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西门子S120单电机模块备数控设

西门子S120单电机模块备数控设

6SL3120-1TE22-4AC0西门子 SINAMICS S120 单电机模块 输入:600V DC 输出:3AC 400V,24A 结构形式:书本型 C 型 内部风冷 优化的脉冲图形和 支持扩展 安全集成功能 包含 DRIVE-CLiQ 电缆

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  • 附加产品资料

  • 产品说明

6SL3120-1TE22-4AC0西门子

SINAMICS S120 单电机模块 输入:600V DC 输出:3AC 400V,24A 结构形式:书本型 C 型 内部风冷 优化的脉冲图形和 支持扩展 安全集成功能 包含 DRIVE-CLiQ 电缆

为了能充分利用外部风冷散热器,在布置组件时,应使热量均匀地传导至外部散热片的平

面上。也就是说,除了较大的功率部外部风冷散热器,数据单位:mm(inch);高度:500 mm (19.69 inch)

建议使用铝制风冷散热器。

必须为导出的损耗功率确定散热器和风扇的尺寸。可在“技术参数”中查询额定工作状态下

每个组件的损耗功率。间隔运行时损耗功率为较小的平均值。

散热器和风扇不包括在供货范围内。

推荐的散热器供应商:

● 位于 Singen 的 Alcan 公司

● 位于 Erlangen 的 Sykatec 公司

说明 

散热器(粗糙深度、平整度)的安装面必须与各个冷却板组件“安装”章节内的要求相符。

12.10.3 带有外部液体冷却器的冷却板 

12.10.3.1 结构和边界条件 

在使用外部水冷散热片时,功率部件被安装在同一块冷却水流经的散热片上,通过这种方

法散热。可以根据驱动组的规格更改水冷散热片的大小。

必须遵守的边界条件 ● 高的电气柜内部温度为 40 

°C(功率部件的送风温度)。降额时,电气柜内部的高温度为 55 °C。 ● 模块决定了散热片的高许可温度,参见“技术数据”。功率部件中的温度传感器可以

测量温度且可以通过参数读取(参见 SINAMICS S120/S150 参数手册)。

● 通过在设备侧采取措施,以此来防止设备出现凝露(参见 凝露防护 (页 782) 一章)。控制柜

② 控制柜内部风扇

③ 外部液冷散热器

图 12-41 示例:带冷却板的驱动组,采用外部液冷

结构: ● 供电:调节型电源模块 55 kW

● 7 个单电机模块

● 控制柜上方区域的 3 个内部风扇

● 1 个共用的外部液冷散热片 (1200 mm x 480 mm)

散热器和风扇不包括在供货范围内。

推荐的液冷散热片供应商:

● 位于奥地利 Ligist 的 DAU Ges.m.b.H & CO.KG

● 位于 Herborn 的 Rittal GmbH & Co. KG带有外部风冷却器的冷却板 

12.10.2.1 结构和边界条件 

在带有外部风冷却器的冷却板驱动组冷却中,必须注意以下给出的条件。

必须遵守的边界条件: ● 高的电气柜内部温度为 40 

°C(功率部件的送风温度)。降额时,电气柜内部的高温度为 55 °C。 ● 模块决定了散热片的高许可温度,参见“技术数据”。功率部件中的温度传感器可以

测量温度且可以通过参数读取(参见 SINAMICS S120/S150 参数手册)。

● 通过在设备侧采取措施,以此来防止设备出现凝露(参见 凝露防护 (页 782) 一章)。

说明 

将组件安装在一个密封的电气柜中时,要安装一个内部风扇生成气流来防止达到热

点。这种方法的优点是,风扇位于模块的上方,可以有效地进行空气流通(吸入)。

当出于设备技术原因而无法将电气柜内的温度高限制在 40 ℃ 

时,必须对此采取进一步措施。如有疑问,请拨打热线(参见引言)。

布置功率部件,使(损耗)功率均匀分布。期间,必须注意遵守不同模块的直流母线母线

排的许可载流能力(参见模块的“技术数据”)建议使用铝制风冷散热器。

必须为导出的损耗功率确定散热器和风扇的尺寸。可在“技术参数”中查询额定工作状态下

每个组件的损耗功率。间隔运行时损耗功率为较小的平均值。

散热器和风扇不包括在供货范围内。

推荐的散热器供应商:

● 位于 Singen 的 Alcan 公司

● 位于 Erlangen 的 Sykatec 公司

说明 

散热器(粗糙深度、平整度)的安装面必须与各个冷却板组件“安装”章节内的要求相符。

12.10.3 带有外部液体冷却器的冷却板 

12.10.3.1 结构和边界条件 

在使用外部水冷散热片时,功率部件被安装在同一块冷却水流经的散热片上,通过这种方

法散热。可以根据驱动组的规格更改水冷散热片的大小。

必须遵守的边界条件 ● 高的电气柜内部温度为 40 

°C(功率部件的送风温度)。降额时,电气柜内部的高温度为 55 °C。 ● 模块决定了散热片的高许可温度,参见“技术数据”。功率部件中的温度传感器可以

测量温度且可以通过参数读取(参见 SINAMICS S120/S150 参数手册)。

● 通过在设备侧采取措施,以此来防止设备出现凝露(参见 凝露防护 (页 782) 一章)。

机柜构造与 EMC:书本型

12.10 冷却板冷却提示

书本型功率单元

742 设备手册, 11/2017, 6SL3097-4AC00-1RP0

12.10.3.2 带有外部液冷散热器的冷却板式驱动组结构示例 ① 控制柜

② 控制柜内部风扇

③ 外部液冷散热器

图 12-41 示例:带冷却板的驱动组,采用外部液冷

结构: ● 供电:调节型电源模块 55 kW

● 7 个单电机模块

● 控制柜上方区域的 3 个内部风扇

● 1 个共用的外部液冷散热片 (1200 mm x 480 mm)

散热器和风扇不包括在供货范围内。

推荐的液冷散热片供应商:

● 位于奥地利 Ligist 的 DAU Ges.m.b.H & CO.KG

● 位于 Herborn 的 Rittal GmbH & Co. KG控制柜散热说明 

12.11.1 控制柜散热方案 

控制柜散热可采用以下方案:

● 滤波器风扇

● 换热器

● 冷却设备

● 液冷

● 外部风冷

● 外部液冷

这些应用要分别根据当时的环境条件和所需的冷却功率来决定。

保持控制柜内通风并保持此处所规定的通风空间。通风空间内不允许敷设/安装任何组件

、模块和电缆。

在装入 SINAMICS 驱动系统时要遵守下列规定:

● 通风自由空间

● 电缆布线

● 通风,空调机

注意 

不符合规定的安装可缩短组件的使用寿命 

如果不遵守控制柜中 SINAMICS 

组件的装入规定,可能会缩短组件的使用寿命并导致组件提前发生故障。

• 请注意 SINAMICS 组件的安装规定。一般通风提示 

SINAMICS 

组件由内置的风扇强制冷却,部分通过自然对流以及用户的散热方式进行冷却。风扇

的转速不受温度影响。只有打开或关闭两种状态。

至固件版本 2.5 为止的风扇运行 

风扇根据散热器温度通断。

达到设备

的散热片温度时,风扇启动。散热器温度降低后,风扇以较小的回差关闭。

风扇旋转时间受很多不同因素的影响,例如:环境温度、输出电流和负载循环等,因此不

能直接确定该时间。

固件版本 2.6 起的风扇运行 

风扇可由散热片温度控制。

达到设备

的散热片温度或设置了脉冲使能时,风扇启动。并在低于功率栈数据中保存

的散热器温度以及没有使能脉冲后立即以较小的回差关闭。可通过参数设置风扇的旋转时

间(参见 SINAMICS S120/S150 参数手册)。

说明 在 SLM 5 kW 和 10 kW 上,风扇持续运转。

导风 

冷却风按与组件垂直的方向,从下(较冷区域)向上(通过运行中的较热区域)进行流通。

在使用过滤器风扇、换热器或者空调机时要注意正确的空气流动方向。此外还要保证热风

可以从上部逸出。上、下各要保持有 80 mm 的通风自由空间。

注意 

覆盖通风槽可导致系统因过热而损坏 

覆盖通风槽可能会导致系统过热。

• 所有连接的信号和功率电缆在组件旁布线时应注意,不能覆盖通风槽。

说明 

空调机出风口和电子设备之间的距离至少要保持 200 mm。

说明 

将组件安装在一个密封的控制柜中时,要安装一个内部空气冷却器生成气流来防止达到

热点。这种方法的优点是,风扇位于组件的上方,可以有效地进行空气流通(吸入)。冷却板通风提示 

冷却板通风提示 

使用冷却板冷却的 SINAMICS 

设备应在电气柜内始终有一个风扇进行通风操作,或者使用其它合适的方法通风。

使用外部空气散热片时应用风扇在电气柜的外部进行额外通风,或使用其它合适的通风方

法。

温度测量 

功率部件的温度可通过参数读取(参见 SINAMICS S120/S150 参数手册)。

温度极限 ● 可从功率部件的“技术参数”中获悉散热片的高温度。

● 可从功率部件的“技术数据”中获悉控制柜内部的高温度。

遵守温度极限值的方法 ● 可以安装一个或多个风扇。

● 必要时,以降额的方式运行驱动组。组件的损耗功率 

12.12.1 概述 

在下列表格中汇总了额定工作状态下所有组件的损耗功率。 特性值适用于下列条件:

● 用于 400 V 电源模块的电源电压

● 4 kHz 电机模块的脉冲频率

● 8 kHz 调节型电源模块的额定脉冲频率

● 组件以额定功率运行

各个功率部件(电源模块、电机模块)的损耗总和由损耗功率和功率部件的相关电子装置

损耗组成。

12.12.2 控制单元、传感器模块和其它系统组件的损耗功率 

表格 12- 34 控制单元、编码器模块和其他系统组件在额定工作状态下的损耗一览

 单位 损耗功率 

控制单元和选件板

CU320-2 W 24

TB30 W < 3

CBC10 W < 3

CBE20 W 2.8

编码器模块

SMC10 W < 10

SMC20 W < 10

SMC30 W < 10

SME20/25 W ≤ 4

SME120 / 125 W ≤ 4.5

端子模块

TM15 W < 3

TM31 W < 10

TM41 W 12

机柜构造与 EMC:书本型

12.12 组件的损耗功率

书本型功率单元

754 设备手册, 11/2017, 6SL3097-4AC00-1RP0

 单位 损耗功率 

TM54F W 4.5

补充的系统组件

VSM10 W < 10

直流母线组件

书本型制动模块 W 20

紧凑书本型制动模块 W < 40

电容器模块 W 25

控制电源模块

电源

直流母线

W 70

65

12.12.3 电源滤波器和电源电抗器的损耗功率 

表格 12- 35 电源滤波器和电源电抗器在额定工作状态下的损耗功率适用范围与可供使用的工具/资料 

适用范围 工具 

产品信息 SINAMICS S 销售资料 

规划/选型 • 选型工具 SIZER 

• 电机选型手册 

决定/订购 SINAMICS S 产品样本 

• SIMOTION、SINAMICS S120 及生产机械电机(产品样本 PM 21) 

• SINAMICS 和用于单轴驱动的电机(产品样本 D 31) 

• SINUMERIK & SINAMICS 

机床设备(产品样本 NC 61) 

• SINUMERIK 840D sl 1B 型 

机床设备(产品样本 NC 62) 

安装/装配 • SINAMICS S120 控制单元和扩展系统组件手册 

• SINAMICS S120 书本型功率部件手册 

• SINAMICS S120 装机装柜型功率部件手册 

• SINAMICS S120 液冷装机装柜型功率单元 

• SINAMICS S120 AC 驱动手册 

• SINAMICS S120M 分布式驱动技术手册 

• MOTION CONTROL 选型手册/EMC 安装指南/基本系统要求 

调试 • 调试工具 STARTER 

• SINAMICS S120 入门指南 

• SINAMICS S120 调试手册 

• SINAMICS S120 CANopen 调试手册 

• SINAMICS S120 功能手册 

• SINAMICS S120 Safety Integrated 功能手册 

• SINAMICS S120/S150 参数手册 

使用/操作 • SINAMICS S120 调试手册 

• SINAMICS S120/S150 参数手册 

维护/维修 • SINAMICS S120 调试手册 

• SINAMICS S120/S150 参数手册 

参考文档 • SINAMICS S120/S150 参数手册 

书本型功率部件 

设备手册, (GH2), 01/2013, 6SL3097-4AC00-0RP5 5

目标读者 

本文档供使用 SINAMICS 驱动系统的机器制造商、调试人员和维修人员使用。 

手册用途 

本文档介绍了 SINAMICS S120 调试和维修的必要信息、步骤和操作。 

标准功能范畴 

本文档描述的功能范畴可能和实际提供的驱动系统的功能范畴有偏差。 

● 在驱动系统中可能会执行本文档中未提及的功能。 但是这并不意味着在提供系统时必须带

有这些功能,或者为其提供有关的维修服务。 

● 本文档中也可能会描述驱动系统上不存在的功能。 提供的驱动系统的功能只以订购资料为

准。 

● 机器厂商增添或者更改的功能必须由机器厂商进行说明。 

同样,为使文档简明清晰,本文档并不包含所有产品类型的所有信息, 也不能考虑到订货、

销售和维护的每种实际情况。依照使用范围的不同,SINAMICS 系列为每一种驱动任务提供了度身定做的优解决方案。 

● SINAMICS G 用于驱动异步电机,是为标准用途而设计的。 这些应用的特点是对电机转速

的动态特性要求比较低。 

● SINAMICS S 用于驱动同步电机和异步电机,可完成要求苛刻的驱动任务,并且能够满足 

– 对动态特性和精度的较高要求 

– 将广泛的工艺功能集成到驱动控制系统中的要求 

● SINAMICS DC MASTER 是 SINAMICS 系列中一款直流驱动器, 由于它具有很高的灵活

性,因此,在驱动技术领域和市场中,无论是基本驱动任务,还是要求苛刻的驱动任务,

它都可以胜任。 

2.2 平台方案和全集成自动化 

SINAMICS 的所有型号都基于相同的技术平台。 共同的硬件和软件部件以及标准化的设计、

组态和调试工具可以保证所有部件之间的高度集成。 SINAMICS 可以覆盖全系列的驱动任

务。 SINAMICS 的各种型号可以方便地相互组合。 

全集成自动化(TIA)和 SINAMICS S120

与 SIMATIC、SIMOTION 和 SINUMERIK 一样,SINAMICS 是全集成自动化系统(TIA)中又一

个核心组成部分, 举例来说,STARTER 调试工具便是 TIA 平台的重要组成部分, 借助这个

统一的工程平台,在统一的环境下,您可以设置、编程和调试自动化系统解决方案的所有部

分; 集成的数据管理可以保证数据的一致性和项目存档的简易性。 

SINAMICS S120 支持标准的 PROFIBUS DP,即 TIA 方案中的标准现场总线。 它可以确保

自动化系统解决方案中的各组件之间的强大、无缝的通讯: HMI (操控与显示)、控制器、

驱动器以及 I/O 等。 

SINAMICS S120 也具有 PROFINET 接口。 PROFINET 总线基于以太网技术,它通过具有实

时特性(RT)或同步实时特性(IRT)的 PROFINET IO 设备快速交换控制数据,这意味着 

SINAMICS S120 可以应用于高性能的多轴驱动中。 此外,PROFINET 还可以同时进行标准 

IT 通讯(TCP/IP),例如:将操作和诊断数据传送到上位控制系统, 这样驱动器便可以很方便

地集成到 IT 工厂环境中。模块化系统,适用于要求苛刻的驱动任务 

SINAMICS S120 可以胜任各个工业应用领域中要求苛刻的驱动任务,并因此设计为模块化的

系统组件。 大量部件和功能相互之间具有协调性,用户因此可以进行组合使用,以构成佳

方案。 功能的组态工具 SIZER 使选型和驱动配置的优化计算变得易如反掌。 

丰富的电机型号组配使 SINAMICS S120 的功能更加强大。 不管是扭矩电机、同步电机还是

异步电机,或者是旋转电机或直线电机,都可以获得 SINAMICS S120 的佳支持。配有中央控制单元的系统架构 

在 SINAMICS S120 上,驱动器的智能控制、闭环控制都在控制单元中实现, 它不仅负责矢

量控制、伺服控制,还负责 V/f 控制, 另外,控制单元还负责所有驱动轴的转速控制、转矩控

制,以及驱动器的其他智能功能。 各轴的互联可在一个控制单元内实现,并且只需在 

STARTER 调试工具中点击鼠标即可进行组态。 

更高的运行效率 

● 基本功能: 转速和转矩控制、定位功能 

● 智能启动功能:电源中断后自动重启 

● BICO 互联技术:驱动器相关 I/O 信号互联,可方便地根据设备条件调整驱动系统 

● 安全集成功能:低成本实现安全概念 

● 可控的整流和反馈:避免在进线侧产生噪声、控制电机制动时产生的再生反馈能量,提高

进线电压波动时的耐用度 

DRIVE-CLiQ – SINAMICS 所有部件之间的数字式接口 

DRIVE-CLiQ 通用串行接口连接 SINAMICS S120 的所有组件,包含电机和编码器。 统一的

电缆和连接器规格可减少零件的多样性和仓储成本。 对于其他厂商的电机或改造应用,可使

用转换模块将常规编码器信号转换成 DRIVE-CLiQ。 

所有组件都具有电子铭牌 

每个组件都有一个电子铭牌,在进行 SINAMICS S120 驱动系统的组态时会起到非常重要的作

用。 它使得驱动系统的组件可以通过 DRIVE-CLiQ 电缆被自动识别。 因此在进行系统调试或

系统组件更换时,就可以省掉数据的手动输入,使调试变得更加安全。 

该电子铭牌包含了相应组件的全部重要技术数据, 例如:等效电路的参数和电机集成编码器

的参数。 


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