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優(yōu)勢
受控、脈沖整流/再生回饋裝置采用 IGBT 技術，并配有電網(wǎng)凈化濾波器。這種組合可確保降低對電網(wǎng)的影響，具有以下特點：
- 由于安裝有清潔電源濾波器，進線諧波可以忽略 (<<1 %)
- 符合 IEEE 519 (2014) 標準的嚴格限值，沒有任何例外。電流總諧波失真系數(shù) THD(I) 電壓總諧波失真系數(shù) THD(U) 通常在大約 3 % 范圍內。
- 具有再生反饋功能（四象限運行）
- 可耐受進線電壓波動
- 可弱電運行
- 可以進行無功功率補償（電感性或電容性）
- 傳動動態(tài)性能高
另外還考慮了多種因素，從設計階段到運行階段確保變頻調速柜的操作方便性。這包括：
- 結構緊湊，采用模塊化設計，運維方便
- 采用工具 SIZER for Siemens Drives 和 STARTER，進行直觀組態(tài)和調試
- 連接方便，安裝簡單
- 快速、菜單提示的調試，無需復雜的參數(shù)化
- 通過用戶友好的圖形操作面板清晰方便地進行驅動監(jiān)控/診斷，調試和操作，測量值以純文本或準模擬條顯示。
- SINAMICS 系列傳動產品是全集成自動化 (TIA) *的組成部分。TIA 解決方案針對自動化和驅動技術提供了一系列經過優(yōu)化的產品，實現(xiàn)了一致性的規(guī)劃/設計、一致性的通訊和一致性的數(shù)據(jù)管理。SINAMICS *整合在 TIA 概念中。
提供了可用于 WinCC 的單獨 S7/PCS7 模塊和面板。 - 通過 Y 鏈接器集成在 SIMATIC H 系統(tǒng)中
- SINAMICS 驅動控制圖 (SINAMICS DCC) 是一個插件，用于對
SINAMICS DCC 面向過程的功能進行方便組態(tài)。功能塊庫包含眾多閉環(huán)、算術和邏輯塊以及各種開環(huán)和閉環(huán)控制功能可供選擇。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構，并高效地重新利用現(xiàn)有圖形。SINAMICS DCC 是 STARTER 調試工具的附加件
應用
SINAMICS S150 特別適用于對動態(tài)，可重復過程的過程操作提出要求的所有應用。例如£¬這包括£º
- 測試臺
- 離心機
- 升降機和起重機
- 橫切切紙機和橫剪機
- 具有較高功率需求并需要能量回收的傳送帶
- 壓力機
- 鋼纜絞車
設計
SINAMICS S150 變頻調速柜的特點是設計緊湊、模塊化和便于維護。
SINAMICS S150 變頻調速柜設計示例
帶有多種與型號相關的選件的 SINAMICS S150 變頻調速裝置的基本設計
噴漆模塊
以下變頻柜標配有帶涂層的模塊：
- 裝機裝柜型變頻調速柜
- 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
為了取得抵御環(huán)境影響的效果，變頻器控制柜中使用的所有銅母線條進行了鍍鎳處理。另外，無需對客戶提供的用于連接裸銅導線的接頭上的觸點進行清潔。
注：
對于某些選件，出于技術原因，銅母排的某些部分不能鍍鎳。
防護等級
EN 60529 標準涉及通過外殼、護蓋等對電氣設備進行的保護，包括：
- 防止人員意外接觸外殼內的帶電組件或運動組件，防止固體雜質進入設備（觸摸防護和防雜質進入保護）
- 防止水進入變頻調速柜（防水保護）
- 認可的防護等級縮寫
防護等級由字母 IP 與兩個數(shù)字所組成的縮寫來表示。
防護等級 | 位 （觸摸保護和防止異物進入） | 第二位 （代表防水保護） |
|---|---|---|
IP20 （標配） |
| 沒有水防護 |
IP21 （選件 M21） |
| 防護滴水 垂直落下的水滴不得造成有害影響。 |
IP23 （選件 M23） |
| 防護噴水 兩側與垂直方向大角度為 60°的噴水不具有有害作用。 |
IP43 （選件 M43） | 防直徑 | 防護噴水 兩側與垂直方向大角度為 60°的噴水不具有有害作用。 |
IP54 （選件 M54） | 塵土防護 雖然無法*阻止灰塵進入，但進入的灰塵量不得影響設備運行或降低設備安全性。 | 防濺 從任何方向噴濺到外殼上的水不能產生任何有害影響 |
功能
高級操作員面板 AOP30
AOP30 高級操作面板安裝在變頻器的柜門中，用于操作、監(jiān)視和調試。
用戶可以按照變頻調速柜調試界面中的交互式菜單進行操作。在*調試變頻調速柜時，只需在 AOP30 中輸入 6 個電機參數(shù)（可在電機銘牌上找到）即可。隨后會自動優(yōu)化閉環(huán)控制以將變頻器與電機相適應。
AOP30 的兩級安全措施可防止無意或非授權改變設置?？赏ㄟ^鍵盤鎖來禁止從操作面板操作傳動，而操作面板只顯示參數(shù)值和過程變量。OFF 鍵在出廠時已被設置為" 有效"，但也可由客戶將其" 停用"。密碼的使用可防止未經授權而修改變頻器參數(shù)。
CU320－2 控制單元的 CF 卡上存儲有德語、英語、法語、意大利語、西班牙語和中文，作為操作員面板語言。所需語言必須在調試前下載至 AOP30。除這些標準操作面板語言外，還可以安裝俄語。根據(jù)要求，可提供其它語言。
下圖為各個操作階段的示例。
通過操作面板進行*調試。
只需輸入 6 個電機參數(shù)：電機的功率、轉速、電流、cosφ、電壓和頻率。
此信息可在電機銘牌上找到，并通過簡短的菜單步驟輸入到顯示界面中。同時還必須電機的冷卻方式。
下一個屏幕包含用于自動對控制進行優(yōu)化的參數(shù)值。
操作過程中，當前數(shù)據(jù)以數(shù)值形式在屏幕上顯示（如設定點和實際值），或者可以將多 3 個過程變量以準模擬量條形圖顯示的形式進行參數(shù)化。
發(fā)生的任何報警都通過黃色的報警指示燈加以指示，發(fā)生的故障由亮起的紅色故障指示燈加以指示。在顯示屏的狀態(tài)行中，還會用普通文字來指示報警或故障原因（帶有計數(shù)器/補救措施）。
通訊和用戶端子排
CU320-2 控制單元上標配了一個 PROFIBUS 或 PROFINET 接口，作為供用戶使用的控制接口。
通過該接口，可將系統(tǒng)連接到上位控制器或連接附加裝置。
標配的輸入和輸出也可通過多兩個 TM31 端子擴展模塊來擴展（參見選件說明中的選件 G60 或 G61）。要簡化傳動組態(tài)和調試過程，可以將 TM31 端子擴展模塊預先設置為多種出廠設置。
有關詳細資料，請參閱《SINAMICS 低壓工程手冊》。
開環(huán)和閉環(huán)控制功能
SINAMICS S150 提供對轉速和電流的高性能矢量控制外，還提供完善的裝置保護和電機保護功能。
軟件和保護功能
標準軟件功能如下：
軟件和保護功能 | 說明 |
|---|---|
設定點輸入 | 可在內部或外部設定值；在內部固定設定值、電動電位器設定值或點動設定值，在外部通過通信接口或模擬量輸入進行設定。內部固定值設定和電動電位器設定可由來自端子接口上的控制命令進行切換或調節(jié)。 |
電機識別 | 自動電機識別功能，使得調試更快捷，優(yōu)化變頻器的閉環(huán)控制。 |
斜坡函數(shù)發(fā)生器 | 一個斜坡函數(shù)發(fā)生器具有可獨立調節(jié)的上升和下降時間以及可調的工作周期（極限轉速范圍內的），可實現(xiàn)傳動的平滑加速和減速。具有較好的速度控制響應，防止系統(tǒng)機械沖擊。為快速停車，還可單獨對下降斜坡進行參數(shù)設定。 |
Vdc 大 控制器 | 在 Vdc 大 控制器可自動防止直流鏈路中出現(xiàn)過電壓，例如設定的下降斜坡過短時。自動延長設定的斜坡下降時間。 |
動態(tài)緩沖 (KIP) | 通過在一定時間內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斷閾值，就能保持運行。當在該時間段內，電網(wǎng)電壓一旦恢復后，變頻器就會控制電機再次無波動加速至其設定速度。 |
自動重啟 | 當電源在發(fā)生電源故障后重新恢復時，自動重啟會再次接通驅動器電源，并線性上升到當前轉速設定點。 |
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。 |
工藝控制器 | 通過“工藝控制器”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。其中微分器輸入可切至控制值偏差通道或實際值通道（出廠設置）。P、I 和 D 分量可單獨進行設置。 |
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 調試工具進行編程。 |
SINAMICS 驅動控制圖 (SINAMICS DCC) | SINAMICS DCC 是一個附加工具，用于方便地組態(tài) SINAMICS 的工藝功能。功能塊庫包括眾多控制、算術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構，并高效地重新利用現(xiàn)有圖形。SINAMICS DCC 是 STARTER 調試工具的附加件（→ 工具和組態(tài)）。 |
I2t 感應，用于電機保護 | 使用存儲在變頻調速柜軟件中的電機模型，可以根據(jù)當前轉速和負載計算電機溫度。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。 |
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。當連接一個 KTY84 溫度傳感器時，可以設定報警或關斷極限值。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（報警或關斷）進行設定。 |
電機堵轉保護 | 電機堵轉條件一旦達到，變頻器會立即關斷以防止過載。 |
制動控制 | 用于控制抱閘的“簡單制動控制”： 用于復雜制動控制的“擴展制動控制”功能模塊，例如，用于電機抱閘和運行抱閘： |
基本運行模式 | 可提高傳動系統(tǒng)可用性的特殊變頻器運行模式，例如，在發(fā)生火災時。 |
寫防護 | 通過寫保護來防止意外更改設置參數(shù)（無密碼功能）。 |
通過專有保護 | 通過專有技術保護對存儲的數(shù)據(jù)加密，例如，保護組態(tài)專有技術并防止更改和復制（通過密碼功能）。 |
Web 服務器 | 集成的 Web 服務器通過其 Web 頁面提供有關傳動裝置的信息。使用 Internet 瀏覽器并通過不安全傳輸 (http) 或安全傳輸 (https) 來訪問該 Web 服務器。 |
電源單元保護
電源單元保護 | 說明 |
|---|---|
輸出側接地故障監(jiān)控 | 輸出側接地故障是通過監(jiān)控三相電流來識別，故障時變頻器會停機。 |
輸出側短路保護 | 可檢測輸出側的短路（例如，變頻器輸出端子上、電機電纜中、電機接線盒內），并關斷變頻器。 |
熱過載保護 | 在超出過熱閾值時，首先發(fā)出一條警告消息。當溫度進一步上升，則會導致故障停機，或者自動調整脈沖頻率或輸出電流，以降低元件熱效應。故障原因消除之后（如改善冷卻），就會自動恢復原始工作參數(shù)。 |
技術規(guī)范
重要的指令和標準見下表。這些標準和指令都是 SINAMICS S150 變頻調速柜的設計基礎（必須嚴格遵守）以實現(xiàn)在功能上和運行時都安全的電磁兼容性配置。
歐盟導則 | |
|---|---|
2014/30/EU | EMC 指令： |
2006/42/EC | 機器設備導則： |
歐洲標準 | |
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 的包絡面方法，用于反射平面上大致自由聲場 |
EN ISO 13849?1 | 機械安全性 – 控制系統(tǒng)的安全相關部分； |
EN 60146?1?1 | 半導體變流器 - 一般要求和電網(wǎng)換向變流器 |
EN 60204?1 | 機械設備安全性 – 機器的電氣設備 |
EN 60529 | 由外殼提供的防護等級（IP 代碼） |
EN 61508?1 | 電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)的功能安全 |
EN 61800?2 | 可調速電力傳動系統(tǒng)， |
EN 61800?3 | 可調速電力傳動系統(tǒng)， |
EN 61800?5?1 | 可調速電力傳動系統(tǒng)， |
EN 61800?5?2 | 可調速電驅動系統(tǒng) |
一般技術數(shù)據(jù)
電氣數(shù)據(jù) | |||
|---|---|---|---|
輸入電壓 | 380 … 480 V 3 AC，±10 %（-15 % <1 分鐘） 500 … 690 V 3 AC, ±10 % (-15 % < 1 min) | ||
電網(wǎng)類型 | TN/TT 電網(wǎng)或浮地電網(wǎng)（IT 電網(wǎng)） | ||
電源頻率 | 47 ... 63 Hz | ||
輸出頻率 1) | 0 ... 550 Hz | ||
輸入功率因數(shù) | 可調（工廠設置為 cos φ = 1） | ||
能效 | >96 % | ||
過電壓類別 | III 符合 EN 61800?5?1 | ||
控制方法 | 帶或不帶編碼器的矢量控制或 V/f 控制 | ||
固定速度 | 15 個固定速度加 1 個小速度，可以參數(shù)化（預設 3 種速度和 1 個小速度，通過端子排/ PROFIBUS/PROFINET 可選） | ||
跳速范圍 | 4 個，可參數(shù)化 | ||
設定值分辨率 | 0.001 rpm 數(shù)字式（14 位＋符號位） | ||
制動操作 | 標配四象限運行 | ||
機械數(shù)據(jù) | |||
防護等級 | IP20（可以獲得IP54 的防護等級） | ||
防護等級 | I，符合標準 EN 61800?5?1 | ||
沖擊危險保護 | EN 50274/DGUV 法規(guī) 3，按預定用途使用時 | ||
機柜 | Rittal TS 8，帶雙鉤鎖的柜門，用于電纜入口的三段式底板 | ||
面漆 | RAL 7035（室內要求） | ||
冷卻方式 | 強制空冷 AF，符合標準 EN 60146 | ||
工作環(huán)境條件 | 儲存 2) | 運輸 2) | 運行 |
環(huán)境溫度 | -25 ... +55 °C | -25 ... +70 °C -40 °C 以上， 24 小時 | 0 ... 40 °C 到 +50 °C，參見降額數(shù)據(jù) |
相對濕度 （不允許出現(xiàn)冷凝） | 5 ... 95% Class 1K4，符合標準 IEC 60721?3?1 | 在大值 40 °C 時為 5 ... 95 % Class 2K3，符合標準 IEC 60721?3?2 | 5 ... 95 % Class 3K3，符合標準 IEC 60721?3?3 |
環(huán)境等級/有害化學物質 | Class 1C2，符合標準 IEC 60721?3?1 | Class 2C2，符合標準 IEC 60721?3?2 | Class 3C2，符合標準 IEC 60721?3?3 |
有機體/生物體影響因素 | Class 1B1，符合標準 IEC 60721?3?1 | Class 2B1，符合標準 IEC 60721?3?2 | Class 3B1，符合標準 IEC 60721?3?3 |
污染等級 | 2 符合標準 EN 61800?5?1 | ||
安裝海拔高度 | 2000m 以下，無降額運行； | ||
機械穩(wěn)定性 | 儲存 2) | 運輸 2) | 運行 |
振動載荷 | Class 1M2，符合標準 IEC 60721?3?1 | Class 2M2，符合標準 IEC 60721?3?2 | – |
| 1.5 mm 5 ... 9 Hz 時 | 3.1 mm 5 ... 9 Hz 時 | 0.075 mm，10 ... 58 Hz 時 |
| 5 m/s² > 9 ... 200 Hz 時 | 10 m/s²，9 ... 200 Hz 時 | 9.8 m/s2 58 ... 200 Hz 時 |
沖擊載荷 | Class 1M2，符合標準 IEC 60721?3?1 | Class 2M2，符合標準 IEC 60721?3?2 | Class 3M4，符合標準 IEC 60721?3?3 |
| 40 m/s²，22 ms 時 | 100 m/s²，11 ms 時 | 100 m/s2 11 ms 時 |
符合標準 | |||
適用性證書，根據(jù) | CE（有關功能安全性的 EMC 指令 2014/30/EU 和機械指令） | ||
無線電干擾抑制 | SINAMICS 變頻調速裝置不能直接連接到公共電網(wǎng)（“環(huán)境”）。應根據(jù)變速驅動系統(tǒng) EMC 標準 EN 61800?3 “第二環(huán)境”（工業(yè)用電）進行無線干擾抑制。與公共電網(wǎng)相連時，會產生電磁干擾。通過采取相應措施（例如，→進線濾波器），也可用于“環(huán)境”。 | ||
1) 請注意：
- 大輸出頻率、脈沖頻率和電流降容之間的關系。輸出頻率更高時，視需求而定。
- 大輸出頻率和允許輸出電流之間的關系（電流降容）
如需詳細資料，請參閱《SINAMICS 低壓工程手冊》。
2) 在運輸包裝中。
與所定義的類別有所偏差的數(shù)字用下劃線標出。
電源電壓 380 ... 480 V 3 AC | SINAMICS S150 變頻調速柜 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
| 6SL3710-7LE32-1AA3 | 6SL3710-7LE32-6AA3 | 6SL3710-7LE33-1AA3 | 6SL3710-7LE33-8AA3 | 6SL3710-7LE35-0AA3 | 6SL3710-7LE36-1AA3 |
類型等級 | |||||||
| kW | 110 | 132 | 160 | 200 | 250 | 315 |
電源電壓 380 ... 480 V 3 AC | SINAMICS S150 變頻調速柜 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
| 6SL3710-7LE37-5AA3 | 6SL3710-7LE38-4AA3 | 6SL3710-7LE41-0AA3 | 6SL3710-7LE41-2AA3 | 6SL3710-7LE41-4AA3 |
類型等級 | ||||||
| kW | 400 | 450 | 560 | 710 | 800 |
電源電壓 500 ~ 690 V 3 AC | SINAMICS S150 變頻調速柜 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
| 6SL3710-7LG28-5AA3 | 6SL3710-7LG31-0AA3 | 6SL3710-7LG31-2AA3 | 6SL3710-7LG31-5AA3 | 6SL3710-7LG31-8AA3 | 6SL3710-7LG32-2AA3 |
類型等級 | |||||||
| kW | 75 | 90 | 110 | 132 | 160 | 200 |
電源電壓 500 … 690 V 3 AC
SINAMICS S150 變頻調速柜
6SL3710-7LG32-6AA3
6SL3710-7LG33-3AA3
6SL3710-7LG34-1AA3
6SL3710-7LG34-7AA3
6SL3710-7LG35-8AA3
6SL3710-7LG37-4AA3
電源電壓 500 … 690 V 3 AC | SINAMICS S150 變頻調速柜 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
|
| 6SL3710-7LG38-1AA3 | 6SL3710-7LG38-8AA3 | 6SL3710-7LG41-0AA3 | 6SL3710-7LG41-3AA3 |
類型等級 | |||||
| kW | 800 | 900 | 1000 | 1200 |