單機傳動設(shè)計的不帶再生回饋的變頻裝置，進線側(cè)和輸出側(cè)變頻裝置組合在為一個單元。
制動過程中產(chǎn)生的能量通過制動電阻器而被轉(zhuǎn)換為熱量。
控制單元安裝在變頻裝置上，用于變頻裝置的智能化控制，它帶有與上位系統(tǒng)通訊的接口，以及外部擴展接口。
電源模塊
電源模塊包含直流母線的中央電源。可以選擇不同整流裝置來滿足各種應(yīng)用需要：
- 基本電源模塊
- 非調(diào)節(jié)型電源模塊 (Smart Line)
- 有源整流單元
基本電源模塊
基本整流柜僅為整流供電工作而設(shè)計，即，它無法將再生能量回饋給電網(wǎng)。如果過程產(chǎn)生可再生能源（比如驅(qū)動器制動時），必須通過制動模塊和制動電阻將其轉(zhuǎn)換為熱能。
為確保符合 EN 61800‑3 C2 級所規(guī)定的限制，可以選擇安裝線路濾波器。
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)動系統(tǒng)在掉電后需要控制減速時（即能量不能儲存），才需要使用制動模塊和制動電阻器。當(dāng)使用智能線路模塊進行饋電時，必須安裝匹配的線路電抗器。
為確保符合 EN 61800-3 C2 級所規(guī)定的限制，可以選擇安裝線路濾波器。
有源整流單元
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)動系統(tǒng)在掉電后需要控制減速時（即能量不能儲存），才需要使用制動模塊和制動電阻器。
同基本整流裝置以及回饋整流裝置相比，有源整流裝置會產(chǎn)生一個可調(diào)節(jié)的直流電壓，且無論電網(wǎng)電壓怎樣變化，這個直流電都會在電源電壓允許的波動范圍內(nèi)使直流電壓保持穩(wěn)定值。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。有源整流裝置運行所需要的組件都集成在有源濾波裝置中。
為了確保符合 EN 61800 3 標(biāo)準(zhǔn)的類別 C2 所規(guī)定的限值，還可以安裝一個進線濾波器 EN 61800‑3。
電機模塊
直流回路和為電機供電的逆變器集成到逆變裝置中。
電機模塊針對多軸驅(qū)動系統(tǒng)而設(shè)計，由一個 CU320‑2 或 SIMOTION D 控制單元進行控制。逆變裝置通過直流母排進行互連。
一個或者多個逆變裝置通過直流回路獲得電機用的電源?？梢酝蟿油诫姍C和感應(yīng)電機。
由于多個電機模塊共用同一個直流環(huán)節(jié)，因此它們可相互交換能量，即如果一個以發(fā)電機模式運行的電機模塊產(chǎn)生了電能，該電能就可被以電機模式運行的另一個電機模塊使用。中間回路的直流母線由整流裝置供電。
控制裝置
控制單元用于多機傳動系統(tǒng)的智能控制。它配有控制驅(qū)動的相關(guān) I/O 以及與上位控制系統(tǒng)通訊的接口。各種控制單元具有不同的功能和不同性能水平。
系統(tǒng)部件
傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成可以通過選擇控制單元加變頻裝置或整流裝置加逆變裝置來搭建。其他系統(tǒng)組件可以按照需要來選配。
這些系統(tǒng)組件有：
- 進線側(cè)開關(guān)組件，例如：進線電抗器和進線濾波器
- 直流鏈路組件例如，制動模塊和制動電阻器
- 輸出側(cè)組件，例如：輸出電抗器，dv/dt+VPL 和正弦波濾波器
- 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
DRIVE-CLiQ - 所有部件之間的數(shù)字式接口
SINAMICS S120 組件，包括電機和編碼器在內(nèi)，均配備高性能 DRIVE-CLiQ 系統(tǒng)接口。
比如線路和電機模塊會連接到控制單元 – 終端模塊和編碼器模塊通過 DRIVE-CLiQ 連接至驅(qū)動器系統(tǒng) – 簡單而且有效。也配有此接口的電機可直接連接到傳動。
對于其它廠商的電機或者改造應(yīng)用，可使用變換器標(biāo)準(zhǔn)組件（傳感器模板）將常規(guī)編碼器信號轉(zhuǎn)換成DRIVE-CLiQ。
電子銘牌
SINAMICS S120 驅(qū)動系統(tǒng)重要的數(shù)字連接件是集成在各個組件中的電子標(biāo)牌。它們允許通過 DRIVE-CLiQ 鏈路自動檢測所有驅(qū)動器組件。
電子銘牌包含與特定組件有關(guān)的所有技術(shù)數(shù)據(jù)。除了技術(shù)數(shù)據(jù)外，該金牌上還包括物流數(shù)據(jù)（制造商 ID、訂貨號和 ID）。該數(shù)據(jù)可以在現(xiàn)場或以遠(yuǎn)程方式以電子方式調(diào)出，因此，始終可以識別出在機器中采用的全部組件，從而使服務(wù)工作更簡便。
噴漆的模塊
以下變頻柜標(biāo)配有帶涂層的模塊：
- 模塊型
- 書本型
- 裝機裝柜型變頻調(diào)速柜
- 控制裝置
- 傳感器模塊
- 端子模塊
- 高級操作員面板 (AOP30)
部件涂層可保護 SMD 組件中的敏感元件免受有害氣體、粉塵和濕氣的腐蝕。
鍍鎳母排
變頻調(diào)速裝置中的所有銅排都進行了鍍鎳處理，以實現(xiàn)最高耐候性。另外，無需對客戶提供的用于連接裸銅導(dǎo)線的接頭上的觸點進行清潔。
注：
對于一些選件，出于技術(shù)原因，銅母排的某些部分不能鍍鎳。
Functions
通訊和用戶端子排
作為上級控制器的客戶接口，標(biāo)準(zhǔn)配置有控制單元 CU320-2 上的 PROFIBUS 或 PROFINET 通信接口；還有擴展端子模塊 TM31，端子板 TB30 和通過 CANopen 或 EtherNet / IP 進行通信的模塊。
通過該接口，可將系統(tǒng)連接到上位控制器或連接附加單元。
有關(guān)詳細(xì)資料，請參閱《SINAMICS 低壓工程手冊》。
開環(huán)和閉環(huán)控制功能
SINAMICS S120 可采用動態(tài)、高精度閉環(huán)矢量控制（驅(qū)動對象類型 VECTOR）或高動態(tài)閉環(huán)伺服控制（驅(qū)動對象類型 SERVO）。
軟件和保護功能
標(biāo)準(zhǔn)軟件功能如下：
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軟件和保護功能 |
說明 |
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設(shè)定點輸入 |
可在內(nèi)部或外部指定設(shè)定值；在內(nèi)部指定固定設(shè)定值、電動電位器設(shè)定值或點動設(shè)定值，在外部通過通信接口或模擬量輸入進行設(shè)定。內(nèi)部固定值設(shè)定和電動電位器設(shè)定可由來自端子接口上的控制命令進行切換或調(diào)節(jié)。 |
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電機識別 |
自動電機識別功能，使得調(diào)試更快捷，優(yōu)化變頻器的閉環(huán)控制。 |
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斜坡函數(shù)發(fā)生器 |
一個斜坡函數(shù)發(fā)生器具有可獨立調(diào)節(jié)的上升和下降時間以及可調(diào)的工作周期（極限轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的），可實現(xiàn)傳動的平滑加速和減速。這會產(chǎn)生良好的速度控制響應(yīng)，有助于降低機械系統(tǒng)所承受的應(yīng)力?？蓡为氠槍o急制動時的下降斜坡進行參數(shù)調(diào)整。 |
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Vdc 最大控制器 |
在 Vdc max 控制器可自動防止直流鏈路中出現(xiàn)過電壓，例如設(shè)定的下降斜坡過短時。自動延長設(shè)定的斜坡下降時間。 注：該功能僅對單機傳動有用。 |
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動態(tài)緩沖 (KIP) |
通過在一定時間內(nèi)由機械動能來彌補因輸入電源故障而缺失的能量。只要傳動系統(tǒng)能獲得再生能量，并且不會超過直流母排電壓的關(guān)斷閾值，就能保持運行。當(dāng)在該時間段內(nèi)，電網(wǎng)電壓一旦恢復(fù)后，變頻器就會控制電機再次無波動加速至其設(shè)定速度。 |
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自動重啟 |
當(dāng)電源在發(fā)生電源故障后重新恢復(fù)時，自動重啟會再次接通驅(qū)動器電源，并線性上升到當(dāng)前轉(zhuǎn)速設(shè)定點。 |
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快速重啟 |
捕捉再啟動可將變頻裝置無擾動地連接到正在旋轉(zhuǎn)的電機上。選配的 VSM10 模塊提供有電壓檢測功能，由于無需對電機斷電，可顯著降低大型交流電機的捕捉再啟動時間。 |
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工藝控制器 |
通過“工藝控制器”（PID 控制器）中的功能模塊可實現(xiàn)簡單的工藝控制功能，如液位控制或流量控制，以及復(fù)雜的張力控制。其中微分器輸入可切至控制值偏差通道或?qū)嶋H值通道（出廠設(shè)置）。P、I 和 D 分量可單獨進行設(shè)置。 |
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自由編輯功能塊 |
使用可自由編程的功能塊，可以很容易地讓 SINAMICS 變頻裝置實現(xiàn)邏輯和運算功能。這些功能塊可通過操作面板或STARTER 調(diào)試工具進行編程。 |
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驅(qū)動個控制圖 (DCC) |
傳動控制圖（DCC）擴展了 SINAMICS 的工藝功能。功能塊庫包括眾多控制、算術(shù)和邏輯塊以及大量的開環(huán)和閉環(huán)控制功能。方便易用的傳動控制圖 DCC 編輯器可以使得圖形化組態(tài)變得容易，可清晰顯示控制回路結(jié)構(gòu)，并高效地重新利用現(xiàn)有圖形。DCC 是 STARTER 調(diào)試工具的附加件（→ 工具和組態(tài)）。 |
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I2t 感應(yīng)，用于電機保護 |
使用存儲在變頻調(diào)速柜軟件中的電機模型，可以根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速和負(fù)載計算電機溫度。通過使用電機繞組中的 KTY84 傳感器進行直接溫度檢測，由于還另外考慮到了環(huán)境溫度的影響，溫度的檢測更加精確。 |
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電機溫度測定 |
通過分析 KTY84、PTC 或 PT100 溫度傳感器，可實現(xiàn)電機保護。當(dāng)連接一個 KTY84 溫度傳感器時，可以設(shè)定報警或關(guān)斷極限值。若連接的是 PTC 熱敏電阻，則可以對觸發(fā)該熱敏電阻后的系統(tǒng)響應(yīng)（報警或關(guān)斷）進行設(shè)定。 |
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電機堵轉(zhuǎn)保護 |
電機堵轉(zhuǎn)條件一旦達(dá)到，變頻器會立即關(guān)斷以防止過載。 |
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制動控制 |
用于控制抱閘的“簡單制動控制”：
用于復(fù)雜制動控制的“擴展制動控制”功能模塊，例如，用于電機抱閘和運行抱閘： |
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寫防護 |
通過寫保護來防止意外更改設(shè)置參數(shù)（無密碼功能）。 |
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通過專有保護 |
通過專有技術(shù)保護對存儲的數(shù)據(jù)加密，例如，保護組態(tài)專有技術(shù)并防止更改和復(fù)制（通過密碼功能）。 |
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Web 服務(wù)器 |
集成的 Web 服務(wù)器通過其 Web 頁面提供有關(guān)傳動裝置的信息。使用 Internet 瀏覽器通過不安全 (http) 或安全傳輸協(xié)議 (https) 訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。 |
電源單元保護
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電源單元保護 |
說明 |
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輸出側(cè)接地故障監(jiān)控 |
輸出側(cè)接地故障是通過監(jiān)控三相電流來識別，故障時變頻器會停機。 |
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輸出側(cè)短路保護 |
可檢測輸出側(cè)的短路（例如，變頻器輸出端子上、電機電纜中、電機接線盒內(nèi)），并關(guān)斷變頻器。 |
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熱過載保護 |
在超出過熱閾值時，首先發(fā)出一條警告消息。當(dāng)溫度進一步上升，則會導(dǎo)致故障停機，或者自動調(diào)整脈沖頻率或輸出電流，以降低元件熱效應(yīng)。故障原因消除之后（如改善冷卻），就會自動恢復(fù)原始工作參數(shù)。 |
Technical Specifications
重要的指令和標(biāo)準(zhǔn)見下表。這些標(biāo)準(zhǔn)和指令都是 SINAMICS S120 內(nèi)置裝置柜的設(shè)計基礎(chǔ)（必須嚴(yán)格遵守）以實現(xiàn)在功能上和運行時都安全的電磁兼容性配置。
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歐盟導(dǎo)則 |
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2006/95/EC |
低電壓指令： |
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2004/108/EC |
EMC 規(guī)程： |
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2006/42/EC |
機器設(shè)備導(dǎo)則： |
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歐洲標(biāo)準(zhǔn) |
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EN ISO 3744 |
聲音 – 測定來自升壓測量的噪聲源聲功率級和聲能量級 – 精度等級 2 的包絡(luò)面方法，用于反射平面上大致自由聲場 |
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EN ISO 13849-1 |
機械安全性 – 控制系統(tǒng)的安全相關(guān)部分； |
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EN 60146-1-1 |
半導(dǎo)體變流器 - 一般要求和電網(wǎng)換向變流器 |
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EN 60204-1 |
機械設(shè)備安全性 – 機器的電氣設(shè)備 |
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EN 60529 |
由外殼提供的防護等級（IP 代碼） |
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EN 61508-1 |
電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)的功能安全 |
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EN 61800-2 |
可調(diào)速電力傳動系統(tǒng)， |
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EN 61800-3 |
可調(diào)速電力傳動系統(tǒng)， |
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EN 61800-5-1 |
可調(diào)速電力傳動系統(tǒng)， |
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EN 61800-5-2 |
可調(diào)速電驅(qū)動系統(tǒng) |
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北美標(biāo)準(zhǔn) |
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UL 508A |
工業(yè)控制面板 |
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UL 508C |
動力轉(zhuǎn)換設(shè)備 |
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CSA C22.2 No. 14 |
工業(yè)控制設(shè)備 |
有源濾波裝置必須與有源整流裝置同時使用。有源濾波裝置包含帶有基本無線電干擾抑制的電網(wǎng)凈化濾波器、預(yù)充電電路、進線電源電壓檢測電路和監(jiān)控傳感器。旁路接觸器是 FI 型和 GI 型集成組件，因而使模塊極為緊湊。但對于機座號 HI 和 JI 需單獨提供旁路接觸器。
進線諧波主要通過電網(wǎng)凈化濾波器抑制。
Design
有源濾波裝置標(biāo)配下列接口：
- 1 個進線電源接口
- 1 個負(fù)載接口
- 1 個 24 V DC 電子裝置電源接口
- 1 個外部 230 V AC 電源接口（風(fēng)扇電源）
- 1 DRIVE-CLiQ 插座（在 VSM10 電壓傳感模板）
- 1 個用于機座號 HI 和 JI 的預(yù)充電電路接口
- 1 PE 連接
有源濾波裝置的供貨范圍包括：
- 用于連接有源濾波裝置和有源整流裝置 的 DRIVE-CLiQ 電纜
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30 種語言的 1 組警告標(biāo)簽
(BG, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, JP, KR, LT, LV, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RU, SE, SI, SK, TR)
Integration
連接示例：帶集成旁路接觸器的有源濾波裝置（機座號 FI 和 GI）
連接示例：帶外部進線接觸器的有源濾波裝置（機座規(guī)格 HI 和 JI）
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