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　　S120的特点

　　SINAMICS S120是西门子公司推出的全新的集V/F、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统，它不仅能控制普通的三相异步电动机，还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机。SINAMICS S120具有模块化设计，可以提供高性能的单轴和双轴驱动，功率范围涵盖0.12 kW – 4500 kW，具有广泛的工业应用价值。由于其具有很高的灵活性能，SINAMICS S120可以完美的满足应用中日益增长的对驱动系统轴数量和性能的要求。它具有以下特点:

　　“高度灵活”的模块化设计

　　允许不同功率等级与控制性能的单元自由组合，所有系统组件之间都具有高度的兼容性，同时还可通过简单并联就可实现功率的增容。

　　“一网到底”的通讯技术

　　上位通讯支持标准的 PROFIBUS DP 现场总线或新一代高速工业以太网技术 PROFINET，可以方便地集成到工厂 IT 环境，传动组件之间采用独特的DRIVE-CLiQ通讯。

　　“一心多用”的多机控制技术

　　一个控制单元就可同时控制多达四台逆变和一台整流，所需数据都保存在控制单元中，在控制单元内就能建立轴间连接和控制，保证系统高效可靠运行。

　　智能化的驱动组件链路——DRIVE-CLiQ

　　基于网络技术的全新传动串行通讯，用于传动组件之间的通讯。DRIVE-CLIQ 组件都有一个电子铭牌，各项技术数据都将自动装载到控制单元中，从而读取拓扑结构，实现 SINAMICS 驱动系统的自动配置。

　　装置并联的“无环流设计”

　　由于选用了新一代高性能 IGBT 和独特的均流控制技术，装置并联增容时，只需满足最短电机电缆的要求就可，而无需笨重而昂贵的平衡电抗或输出电抗器。

　　四象限运行的“IGBT智能整流”

　　全新的 IGBT 整流 ——SLM，在实现四象限运行的基础上，成功避免了换流故障，又免除了传统晶闸管正反桥整流/回馈所需的自耦变压器，大大提高了传动系统的可靠性。

　　说明

　　SIMATIC ET 200S 是多功能、高度模块化的 I/O 系统，具有 IP20 的防护等级，可以针对自动化任务精确的量身定制。

　　带有集成的 CPU 和 PROFINET/PROFIBUS 连接的接口模块现已推出-有标准设计和安全型设计两种。模块化的 ET 200S 可以提供丰富的模块，包括了电源模块、数字或模拟输入和输出模块、技术模块、一个 IO-Link 主站以及电机起动器、变频器和一个启动接口。由于具有坚固的结构，ET 200S 还可以用在高机械压力的条件下。

　　在空间紧张条件下，可以扩展一个小巧的块 I/O ET 200S COMPACT。ET 200S 还有 SIPLUS 版本，它具有更大的适用温度范围。

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　　应用领域

　　丰富的模块使 ET 200S 成为了几乎适用于所有行业的理想 I/O 系统，而且特别适用于需要为模块设计和丰富功能的情况。

　　ET 200S 具有强大的内部数据传输能力和同步工作模式，还非常适用于时间关键型应用。

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　　优点

　　集成了 CPU 功能

　　大大节省了接线

　　在控制柜中的空间要求少

　　具有紧凑版

　　模块化设计

　　模块系列齐全

　　面向集成安全性设计

　　集成了具体通道诊断功能

　　可用于危险场所（2 类区域）

　　作为安全设备提供了变频器和电机起动器

　　选件装卸简化了组态工作

　　可以在运行中更换模块（热插拔）

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　　设计和功能

　　由于机械装置与电子装置隔离，可以进行永久性的接线，即站点可以在安装或启动前预先接好线。因此预接线的检查无需电子模块，这就防范了敏感组件的损坏。并因此减少了启动时间。还可以在发生故障时快速更换模块，而无需费时间重新接线。

　　根据接口模块情况，最多可以插入 63 个 I/O 模块

　　根据接口模块情况，ET 200S 的最大可能宽度为 2m

　　通过绝缘部署方式，快速连接甚至为安装电子和电源模块提供了更多的益处。利用这种新方法，可以连接截面积 0.34 mm² 到 1.5 mm² 标准的导线，而无需剥皮或压接。  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。