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西门子S120单电机模块扩展

西门子S120单电机模块扩展

6SL3120-1TE22-4AD0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 D 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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6SL3120-1TE22-4AD0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 D 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

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。 

除了技术数据外,在电子铭牌中还包含有物流数据,如订货号和识别码。 由于这些值既可以

现场获取,也能够通过远程诊断获取,所以机器内使用的组件可以随时被检测,维修工作

相应得到简化。系统组件 

● 进线侧功率部件,如熔断器、接触器、电抗器、滤波器,用于开关电源,符合 EMC 指令 

● 电源模块(Line Module),是一个整流器,由主电源供电,为直流母线集中供电 

● 直流母线部件,选件,用于稳定直流母线电压 

● 电机模块(Motor Module),是一个逆变器,由直流母线供电,为电机提供电源 

为了满足需要的功能,SINAMICS S120 包含 

● 控制单元,执行轴通用的驱动功能和工艺功能。 

● 可补充的系统组件,可扩展组件功能,提供不同类型的编码器接口和过程信号接口。 

SINAMICS S120 的组件设计安装在电气柜内, 具备以下优点: 

● 轻便的搬运、简易的安装和布线 

● 实用的连接系统,符合 EMC 要求的电缆敷设 

● 标准化设计,无缝集成 

说明 

电气柜中的安装位置 

SINAMICS S120 组件应始终垂直安装在电气柜中, 其他允许的安装位置参见各个组件的说明

章节。 

书本型结构 

书本型组件适合用于多轴应用,彼此贴近安装。 用于共用直流母线的接口已经集成在组件

中。 

在冷却方面,书本型为您提供多种可选方案: 

● 内部风冷 

● 外部风冷 

● 冷却板 

● 水冷 

紧凑书本型 

它综合了书本型的所有优点;在相同的性能前提下,紧凑书本型更加小巧,并且过载性能更

高。 因此,在对动态要求较高并且安装空间较为狭小的机器上,紧凑书本型是佳的选择。 

紧凑书本型主要有下列几种冷却方式: 

● 内部风冷 

● 冷却板电源模块的常规特性 

● 输入电压 3 AC 380 V 至 480 V ±10 %(-15 % < 1 分钟),47 至 63 Hz 

● 可在 TN、TT 和 IT 电网上运行 

● 内部/外部风冷 

● 水冷和冷却板 

● 预充电阶段的短路防护/接地防护 

● 集成的直流母线母排和电子电流母排 

● 通过 LED 显示状态并进行诊断 

ALM 的特性 

● 可控的直流母线电压 

● 具有反馈能力 

● 正弦波进线电流 

● 电子铭牌 

● DRIVE-CLiQ 接口,用于和控制单元或驱动组的其他组件通讯 

– 集成到系统诊断中 

● 在所有订货号以 3 结尾(6SL...-...3) 的 ALM 上,两侧都可以引出直流母线母排 

SLM 的特性 

● 不可控制的直流母线电压 

● 具有反馈能力 

● 方波再生反馈电流 

● 在 16 kW 到 55 kW 的 SLM 上,两侧都可以引出直流母线母排。 

BLM 的特性 

● 不可控制的直流母线电压 

● 不具有反馈能力 

● 在所有的 BLM 上,两侧都可以引出直流母线母排。电机模块的特性: 

● 单轴结构,3 A ~ 200 A 

● 双轴结构,1.7 A ~ 18 A 

● 内部/外部风冷 

● 液冷和冷却板 

● 抗短路能力/接地能力 

● 集成的直流母线母排和电子电流母排 

● 集成的“安全抱闸控制” 

● 电子铭牌 

● 通过 LED 显示工作状态和故障 

● DRIVE-CLiQ 接口,用于和控制单元或驱动组的其他组件通讯 

– 集成到系统诊断中安装海拔高度和环境温度引起的降容 

电源模块 LM 和电机模块 MM 的额定工作条件是:环境温度 40 °C,安装海拔高度低于

1000 米以及各自规定的脉动频率。 

随着海拔的升高,气压和空气密度也随之降低。 因此,相同的风量产生的冷却效果降低,两

根导线之间的电气间隙能隔离的电压降低。 下表列出了气压的一些典型值: 

表格 2- 5 不同安装海拔高度的气压 

安装海拔高度[m] 0 2000 3000 4000 5000 

气压[kPa] 100 80 70 62 54 

如果这两个模块需要在高于 40 °C 的环境温度中运行,输出电流必须降容,参见各个模块的降

容特性曲线。 模块不允许在高于 55 °C 的环境温度中运行。 

在安装海拔高度 2000 米以下,模块内部的电气间隙能够隔离 EN 60664-1 标准中 III 类过压的

冲击电压。 安装海拔高度 2000 米以上,电源模块上必须连接一个隔离变压器。 隔离变压器

可以将馈电电网侧达到 III 类过压的冲击电压降低到 II 类冲击电压,然后输出给电源模块的电

源接线端子,也就是将冲击电压降低到模块内部的电气间隙能够承受的水平。 配备的变压器

二次侧按照以下方式接地: 

● 有接地星点而不是接地外导体的 TN 系统 

● IT 系统 

电源输入线电压无需降容。网侧开关件和网侧功率部件 3

3.1 导言 

SINAMICS S120 书本型连接到主电源上时,应使用以下进线装置: 

● 电源开关装置(适用于调节型电源模块 ALM、基本型电源模块 BLM、非调节型电源模块 

SLM) 

● 过电流保护装置(电源熔断器或断路器) 

● 电源接触器(在电气隔离时需要) 

● 电源滤波器(可选) 

● 电源电抗器(必选) 

西门子提供以下型号的电源滤波器和电源滤波器: 

● 电源滤波器型号: 

– 和 ALM 配套的“基本电源滤波器 BLF + 电源电抗器” 

– 和 ALM 配套的“基本电源滤波器 BLF + 调节型接口模块(Active Interface Module:

AIM)” 

– 和 ALM 配套的宽带电源滤波器 WLF 

– 和 BLM 配套的基本电源滤波器 BLF 

– 和 SLM 配套的基本电源滤波器 BLF 

● 电源滤波器型号: 

– 和 ALM 配套的电源电抗器 

– 和 SLM 配套的电源电抗器 

– 和 BLM 配套的电源电抗器电源分离装置提示 

电源主开关适用于调节型电源模块、基本型电源模块和非调节型电源模块 

在按照规定分离驱动组和电网时,需要电源主开关。 为此,允许使用机器电气设备的电源主

开关。 电源主开关的选择必须符合机械电气设备标准 IEC 60204-1 第 5.3 部分的要求。 选择

时,注意各个技术数据,必要时,也要注意连接电气设备用户的技术数据。 

注意 

使用电源主开关 

如果要用电源主开关断开运行中的驱动组,在有回馈能力的电源模块中要事先中断端子 

X21.3 (EP +24V) 和 X21.4 (EP M) 上的电压。 该任务可以由一个超前动作的辅助触点完

成,超前时间必须大于等于 10 ms。 

通过这种方法可以保护在同一条电网线路上的并行驱动外部设备。 

说明 

使用电压传感模块 VSM10 时可忽略提前断开的触点。 

根据制造商样本选择所需的电源主开关附件。 也参见样本 PM21 和 NC61。故障电流保护装置的电源连接 

除了过电流保护装置之外,还可使用选择性脱扣全电流敏感型故障电流保护装置(型号 B)。 

当短路功率和回路阻抗馈入点的电网状态,在出现故障(短路或接地故障)情况下,不适合在

规定的时间内启用安装的过电流保护装置时,必须安装故障电流保护装置。 

危险 

在没有故障电流保护开关和故障电流监视器的 TT 电网上运行时可引发电击危险 

通常情况下,当出现绝缘故障时,TT 电网不适合在规定的时间内启用安装的过电流保护装

置。 因此,通常都需要安装故障电流保护装置。 首先应使用故障电流保护开关(RCD)。 

供电功率大于 55 kW 时或设备扩展后,为了在 TT 电网上运行,除了安装合适的断路器之

外,还必须安装故障电流监视器(RCM)。 

3.4.1 故障电流保护开关 (RCD) 

除了已采用的过电流保护装置以外,还可使用故障电流保护开关(RCD)。 在 TT 电网上须使用

该开关。 

警告 

不合适的过电流保护装置可引发电击危险 

不允许将故障电流保护装置用作唯一的、直接和间接接触的防护措施。 故障电流保护开关应

始终和配套的过电流保护装置组合使用。 

说明 

目前,故障电流保护开关运行仅适用于 36 kW(包括 36 kW)以下的电源模块。使用故障电流保护开关时须注意下列条件: 

● 仅允许使用延时脱扣的选择性全电流敏感型故障电流保护开关(B 型)。 

● 要遵守“选择性保护装置”允许的大接地电阻(在故障电流保护开关额定电流差为 0.3 A 

时,其大值为 83 Ω)。 

● 驱动系统和电机上的可接触部件必须和设备的保护地线相连。 

● 检查驱动组中使用的屏蔽功率电缆(电机电缆包括从电源滤波器到电源模块连接端子的电

源馈电线)的总长度。总长度必须小于 350 m。 

● 仅允许使用推荐的电源滤波器运行设备。 

● 只允许串联一个故障电流保护装置。 不允许级联。 

● 驱动系统的开关元件(电源主开关、接触器)的单个主触点切换的大延时为 35 ms。西门子选择性脱扣全电流敏感型剩余电流断路器符合 EN 61009-1 结构系列 5SM,例如: 

5SM3646-4 或 5SM3646-4+5SW3300,带有辅助断路器(1 个常闭触点/1 个常开触点),用

于额定电流 63 A,额定故障电流 0.3 A (也可参见样本 “BETA 安装内置设备 - ET B1)。 

说明 

交流电或脉冲电流敏感 FI 保护装置不适合使用。 

3.4.2 电流差监控器 (RCM) 

和配套的断路器组合使用时,即使接地电阻(例如 TT 电网)增加,故障电流监视器 (RCM) 

也能提供防火和设备保护。 在馈电功率大于 55 kW 的 TT 电网上运行时或在设备扩展后,除

了合适的断路器之外,还必须安装故障电流监视器。 

警告 

故障电流可引起火灾,损坏设备 

如果未能检测出电源的故障电流,可能会导致整个设备故障或引发火灾。 

• 故障电流监视器始终须和配套的断路器一起使用。 

使用故障电流监视器时应注意以下几点: 

● 仅允许使用延时脱扣全电流敏感型 RCM(型号 B),以便确保在连续直流故障电流条件下

也能安全动作。 

● 电气传动系统和机器上的可接触部件必须和设备的保护接地线相连。 

● 保护接地线不允许穿过测量电流互感器,否则将丧失保护功能。电源接触器 

电源接触器用于从主电源上关断驱动组。 

在选择电源接触器时应参照其技术数据中的各项参数。在选择连接电缆时应根据 EN60204-1

考虑考虑布线方式、聚束因素和环境温度因素。 

注意 

使用电源主开关 

如果要用电源主开关断开运行中的驱动组,在有回馈能力的电源模块中要事先中断端子 

X21.3 (EP +24V) 和 X21.4 (EP M) 上的电压。 该任务可以由一个超前动作的辅助触点完

成,超前时间必须大于等于 10 ms。 

通过这种方法可以保护在同一条电网线路上的并行驱动外部设备。 

说明 

使用电压监控模块 VSM10 时可省掉超前动作触点。 

说明 

为了限制断路性过压,必须在接触器线圈上连接过压限制装置(比如防护二极管和变电阻

等)。 

在使用数字量输出控制电源接触器时,要考虑到接触器的断流容量。电源滤波器的安全说明 

说明 

除此处说明外,使用电源滤波器时还应注意第 1 章中的安全说明。 

小心 

高表面温度可导致灼伤 

电源滤波器的温度可能会变得很高。 接触表面可能会导致严重的灼伤。 

• 应将电源滤波器安装在人触摸不到的位置。 如果不可行,应在危险处设置清晰易懂的警

示牌。 

• 电源滤波器四周必须保留 100 mm 的通风空间,避免由于温度过高而损坏相邻组件。 

注意 

连接至错误电网可损坏电源滤波器 

电源滤波器只适合于直接连接在 TN 电网上。 

注意 

接线接反可损坏电源滤波器 

输入和输出上的接线不允许接反: 

• 电源电缆连到 LINE/NETZ L1、 L2、 L3 而 

• 电源电抗器电缆连到 LOAD/LAST L1´, L2´, L3´(U、V、W)。 

如未遵守提示,可可能损坏电源滤波器。 

警告 

通风空间不足导致过热可引发火灾 

通风空间不足会导致过热,产生烟雾,引发火灾,从而造成人身伤害。 此外,还可能会损坏

电源滤波器。 

• 因此,必须保证滤波器上下有 100 mm 的空间用于通风。注意 

使用错误的电源滤波器 

电源滤波器只能采用“电源电抗器和电源滤波器的组合方法”一章指明的组合。 

注意 

进线侧噪声会损坏或干扰其他的用电设备 

仅可使用本设备手册中列举的电源滤波器。 不遵守提示可能会在进线侧产生噪声,而损害/

干扰其他由该电网供电的设备。 

注意 

连接在电源滤波器后会损坏或干扰其他的设备 

在 SINAMICS 电源电抗器上,仅允许通过配套的电源滤波器连接配套的电源模块。 其他设

备必须连接在 SINAMICS 电源滤波器前面(必要时通过单独的电源滤波器连接)。 不遵守

这些提示可能会损坏或毁坏其他设备。 

说明 

拆下电源滤波器以进行高压检测 

在交流电压系统中进行高压检测时,必须将现有的电源滤波器拆下,进而获得正确的测量结

果。和 ALM 配套的基本进线滤波器 BLF 

3.7.3.1 说明 

和调节型电源模块 ALM 配套的基本进线滤波器 BLF 的作用在于,将传导性干扰放射降低到 

EMC 极限值以下。 它主要能够满足标准中 150 kHz ~ 30 MHz 的频段要求。 

BLF 既可以和进线电抗器组合,用于 ALM 16 kW、36 kW 和 55 kW,也可以和调节型接口模

块 AIM 组合,用于 ALM 16 kW、36 kW、 55 kW、80 kW 和 120 kW。 设备安装也符合 

EMC 要求时,分别可以达到以下抗干扰类别(参见“进线电抗器和进线滤波器的组合方

法”)。 


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