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　　SIMATIC S7-200 CN，数字输入端 EM 221，仅用于 S7-22X CPU， 8数字输入，24V DC，源型输出（P schaltend）/漏型输出（M schaltend） 此 S7-200 CN 产品 只具有 CE 认证

　　联系人  郑鑫  135八五七五四八零三

　　S120变频调速柜

　　SINAMICS S120 变频调速柜是模块化柜机系统的重要组成部分，它适用于集中进线整流、公共直流母排馈电的多电机传动系统，典型应用于造纸机械、轧机、试验台或起重机等。它具有以下的设计理念:

　　---最新一代工业应用的变频调速柜

　　---运行可靠

　　---统一的硬件结构与接口

　　---减小产品复杂性

　　---同时可适应客户的特殊要求

　　SINAMICS S120变频调速柜具有以下特点:

　　---模块化柜机系统的重要组成部分

　　---适用于集中进线整流、公共直流母排馈电的多电机传动系统

　　---所有的传动组件采用清晰而紧凑地配置在专用的变频调速柜中

　　---丰富的选件，使系统具备很大的灵活性

　　SINAMICS S120变频调速柜是大功率传动公共直流母线应用的理想解决方案，它由以下部分组成:

　　带网侧元件的进线柜

　　---功率等级

　　------250 - 3200 A @ 3AC 380 - 480 V

　　------280 - 3200 A @ 3AC 500 - 690 V

　　---结构

　　------≤ 800A，主开关为刀熔开关

　　------> 800A，主开关为固定式断路器或抽出式断路器

　　---三种类型

　　------匹配基本整流柜:选件L43

　　------匹配回馈整流柜:选件L44

　　------匹配有源整流柜:选件L42

　　整流柜包括以下类型

　　单相限运行的基本整流柜（BLM）

　　---200 - 900 kW @ 3AC 380 - 480 V

　　---250 -1500 kW @ 3AC 500 - 690 V

　　四象限运行的回馈整流柜（SLM）

　　---250 - 800 kW @ 3AC 380 - 480 V

　　---450 -1400 kW @ 3AC 500 - 690 V

　　四象限运行的有源整流柜（ALM+AIM）

　　---132 - 900 kW @ 3AC 380 - 480 V

　　---560 -1400 kW @ 3AC 500 - 690 V

　　逆变柜包括两种结构形式:

　　书本型逆变柜

　　---1.6 – 107 kW @ 3AC 380 - 480 V

　　装置型逆变柜

　　---1.6 – 800 kW @ 3AC 380 - 480 V

　　---75 – 1200 kW @ 3AC 500 - 690 V

　　用于制动运行的中央制动柜

　　---自动运行，只要连接到 DC 回路，无需外部控制电压

　　---制动柜配有冷却风扇，无需额外的通风措施

　　---需要外接制动电阻，制动电阻必须另外订制（防护等级IP20）

　　---制动功率

　　------500 - 1000 kW @ DC 510 - 720 V

　　------550 - 1100 kW @ DC 675 - 900 V

　　------650 - 1200 kW @ DC 890 - 1035 V

　　辅助电源柜 :提供三组辅助电源:24V DC控制电源，单相230 V电源，单相380 - 690V装置风扇电源。

　　SINAMICS S120 变频调速柜具有丰富的选件，选件以附件的形式添加在每个调速柜的订货号的后面，出厂前都会预装在柜内或以附加柜的形式排列在旁边。其中常用的选件有:

　　---高级操作面板AOP30:K08

　　---编码器模块SMC10/20/30:K46/48/50

　　---控制单元CU320-2 DP/PN:K90/K95

　　---用于CU320-2性能扩展:K94

　　---带VPL的紧凑型dv/dt滤波器:L07

　　---输出电抗器:L08

　　---带VPL的dv/dt滤波器:L10

　　---带预充电回路的直流侧操作开关:L37

　　---25/125 kW制动单元:L61/L64

　　---50/250 kW制动单元:L62/L65

　　---防护等级IP21/23/43/54:M21/23/43/54

　　---直流母排（根据电流大小）:M80~M87  当一台感应电机被机械驱动，并且有一台变频器给电机的出线端子提供某一电压的时候，它将作为一台发电机给变频器回馈能量。

　　通常，在交流电机和负载的减速阶段，储存的大部分能量将被电机转化为电能反馈到变频器。当一个高惯性负载突然减速时，会有过大的反馈能量不能被变频器的直流母线所吸收，导致直流母线上电压过高而跳闸。

　　由于变频器的直流侧电容只能吸收很小一部分的反馈能量，对于超过系统本身损耗的的制动力矩, 需提供一个动力制动电路来消除剩余能量。通过控制一个专用的制动控制电路控制的制动单元的工作/停止周期来防止直流母线上的电压过高。通过控制在发电过程中制动单元的工作/停止周期来防止直流电压超过最大值和直流侧电容的过度充电。许多变频器的固有特征是当输出频率小于基础频率时，为恒定V/F比值控制（力矩恒定）；当输出频率大于基础频率时，为恒电压控制（功率恒定）。因为其恒压变频特性，基础频率之上的再生功率是恒定的，但在基础频率之下，将逐渐衰减至在速度为零时功率为零。当停车时，系统固定损耗大多数情况为摩擦力使驱动系统停止。

　　当运行在基础频率之上任何速度，再生功率都为最大值且保持恒定，此时制动电阻器发挥最大功效。最大制动扭矩与在恒定电压下反比于电阻值的再生电流是一对函数关系。于是电阻值的选择决定了制动扭矩的大小。

　　电阻的额定功率取决于制动周期（制动时间和循环时间）和电阻的冷却。

　　出于安全的考虑，通常使用一个热继电器来单独保护电阻防止持续过载。这个热继电器应该控制切断变频器输入电源。

　　制动电阻的应用

　　通常情况下，当电源为380-460V时，变频器的直流母线电压最大值为800V，电阻，电缆，绝缘需与此工作电压匹配。

　　电阻值及额定功率可以由需吸收的能量，即释放的功率值和连续减速的延时时间算出。为了得到电阻的阻值需要知道要求的制动扭矩；为了得到电阻的额定功率需要知道负载的能量有多大。

　　电机和负载的动能等于 0,5 Jɷ²

　　因为能量与角速度的平方成正比，系统的最大能量集中在高速状态，会在开始减速的时候传递给电阻。假如电机运转在基础频率之上，传递给电阻的能量为定值，直到降至基础频率以下。用于制动周期的制动电阻应能承受热冲击，推荐使用额定脉冲式电阻。

　　举例:

　　转动惯量为10 的负载由1500rpm减速到静止。

　　计算制动电阻值，额定功率。

　　需要的数据:

　　电机及驱动                                             30kW

　　电机额定转矩                                         191Nm

　　减速时间                                                 待定

　　重复周期时间                                         30 s

　　负载转动惯量 (J)                                    10 Kgm²

　　电阻阻值(R)                                            未知

　　电阻额定功率值（Pr）                         未知

　　电阻工作电压 (V)                                  750V

　　首先最基本的一步是确定减速时间 (Tb ):

　　最大减速发生在电机额定转矩的150%。

　　最大值         Mb max = 1.5 x 191 = 286.5

　　最快的减速时间Tb :  

　　可以确定一个实际的减速时间 , 对于这个例子，令 =7s

　　计算减速时间为7s时需要的制动转矩

　　制动功率为:

　　= 35.24 kW

　　制动电阻阻值为:

　　电阻的额定功率为:

　　由于制动电阻的工作为间歇性的，其额定功率可按间歇性的功率选择而不必是连续功率。优点是可根据电阻的过载系数来充分利用电阻的过载值（O/L), 这个系数可由一组冷却曲线得出，这个曲线是由制动电阻生产商或者供应商提供的。

　　在这个例子中，减速时间设置为7秒，循环周期时间为30秒。

　　所选择的电阻的额定功率为:

　　= 17.5Kw

　　实际上，在再生制动过程中，电机和负载的机械损耗可耗散15%到20%的制动能量。通常的情况下，实际上推荐的制动电阻阻值是代表应用中的最小值，使用推荐的阻值有可能会产生额外的制动转矩。然而，由于负载惯量的能量反馈值是由减速度决定，制动单元通过调整制动电阻的运行/停止周期来实现按照实际速率消耗能量。

　　问题

　　当V20变频器出现A0501时该如何解决?

　　A0501

　　变频器输出电流限幅，当变频器的输出电流达到r0067参数的数值时，变频器给出A0501报警，r0067的大小受P640（电动机过载倍数）、变频器最大输出电流、电动机和变频器热保护功能影响。当出现A0501报警时，变频器会启动最大电流控制器并保持或降低输出频率来抑制电流继续增大。

　　常见原因

　　1.电机负载大，由负载大导致电机电流较大达到了电流限幅值，变频器出现A0501

　　·           电动机过载

　　·           大惯量负载加速时间太短需要较大启动转矩的设备的启动过程（包括电动机堵转）

　　·           PID控制，反馈信号受到干扰波动较大，PI参数不合适

　　·           启动正在旋转的电机

　　2.变频器过温

　　·           变频器过载（过温），由变频器过温导致变频器输出能力下降。引起A0501

　　3.电机参数问题

　　·           电机参数不准确

　　常见处理办法

　　1.由电机负载大引起的A0501请检查以下几点

　　·           检查电动机是否过载，通过变频器r0027查看电机当前电流是否已经超过电机额定电流

　　·           如果在大惯量负载加速过程中出现A0501，请适当延长斜坡上升时间P1120

　　·           需要较大启动转矩的重载应用时，启动出现A0501电机不转，请适当增大电压提升P1310,P 1311,P 1312

　　·           PID控制经常出现A0501，请检查模拟量反馈信号是否受到干扰波动很大，适当增大模拟量信号滤波时间，适当调整PI参数P2280和P2285

　　·           如果变频器启动本身就在旋转的电机，启动时有可能出现A0501，严重情况可能导致F0001，激活捕捉再启动功能p1200

　　·           注意:潜水泵、压缩机、罗茨风机不同于普通的供水泵和离心风机,属于重负载应用

　　2.由变频器过温引起的A0501请检查以下几点

　　·           变频器的输出电流是否已经超过变频器额定电流

　　·           变频器工作环境温度是否过高

　　·           变频器风扇是否工作正常

　　3.由电机参数问题引起的A0501

　　·           检查设置的电机铭牌数据与电机接线方式（星接/角接）是否一致

　　案例集