时间: 2024-08-06 04:32:42 | 作者: 数控系统
) 发挥着至关重要的作用。这些应用具有简单的运动序列，需要高效的变速驱动器来帮助快速经济地实现基本驱动器功能，并缩短调试时间。
它们在大多数情况下要各种控制功能，包括每赫兹伏特 (V/f) 标量、可编程多点型 V/f 曲线、自动调节磁通量以节省能源的 V²/f，以及自动调节驱动器输出以适应负载的磁通电流控制 (FCC)。经济高效的部署和集成对于工业系统最重要，并会受益于以下特性：
本文介绍了 [Siemens]专为简化安装而设计的一系列坚固耐用的高能效单轴变频驱动器。此外，文中还回顾了几种集成功能、探讨了基本系统配件以及各种更专业、更先进的附加模块，并提供了使用 Siemens控制器的集成建议。最后，本文阐述了将这些变频驱动器 (VFD) 集成到符合 EMI 标准的控制柜和工业运动系统中的一些注意事项。
数字化电机控制为工业单轴运动系统带来了多重优势。用变速驱动器 (VSD) 替代简单的机械控制装置，可让系统能够即时响应部分负载运行变化，并将功耗降低 50% 甚至更多。变速运行还可以最大限度地减少电机和机械部件的磨损，减少维护需求，提高可用性。
效率是 SINAMICS V20 驱动器的一大主要优势。它们外形紧凑，能够高效利用空间；支持快速安装和调试，从而高效地利用时间和资金；能效高，有利于地球环境保护。其中一些特性包括：
SINAMICS V20 驱动器具有多种集成功能，可加快部署速度并简化集成，例如用于过程控制任务的比例积分微分 (PID) 控制器、最大尺寸的两个框架上的集成制动斩波器，以及直流耦合功能，其支持两个相同尺寸的驱动器协同工作，来提升节约能源的效果。PID 控制器可用于简单的过程任务，如控制压力、液位或相对于设定点的流速。
PID 功能包括自动调整以实现最佳运行，可支持电机分段运行。电机分段最多可控制两台额外的分段式（级联）电机。在这种情况下，系统包括由变频器控制的主电机，以及由接触器或启动器控制的另外两台电机，而接触器或启动器则由变频器上的数字输出进行控制。
FSD 和 FSE 框架尺寸配备了集成制动斩波器；对其他框架尺寸，则提供外置的制动模块（见下文）。电机可采用电气或机械制动方式。
SINAMICS V20 驱动器还具有直流耦合功能，可通过 DC-link 连接，让两个相同大小的变频器进行电气耦合。在适用情况下，直流耦合可以让一个变频器使用从另一个变频器获取的再生能量，以此来降低能源成本。这些变频器可以共用单个动态制动系统，以此来降低安装成本。在某些情况下，直流耦合让我们无需使用动态制动模块和动态制动电阻器。
除集成功能之外，SIMAMICS V20 变频器还可添加一些系统配件，如基本操作员面板 (BOP) 和 BOP接口、Smart Access 模块和参数加载器，从而增强实用性（图 2）：
SIMAMICS V20 有一个集成控制面板，但在某些应用中，能够最终靠增加 [BOP] 来实现设备的远程控制。该 BOP 采用分布式安装设计，外壳等级为 UL 1 类。
BOP 使用专用的 [BOP 接口]模块连接至 SINAMICS V20，该模块插入变频器上的扩展
、笔记本电脑或平板电脑进行的 SINAMICS V20 调试和操作。该模块支持的功能包括：
[参数加载器]可将多达 100 个参数集上传至 SINAMICS V20，或者从该设备
线路电抗器可用于平滑电压峰值或桥接换相跌落。这些电抗器还能减少谐波对线路供电和变频器的影响。
制动可使用 [6SL32012AD208VA0]制动模块（图 3）来实现，该模块框架尺寸为 FSAA 至 FSC。FSD 和 FSE 框架尺寸带有集成制动斩波器，无需外部模块。在所有情况下，均可通过增加外部制动电阻器（例如 [6SE64004BC050AA0] 型号）来耗散电机产生的再生能量，以此来实现更好的制动性能和减速。
对于要输入或输出的应用，能增加 SINAMICS V20 [I/O 扩展]模块（图 4）。该模块直接安装在 400 V 系列变频器上，提供两个数字输入和两个数字继电器输出。例如，该 I/O 扩展模块可用于多泵控制应用，让单个 SIMAMICS V20 驱动器能够控制多达四个泵。当需要控制多个风扇或压缩机时，该模块也能派上用场。其前后都有接口，可与 BOP 接口和 Smart Access 模块等其他配件结合使用。但是，该模块不能同时用作参数加载器模块。
输出电抗器（如用于 FSA 框架尺寸的 [6SL3202-0AE16-1CA0] 型号）可降低电机绕组上的电压应力（图 5）。这些输出电抗器还能减小电容充放电电流，在使用长电机电缆时，充放电电流会对变频器造成压力。
将上述组件组装成为一个完整的系统可能具有挑战性，其中 EMC 合规性是一个尤其重要的考虑因素。隔离潜在干扰源通常是最快、最经济高效的方法。如图 6 所示，可将控制柜和系统的其余部分分为一系列四个隔离区。实施隔离区的需要注意的几点包括：
SINAMICS V20 变频器用途广泛，结构紧密相连，支持各种单轴变速工业应用。它们有着非常丰富多样的内置特性和功能。通过增加基本操作员面板、远程访问模块、参数加载器等配件，能加强实用性。此外，这些变频器还可与各种附加模块结合使用，以支持高级系统功能，并且它们针对 Siemens 控制器进行了优化。最后，本文阐述如何将这些 VFD 集成到符合 EMI 标准的控制柜和工业运动系统中。
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