確定動(dòng)態(tài)過載能力

功能概述

允許在運(yùn)行時(shí)超過裝置額定銘牌上指定的額定直流（大允許連續(xù)直流電流）。但是超過的程度和持續(xù)時(shí)間要受到特定的限制，這在下面進(jìn)行詳細(xì)說明。

過載電流的上限是 1.8 倍的額定直流電流。高過載持續(xù)時(shí)間取決于過載電流的時(shí)間特性，以及該裝置的過載歷史，還取決于具體的設(shè)備情況。

每次過載都必定跟隨有欠載（過載相的負(fù)載電流小于額定直流電流）。一旦達(dá)到高允許過載持續(xù)時(shí)間，負(fù)載電流必須返回到至少值 ≤ 額定直流電流。

通過對電源部分進(jìn)行熱監(jiān)視可以確定動(dòng)態(tài)過載持續(xù)時(shí)間（I²t 監(jiān)視）。I²t 監(jiān)視使用實(shí)際負(fù)載電流的時(shí)間特性計(jì)算環(huán)境溫度以上晶閘管損耗層溫度上升的替代值的時(shí)間特性。在這種情況下，要把具體的設(shè)備特性（例如熱阻和時(shí)間常數(shù)）加入到計(jì)算中。當(dāng)轉(zhuǎn)換器打開時(shí)，計(jì)算過程從初始值開始，該初始值在關(guān)斷/線路供電故障之前確定。在設(shè)置參數(shù)時(shí)必須把環(huán)境條件（環(huán)境溫度和安裝高度）考慮進(jìn)來。

計(jì)算獲得的替代消耗層溫度上升超過允許值時(shí)，I²t監(jiān)視會(huì)發(fā)出響應(yīng)。作為響應(yīng)，有兩種選擇可以被參數(shù)化：

• 電樞電流設(shè)置值下降到額定直流電流報(bào)警，或
• 設(shè)備關(guān)機(jī)故障

可以禁用 I²t 監(jiān)視功能。在這種情況下，電樞電流高限制為額定直流電流。

動(dòng)態(tài)過載能力的組態(tài)

組態(tài)單包含以下信息：

• 長負(fù)載持續(xù)時(shí)間t_an從低溫電源部分和指定恒定負(fù)載時(shí)算起，
• 長零電流間隔t_ab（長冷卻時(shí)間）直到電源部分達(dá)到“低溫”熱狀態(tài)，以及
• 極限特性的磁場，用于確定熱穩(wěn)定、過載間歇運(yùn)行期間的過載能力（周期性工作循環(huán)）

備注：如果計(jì)算獲得的替代損耗層溫度上升不超過高允許值的 5%，則認(rèn)為電源部分處于“低溫”狀態(tài)。該狀態(tài)可以使用二進(jìn)制可分配輸出查詢。

帶過載間歇運(yùn)行時(shí)具有極限特性的磁場結(jié)構(gòu)

具有極限特性的磁場是指具有總持續(xù)時(shí)間 300s 的間歇過載運(yùn)行的負(fù)載循環(huán)。這種負(fù)載循環(huán)包括兩個(gè)時(shí)間部分——基本負(fù)載持續(xù)時(shí)間（電樞電流實(shí)際值 ≤ 額定直流電流）和過載持續(xù)時(shí)間（電樞電流實(shí)際值 ≥ 額定直流電流）。

每個(gè)極限特性會(huì)把一個(gè)特定裝置的大基本負(fù)載電流表示成針對小負(fù)載持續(xù)時(shí)間（極限基本負(fù)載電流）的過載系數(shù)（極限基本負(fù)載電流，按額定直流電流的 a% 計(jì)算）。對于負(fù)載循環(huán)的剩余持續(xù)時(shí)間，大允許過載電流通過過載系數(shù)確定。如果對于所需的過載系數(shù)沒有指定極限特性，則要遵守針對下一個(gè)高過載系數(shù)的極限特性。

極限特性的勵(lì)磁對于 300s 負(fù)載循環(huán)有效。使用基本計(jì)算算法，負(fù)載循環(huán)可以長于或短于 300s 的負(fù)載循環(huán)持續(xù)時(shí)間組態(tài)?，F(xiàn)在使用兩個(gè)基本任務(wù)顯示。

基本任務(wù)1 和 2 的特性舉例

基本任務(wù) 1

• 已知：
  裝置、循環(huán)持續(xù)時(shí)間、過載系數(shù)、過載持續(xù)時(shí)間
• 求：
  （?。┗矩?fù)載持續(xù)時(shí)間和大基本負(fù)載電流

SINAMICS DC MASTER 裝置的并聯(lián)

SINAMICS DC MASTER 裝置可以通過并聯(lián)來增加額定功率。必須滿足一下輔助條件：

在 CUD 上配備傳輸觸發(fā)脈沖以及建立更高等級通訊所需的硬件和插頭。

多可以并聯(lián) 6 部設(shè)備。多部裝置并聯(lián)時(shí)，主裝置應(yīng)該放置在中間，以便信號連接方便。主從裝置之間從總線到總線的長并聯(lián)接口線長度：15 m。

同樣，每部SINAMICS DC MASTER 裝置需要獨(dú)立的換相電抗器（u_K 小 2 %），以便平均分配電流。電抗器公差差異決定的電流分配。對于無降級（電流下降）運(yùn)行，推薦公差 5% 或更好。

只允許具有相同額定直流電流的裝置并聯(lián)。
裝置并聯(lián)時(shí)，允許的輸出電流為（維持輔助條件時(shí)）：

I_max = n × I_{N(SINAMICS DC MASTER)}

n = SINAMICS DC MASTER 裝置的數(shù)量

冗余運(yùn)行（“（n+m）運(yùn)行”模式）

SINAMICS DC MASTER 裝置還可以用在冗余配置中，作為特殊的并聯(lián)運(yùn)行模式。在此運(yùn)行模式下，如果一臺裝置故障（例如電源部分的保險(xiǎn)燒斷），其他 SINAMICS DC MASTER 裝置可以維持運(yùn)行。正確組態(tài)好和互聯(lián)好之后，電樞電路和勵(lì)磁電路都可以冗余運(yùn)行。

當(dāng)一個(gè)裝置故障時(shí)，其他SINAMICS DC MASTER 裝置還可以正常運(yùn)行、持續(xù)工作不會(huì)中斷。在組態(tài)系統(tǒng)時(shí)，需要特別注意在冗余應(yīng)用中，只須滿足 n 個(gè)裝置的額定功率（而不是 n+m 個(gè)裝置）。

在發(fā)生故障時(shí)，主裝置的功能會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)移。這樣一來，無論是主裝置的電源部分故障還是從裝置的電源部分故障，系統(tǒng)都會(huì)繼續(xù)運(yùn)行。（可以根據(jù)要求提供冗余運(yùn)行時(shí)的 MTBF 數(shù)據(jù)。）

SINAMICS DC MASTER 裝置并聯(lián)時(shí)的電樞電路連接示意圖

(1) 需要相同的 1U1/1V1/1W1 相序。

(2) 需要相同的 1C1/1D1 相序。

(3) 裝置使用（8 針）屏蔽跳線（UTP CAT5 型，符合ANSI/EIA/TIA 568 標(biāo)準(zhǔn)）連接，與 PC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中使用的網(wǎng)線相同?？梢灾苯訌奈鏖T子購買標(biāo)準(zhǔn)的 5m 長線電纜（訂貨號：6RY1707-0AA08）。n 個(gè)裝置并聯(lián)需要 (n-1) 條電纜。必須激活連接在總線首端和末端所連接的裝置/設(shè)備上的總線終端。

(4) 這些熔斷器只能用在 850A 及以下的設(shè)備上。

(5) 只適用于 850A 及以下四象限運(yùn)行的裝置。

增量式編碼器 (sin/cos 1 V_pp/RS422/HTL) 帶電纜和控制器、夾緊法蘭或同步法蘭。

這些編碼器每轉(zhuǎn)一圈可以發(fā)送規(guī)定數(shù)目的電脈沖，脈沖數(shù)反映了所經(jīng)過的行程或者角度。

增量式編碼器的工作原理是對按照透射光原理工作的分度盤實(shí)施光電掃描。光源為一個(gè)發(fā)光二極管 (LED)。編碼器軸旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的明暗交替變化的調(diào)制信號被光電元件所采集。分度盤與軸連接，通過合理安排分度盤和固定式光柵上的條紋，光電元件就會(huì)發(fā)送出兩個(gè)相互呈 90 度的軌跡信號 A 和 B 以及基準(zhǔn)信號 R。編碼器電子部件將這些信號放大，并且轉(zhuǎn)換成不同的輸出電平。

可使用以下輸出電平：

• 帶 1 V_pp 電平的模擬信號 sin/cos 
  如果是正弦信號 (sin) 的編碼器，為了獲得更好的精度，可將這些信號通過上位控制器進(jìn)行插補(bǔ)。
• RS422 差分信號 (TTL)
  如果是 RS 422 增量式編碼器 (TTL)，可以通過邊沿檢測，使精度提高四倍。
• HTL（高壓晶閘管邏輯）
  具有 HTL 接口的編碼器設(shè)計(jì)用于采用 24V 電平數(shù)字式輸入端的應(yīng)用。

值編碼器頂部帶 SSI/EnDat 和 PROFIBUS DP，且
底部帶有 DRIVE?CLiQ 和 PROFINET IO

值編碼器（式軸角編碼器）與增量式編碼器的掃描原理相同，但是具有更多的軌跡數(shù)目。以 13 個(gè)軌跡為例，如果是單圈編碼器，就會(huì)有 2¹³ = 8192 個(gè)步距被編碼。所用的代碼是一步代碼（格雷碼），以防掃描錯(cuò)誤出現(xiàn)。

電機(jī)加電后，位置值立即傳輸至控制器。無需自引導(dǎo)。

在時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用情況下，DRIVE-CLiQ、SSI 和 EnDat 值編碼器具有優(yōu)勢。

如果是具有大量編碼器的設(shè)備，PROFIBUS DP可減少布線費(fèi)用，優(yōu)勢更為明顯。PROFIBUS DP 編碼器是可編程的，并且可使用節(jié)點(diǎn)間通訊支持等時(shí)同步模式。帶 PROFINET IO 的編碼器也可參數(shù)化，另外具有兩個(gè)端口，并支持 RT 和 IRT 操作模式。

單圈編碼器

單圈編碼器可將一圈（360 度機(jī)械式）分解成一定的步距數(shù)目，例如 8192。每個(gè)位置均分配有一個(gè)的代碼字。在旋轉(zhuǎn)360度之后，位置值會(huì)重復(fù)。

多圈編碼器

多圈編碼器除了記錄一轉(zhuǎn)內(nèi)位置之外，也記錄轉(zhuǎn)數(shù)。為此，被掃描的還有其它通過換檔齒輪與編碼器軸耦合在一起的編碼盤。 12 條附加軌跡時(shí)，意味著可以有 2 ¹² = 4096 轉(zhuǎn)數(shù)被編碼。

SIMOGEAR 同軸式減速電機(jī)

特點(diǎn)

• 大范圍傳動(dòng)比（插裝式小齒輪）
• 極為經(jīng)濟(jì)
• 高效節(jié)能（每級的效率為 98 %）
• 大功率范圍

機(jī)械構(gòu)造

• 級數(shù)：2 或 3
• 安裝類型： 支腳安裝和法蘭安裝，外殼上帶有法蘭
• 軸的設(shè)計(jì)： 實(shí)心軸

典型應(yīng)用

• 傳送帶
• 包裝產(chǎn)品的輸送
• 立式輸送機(jī)

變頻器選型指南手機(jī)版

SINAMICS SELECTOR app

西門子開發(fā)了實(shí)用工具 SINAMICS SELECTOR 應(yīng)用程序。采用該應(yīng)用，可以快速、方便地查找功率范圍從 0.12 kW 至 630 kW 的 SINAMICS 驅(qū)動(dòng)器的訂貨號。無論 SINAMICS V20、SINAMICS G120C、SINAMICS G120P，還是 SINAMICS G120：該應(yīng)用都可以方便、正確地提供它們的訂貨號。

工作原理?利用該工具，可以簡單、方便地選擇所需要的變頻器、額定功率以及設(shè)備選件和必要附件。

SIMATIC 自動(dòng)化技術(shù)

SIMATIC 是可解決各行業(yè)自動(dòng)化任務(wù)的可靠基本自動(dòng)化系統(tǒng)，包括標(biāo)準(zhǔn)硬件和軟件組件，并將用于定制擴(kuò)展的所有選件完全公開。

SIMATIC 系列產(chǎn)品包括以下組件，彼此之間可相互補(bǔ)充：

• 可編程控制器
• 分布式 I/O
• 編程器
• SIMATIC 軟件
• 小型自動(dòng)化解決方案套件
• 基于組件的自動(dòng)化
• 機(jī)器視覺技術(shù)（參見“傳感器、測試和測量技術(shù)”）

SIMATIC 控制器

SIMATIC 控制器有多種多樣，包括從高性能 PLC 的書本型迷你控制器，到基于 PC 的控制器，無論什么要求，它都能滿足要求。

這些控制器的共同特點(diǎn)是，在小的空間里壓縮了大處理能力，能滿足苛刻的機(jī)械和氣候條件、高速及可擴(kuò)展性等要求。

這種分級的性能特征是 SIMATIC 系列產(chǎn)品的力量所在。

目前，SIMATIC PLC 正在執(zhí)行越來越多的功能，原本需要完全不同技術(shù)。 對您來說，一切都變得更加容易，更加一致，更加經(jīng)濟(jì)。

Drive ES 是一個(gè)工程組態(tài)系統(tǒng)，可方便而有效地將西門子驅(qū)動(dòng)技術(shù)的通信、組態(tài)和數(shù)據(jù)管理功能集成到 SIMATIC 自動(dòng)化環(huán)境中。

以下軟件包可供選擇：

• Drive ES Basic Maintenance
• Drive ES PCS 7

Drive ES (Drive Engineering Software) 可將西門子的變頻器全面集成到全集成自動(dòng)化環(huán)境中。

以下軟件包可供選擇：

• Drive ES Basic Maintenance
• Drive ES PCS 7（APL 型或經(jīng)典型）

Drive ES Basic Maintenance

該軟件產(chǎn)品可確保實(shí)現(xiàn) STARTER 不支持的之前驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的 TIA 功能。

Drive ES Basic 保養(yǎng)是針對全集成自動(dòng)化領(lǐng)域新手用戶的基本軟件，用于在該環(huán)境中在線和離線設(shè)置所有驅(qū)動(dòng)的參數(shù)。使用 Drive ES Basic 保養(yǎng)可在 SIMATIC Manager 的操作界面上對自動(dòng)化系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行操作。Drive ES Basic 保養(yǎng)是用來對整個(gè)項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存檔、將 SIMATIC 的遠(yuǎn)程功應(yīng)用到變頻器中的起點(diǎn)。Drive ES Basic 提供了用于新運(yùn)動(dòng)控制功能的組態(tài)工具（從站間的通信，通過 ROFIBUS DP 實(shí)現(xiàn)等距離和等時(shí)同步操作），可確保將帶有 PROFINET IO 接口的變頻器簡便集成到 SIMATIC 環(huán)境中。

注意：

對于 SINAMICS 和 MICROMASTER 4 變頻器，此 TIA 功能也隨 STARTER 調(diào)試工具（V4.3.2 及更高版本）提供。

Drive ES PCS 7（APL 型或經(jīng)典型）

Drive ES PCS 7 將帶有 PROFIBUS DP 接口的變頻器連接到 SIMATIC PCS 7 過程控制系統(tǒng)，需要首先安裝 SIMATIC PCS 7 V6.1 和更高版本。Drive ES PCS 7 為操作員站提供了塊庫，其中包括用于變頻器的函數(shù)塊和用于操作員站的相應(yīng)面板，以便能通過 PCS 7 過程控制系統(tǒng)來操作變頻器。從 V6.1 起，還可在 PCS 7 維護(hù)站中顯示變頻器。

在 Drive ES PCS 7 V8.0 及更高，提供了兩個(gè)版本的庫：APL（過程庫）型和以前的所謂經(jīng)典型。

Drive ES PCS 7 的詳細(xì)內(nèi)容（APL 樣式或經(jīng)典樣式）

• 用于 SIMATIC PCS 7 Faceplates 的塊庫和用于 SIMOVERTMASTERDRIVESVC 及 MC 的控制塊以及第三代及第四代 MICROMASTER/MIDIMASTER 和 SIMOREGDC MASTER 以及 SINAMICS
• STEP7 從站對象管理器用于方便地組態(tài)變頻器以及與變頻器的非循環(huán) PROFIBUSDP 通信
• STEP 7 設(shè)備管理器用于方便地組態(tài)帶有 PROFINET-IO 接口的變頻器（V8.0 SP1 及更高版本）
• SETUP 程序 用于在 PCS 7 環(huán)境中安裝軟件