6SL3040-0JA01-0AA0 西門子S120變頻器6SL3040-0JA01-0AA0
西門子S120變頻器 西門子S120變頻器 產(chǎn)品選型 報價 銷售
西門子S120變頻器 產(chǎn)品選型 報價 銷售
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作為 SINAMICS 驅(qū)動器系列的組成部分，SINAMICS S120 驅(qū)動系統(tǒng)是一種模塊化系統(tǒng)，用于機械制造和工廠工程中的高性能應用。SINAMICS S120 為廣泛的工業(yè)應用提供高性能的單軸和多軸驅(qū)動器。憑借可升級性和靈活性，SINAMICS S120 是可以滿足更多軸、更高性能不斷增長的要求的理想系統(tǒng)。SINAMICS S120 支持靈活的機器設計，可以更為快速地執(zhí)行定制的驅(qū)動器解決方案。
西門子S120變頻器 銷售訂貨號：
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6SL3300-7TE33-8AA0
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包括在有源濾波裝置中
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SINAMICS S120是西門子公司推出的全新的集V/F、矢量控制及伺服控制于一體的驅(qū)動控制系統(tǒng)，它不僅能控制普通的三相異步電動機，還能控制同步電機、扭矩電機及直線電機。SINAMICS S120具有模塊化設計，可以提供高性能的單軸和雙軸驅(qū)動，功率范圍涵蓋0.12 kW – 4500 kW，具有廣泛的工業(yè)應用價值。由于其具有很高的靈活性能，SINAMICS S120可以完美的滿足應用中日益增長的對驅(qū)動系統(tǒng)軸數(shù)量和性能的要求。它具有以下特點：
V/f 控制用于簡單傳動的標準解決方案：
---用于聯(lián)動裝置
---用于電機額定功率小于 25% 的變頻器額定功率
---用于調(diào)試過程中的測試運行
矢量控制的優(yōu)勢：
---高穩(wěn)定性運行，無論負載波動或給定值變化
---給定值變化時能快速響應（→ 優(yōu)異的控制特性）
---負載波動時能夠快速調(diào)節(jié)（→ 優(yōu)異的抗干擾性）
---能以最大轉(zhuǎn)矩進行加速和制動
---轉(zhuǎn)矩的閉環(huán)控制，制動轉(zhuǎn)矩值與當前轉(zhuǎn)速無關
---零速時也可以輸出最大制動轉(zhuǎn)矩
---閉環(huán)控制的范圍：轉(zhuǎn)速大于 1% 額定轉(zhuǎn)速
相關文檔
F0515_SINAMICS S120變頻器可否在VF控制方式下實現(xiàn)一拖多
帶編碼器的矢量控制（VC）：
---要求高轉(zhuǎn)速精度
---要求高動態(tài)響應（給定變化或負載擾動時）
---要求轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)范圍大于 1:20
不帶編碼器的矢量控制（SLVC）：
---用于大功率、獨立運行的異步電機
---適合各種動態(tài)響應要求
---轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍在 1:20 之內(nèi)（> 5% 額定轉(zhuǎn)速）
------實際磁通或即電機的實際轉(zhuǎn)速僅通過一個電機模型
------電機模型借助電流和電壓進行計算
------在0 Hz 左右的低頻區(qū)內(nèi)，模型無法足夠精確地計算出電機轉(zhuǎn)速。 因此在低頻范圍內(nèi)矢量控制會從閉環(huán)切換為開環(huán)
不帶編碼器的運行在多數(shù)情況下可以實現(xiàn)高性能、穩(wěn)定運行的矢量控制，如果需要在小于 1% 的額定轉(zhuǎn)速下調(diào)速或更高精確度的要求，需要使用帶編碼器的矢量控制
SLVC 或 VC 時可通過參數(shù) p1501 切換至轉(zhuǎn)矩控制，或直接通過參數(shù) p1300 設置。轉(zhuǎn)矩控制時，需要通過轉(zhuǎn)矩設定值僅在轉(zhuǎn)矩控制時生效，附加轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)速控制時都生效。
為了限制電機軸上的輸出轉(zhuǎn)矩，保護機械設備的安全，轉(zhuǎn)矩設定值的限制可以通過三種實現(xiàn)方式：
---轉(zhuǎn)矩限幅（正反兩個方向）
---電流限幅：默認值為變頻器額定電流的1.5倍
---功率限幅（電動運行、發(fā)電運行）
電機的矢量控制需要借助電機模型來計算磁通矢量，因此需要對電機的參數(shù)（等效電路圖）進行準確計算，這一過程可以通過SINAMICS S120的電機數(shù)據(jù)辨識來完成。它包括以下三個過程：
---電機數(shù)據(jù)計算：根據(jù)電機銘牌計算電機參數(shù)
---靜態(tài)辨識 ：電機等效電路圖數(shù)據(jù)的識別與計算
---動態(tài)辨識
------旋轉(zhuǎn)磁場測量：動態(tài)優(yōu)化矢量的磁場模型
------速度環(huán)優(yōu)化：速度調(diào)節(jié)器PI系數(shù)優(yōu)化
A0091_S120 驅(qū)動第三方伺服電機時的優(yōu)化
伺服控制用于高精度、高動態(tài)的電機運行（帶電機編碼器），下面的表格為伺服控制與適量控制的比較。
| 主題 | 伺服控制 | 矢量控制 |
|---|---|---|
| 典型應用 |
具有高動態(tài)運行控制特性的驅(qū)動 具有高轉(zhuǎn)速精度和轉(zhuǎn)矩精度的驅(qū)動（伺服同步電機） 和等時同步的 PROFIdrive 實現(xiàn)角同步 機床和周期性生產(chǎn)機械 |
具有高轉(zhuǎn)速精度和轉(zhuǎn)矩精度、采用轉(zhuǎn)速控制和轉(zhuǎn)矩控制的驅(qū)動，特別是在沒有編碼器的運行中 |
| 動態(tài)響應 | 高 | 中等 |
| 可以連接的電機 |
同步伺服電機 永磁同步電機 異步電機 轉(zhuǎn)矩電機 |
同步電機（包含轉(zhuǎn)矩電機） 永磁同步電機 異步電機 磁阻電機（僅適用于 V/f 控制） 外部勵磁的同步電機 提示：不可連接 1FT6、1FK6 和 1FK7 系列的同步電機 |
| 無編碼器的轉(zhuǎn)速控制 | 支持，從 10 % 電機額定轉(zhuǎn)速起生效，在此轉(zhuǎn)速下為開環(huán)控制運行 | 支持，對異步電機（ASM）和永磁同步電機（PEM）從靜止狀態(tài)起生效 |
| 無編碼器的轉(zhuǎn)矩控制 | 不支持 | 支持，從 10 % 電機額定轉(zhuǎn)速起生效，在此轉(zhuǎn)速下為開環(huán)控制運行 |
| 異步電機的弱磁區(qū)域 |
≤ 16 x 弱磁起始轉(zhuǎn)速（帶編碼器） ≤ 5 x 弱磁起始轉(zhuǎn)速（不帶編碼器） |
≤ 5 x 電機額定轉(zhuǎn)速 |
| 閉環(huán)控制中的最大輸出頻率 |
31.25 μs / 16 kHz 時為 2600Hz 62.5 μs / 8 kHz 時為 1300 Hz 125 μs / 4 kHz 時為 650 Hz 250 μs / 2 kHz 時為 300 Hz |
250 μs / 4 kHz 400 μs / 5 kHz 時為 300 Hz 500 μs / 4 kHz 時為 240 Hz |
| 功率單元的并聯(lián) | 不支持 |
書本型：不支持 裝機裝柜型：支持 |
| 一個控制單元可以控制的驅(qū)動最大數(shù)量 |
1 電源 + 6 驅(qū)動（在電流控制器采樣率為125 μs 及轉(zhuǎn)速控制器采樣率為125 μs 時） 1 電源 + 3 驅(qū)動（在電流控制器采樣率為62.5 μs 及轉(zhuǎn)速控制器采樣率為62.5 μs 時） 1 電源 + 1 驅(qū)動（在電流控制器采樣率為31.25 μs 及轉(zhuǎn)速控制器采樣率為 62.5 μs 時） 混合運行，125 μs 下的伺服控制和 V/f 控制，最多 11 驅(qū)動 |
1 電源 + 3 驅(qū)動（在電流控制器采樣時間為250 μs 及轉(zhuǎn)速控制器采樣時間為1 ms 時） 1 電源 + 6 驅(qū)動（在電流控制器采樣時間為400 μs / 500 μs 及轉(zhuǎn)速控制器采樣時間為 1.6 ms/2 ms 時） V/f 控制：1 電源 + 12 驅(qū)動（在電流控制器采樣時間為500 μs 及轉(zhuǎn)速控制器采樣時間為2000 μs 時） 混合運行，500 μs 下的矢量控制和 V/f 控制，最多 11 驅(qū)動 |
根據(jù)控制的電機軸數(shù)，SINAMICS S120驅(qū)動系統(tǒng)分為以下兩個大類：
一個智能控制單元負責控制整個驅(qū)動器組（包括與上位控制器或HMI的通訊接口）；一個電源模塊為驅(qū)動器組提供電源；一個或多個電機模塊驅(qū)動電機；可選的端子模板用來連接編碼器和擴展輸入/輸出通道。
交流驅(qū)動器由一個控制單元和一個功率模塊組成，功率模塊包含整流部分及逆變部分；作為多軸系統(tǒng)的擴展時可以使用CU適配器； 可選的端子模板用來連接編碼器和擴展輸入/輸出通道。
允許不同功率等級與控制性能的單元自由組合，所有系統(tǒng)組件之間都具有高度的兼容性，同時還可通過簡單并聯(lián)就可實現(xiàn)功率的增容。
上位通訊支持標準的 PROFIBUS DP 現(xiàn)場總線或新一代高速工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù) PROFINET，可以方便地集成到工廠 IT 環(huán)境，傳動組件之間采用獨特的DRIVE-CLiQ通訊。
一個控制單元就可同時控制多達四臺逆變和一臺整流，所需數(shù)據(jù)都保存在控制單元中，在控制單元內(nèi)就能建立軸間連接和控制，保證系統(tǒng)高效可靠運行。
基于網(wǎng)絡技術(shù)的全新傳動串行通訊，用于傳動組件之間的通訊。DRIVE-CLIQ 組件都有一個電子銘牌，各項技術(shù)數(shù)據(jù)都將自動裝載到控制單元中，從而讀取拓撲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn) SINAMICS 驅(qū)動系統(tǒng)的自動配置。
由于選用了新一代高性能 IGBT 和獨特的均流控制技術(shù)，裝置并聯(lián)增容時，只需滿足最短電機電纜的要求就可，而無需笨重而昂貴的平衡電抗或輸出電抗器。
全新的 IGBT 整流 ——SLM，在實現(xiàn)四象限運行的基礎上，成功避免了換流故障，又免除了傳統(tǒng)晶閘管正反橋整流/回饋所需的自耦變壓器，大大提高了傳動系統(tǒng)的可靠性。
我
SINAMICS S120在矢量控制模式下，默認激活擴展的設定值通道（伺服模式下默認不激活）。在擴展的設定值通道中，可以對各個設定值源發(fā)出的、用于電機控制的設定值進行處理，它包括：
---主設定值/附加設定值，設定值比例系數(shù)
---方向限制和換向
---跳轉(zhuǎn)頻帶和設定值限制
---斜坡函數(shù)發(fā)生器
SINAMICS S120的速度設定值可以通過以下方式進行設置：
---固定設定值
------通過選擇位 p1020 … p1023 可以選擇零速和其他15個固定設定值（通過參數(shù) p1001 ... p1015預先設定）
------16個固定設定值中被選中的數(shù)值被傳遞到 r1024 , 它將作為固定設定值進入下一級控制器
------參數(shù) r1197 顯示當前速度固定設定值的編號
---電機電位器
------通過電機電位計的上升和下降按鍵，可以從遠程來設定驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)速，電動電位計的上升和下降可以通過數(shù)字量輸入端子來實現(xiàn)
------此外，也可以切換到“自動設定值”來給定速度設定值
---上位機的 PROFIBUS / PROFINET 報文
---模擬量輸入（借助端子擴展板或端子擴展模塊）
------模擬量輸入 AI 0 / AI 1 可以自行設定信號類型和標度
------模擬量輸入選擇 4..20mA 信號時帶有斷線監(jiān)控
------通過圖形化界面便捷地設置
---附加設定值可用于添加來自下級控制系統(tǒng)的補償值
---兩個變量通過兩個獨立的或一個設定值源同時讀入，并在設定值通道中相加
---主設定/附加設定通道可獨立設置比例系數(shù)
旋轉(zhuǎn)方向可以通過參數(shù)進行限制：設定值取反、禁止正 / 負旋轉(zhuǎn)方向
另外，在設定值不變的情況下，也可以通過參數(shù)實現(xiàn)方向反轉(zhuǎn)：
---變頻器輸出反向 p1820 -> 無需交換電機電纜相序?qū)崿F(xiàn)速度給定值反向
---編碼器反饋值反向 p0410 -> 無需交換編碼器信號線實現(xiàn)速度實際值反向
---變頻器輸出、編碼器反饋同時反向 p1821 -> 同時實現(xiàn)速度給定值及實際值反向
為了限制電機軸上的輸出速度，保護機械設備的安全，需要速度設定值進行限制。同時，在 一個驅(qū)動支路上（如電機、聯(lián)軸器、芯軸、機械設備）可能有一個或多個共振點， 這些共振點會導致振動。 此時，可通過設置跳轉(zhuǎn)頻帶回避機械上的一個或多個共振點。
斜坡功能發(fā)生器可以在設定值劇烈變化時限制加速度，從而避免整個驅(qū)動支路上出現(xiàn)負載沖擊。斜坡函數(shù)發(fā)生器有兩種類型：
基本斜坡函數(shù)發(fā)生器，具有
---上升和下降斜坡
---用于緊急停機（OFF3）的下降斜坡
---可通過參數(shù) p1145 設置的跟蹤功能
---斜坡函數(shù)發(fā)生器的設置值
擴展斜坡函數(shù)發(fā)生器還具有
---起始圓弧和結(jié)束圓弧
通過該功能可以控制外部的電源接觸器。 電源接觸器的閉合/斷開可以通過分析電源接觸器的反饋觸點加以監(jiān)控。
對于書本型 SINAMICS S120，可以設置如下參數(shù)對進線接觸器進行控制：
---驅(qū)動對象 INFEED 或 SERVO/VECTOR 上的位 r0863.1來控制進線接觸器；
---p0860 可設置反饋信號源（非必須，進線接觸器沒有正確閉合會觸發(fā)預充電故障）；
---p0861 設置電源接觸器監(jiān)控時間。
對于裝機裝柜型整流裝置，通過內(nèi)部邏輯控制的端子X9 控制進線接觸器：
BLM
---啟動后，經(jīng)過 p0861 的延時，X9.5/X9.6（通過內(nèi)部邏輯）控制進線接觸器自動吸合；
---晶閘管調(diào)整導通角完成預充電，裝置運行。
SLM & ALM
---啟動后，預充電接觸器自動吸合，通過電阻進行預充電
---預充電完成，X9 （通過內(nèi)部邏輯）控制進線接觸器自動吸合
---預充電接觸器自動打開
---完成預充電，裝置運行
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SINAMICS S120 的抱閘控制分為簡單抱閘控制和擴展抱閘控制：
---按照驅(qū)動順序控制開關抱閘（適合水平運動帶抱閘系統(tǒng)）
---始終打開抱閘（測試/去除抱閘的作用）
---擴展抱閘功能（提升或?qū)﹂_關抱閘有特殊的要求）
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F0619_S120 簡單抱閘控制
SINAMICS S120 的集成安全功能可以有效保護人身和機械設備安全，它包括基本集成安全功能和擴展集成安全功能兩種：
基本安全功能：包含在裝置供貨范圍內(nèi)，無需額外授權(quán)
---安全扭矩斷開（STO）
---安全停機1（SS1，時間控制）
---安全制動控制（SBC）
擴展安全功能：根據(jù)所需控制軸數(shù)，額外訂購相應數(shù)量的安全授權(quán)
---安全扭矩斷開（STO）
---安全停機1（SS1，時間和加速控制）
---安全停機2（SS2）
---安全運行停止（SOS）
---安全限速（SLS）
---安全速度監(jiān)控（SSM）
---安全方向（SDI）
集成安全功能的控制方式：
| PROFIsafe安全協(xié)議 | 控制單元或功率單元上的端子 | TM54F | |
|---|---|---|---|
| 基本功能 | 是 | 是 | 否 |
| 擴展功能 | 是 | 否 | 是 |
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集成安全功能的介紹，請參見產(chǎn)品目錄D21.3.CN.2012第2/6 – 2/9頁：
http://www.ad.siemens.com.cn/download/docMessagebx?Id=4149
詳細使用請參見手冊《Safety Integrated 功能手冊》：
此功能將電機模塊自行切換到一個正在旋轉(zhuǎn)的電機上。例如在設備故障恢復后，此時電機仍然在旋轉(zhuǎn)（通常大轉(zhuǎn)動慣量），通過該功能可以自動搜索當前轉(zhuǎn)速，并從該值起加速到最終的轉(zhuǎn)速設定值，從而防止發(fā)生過流的情況。此功能可在帶/無編碼器運行中激活。捕捉再啟動的順序為：
1.通過參數(shù) p1200 激活“捕捉重啟”；
| p1200 | 捕捉再啟動的方式 |
|---|---|
| 0 | 未激活(默認值) |
| 1 | 總是有效（在設定值方向啟動） |
| 2 | 在接通/ 故障/OFF2 后有效（在設定值方向啟動） |
| 3 | 在故障/OFF2 后有效（在設定值方向啟動） |
| 4 | 總是有效（僅在設定值方向啟動） |
| 5 | 在接通/ 故障/OFF2 后有效（在設定值方向啟動） |
| 6 | 在故障/OFF2 后有效（僅在設定值方向啟動） |
2.如果使用的是異步電機，必須在查找電機前經(jīng)歷一段去磁時間。 在無編碼器運行中，首先搜索當前轉(zhuǎn)速。 搜索從最大轉(zhuǎn)速 + 25% 的轉(zhuǎn)速開始。在帶編碼器運行中，即實測轉(zhuǎn)速實際值，會省略搜索這一過程。
3.使用異步電機時，確定轉(zhuǎn)速后會立即首先進行勵磁(p0346)。
4.斜坡功能發(fā)生器中的當前轉(zhuǎn)速設定值被設為當前的轉(zhuǎn)速實際值。
自動重啟功能會自動啟動驅(qū)動裝置，例如在電源斷電后再次恢復時。 此時會自動應答所有現(xiàn)有的故障，重新給驅(qū)動通電。 該功能的應用并不只限于電源故障，因此也可用于由任意故障導致的斷路，以便自動應答故障，重新啟動電機。 自動重啟的模式有：
| p1210 | 自動重啟的方式 |
|---|---|
| 0 | 應答所有故障，無自動重啟(默認值) |
| 1 | 應答所有故障，無自動重啟 |
| 4 | 在電源掉電后自動重啟，如果失敗不繼續(xù)嘗試重啟 |
| 6 | 出現(xiàn)故障后自動重啟，如果失敗會繼續(xù)嘗試自動重啟 |
| 14 | 在電源掉電、手動應答故障信息后自動重啟 |
| 16 | 在出現(xiàn)故障、手動應答故障信息后自動重啟 |
如果需要將驅(qū)動切換到一個正在旋轉(zhuǎn)的電機芯軸上，可以通過 p1200 激活“捕捉重啟”功能。 必須確保自動重啟開始前電源上存在可用的供電電壓。在電源故障恢復后，驅(qū)動裝置自動應答所有現(xiàn)有故障，并重新啟動。
摩擦特性曲線可以補償電機和工作設備產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩。 借助它可以預先調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制器，優(yōu)化它的控制性能，通常在嚴格要求轉(zhuǎn)矩控制的場合。它的特性為
---一共有 10 個支點構(gòu)成一條摩擦特性曲線
---具備一個自動功能可以記錄摩擦特性曲線（摩擦特性曲線記錄）
---模擬量互聯(lián)輸出 (r3841)可以作為摩擦轉(zhuǎn)矩(p1569)接入
可以激活并取消摩擦特性曲線(p3842)
如果在直流母線中存在過壓或欠壓，可以采取相應措施激活“Vdc 控制”功能。
---直流母線中的過壓
典型原因：驅(qū)動回饋式運行，供給直流母線的電能過多。
解決辦法：自行延長驅(qū)動的減速時間，降低再生轉(zhuǎn)矩，將直流母線電壓限制在1允許值范圍內(nèi)——最大 Vdc 控制器
---直流母線中的欠壓
典型原因：電源斷電或直流母線電源斷電。
解決辦法：為正在運行的驅(qū)動產(chǎn)生一個再生轉(zhuǎn)矩，以補償現(xiàn)有的電能損耗，從而穩(wěn)定直流母線中的電壓——最小 Vdc 控制器（動能緩沖）
