西门子 SINAMICSDCM 直流调速器新增功能介绍和调试应用 摘要：新产品 SINAMICSDC-MASTER（6RA80）直流调速器的诞生，进一 步增强了直流技术 控制的作用。

在 6RA70 的优点基础上增加了一些新的功能，并改进了新的 操作方式。

本文围绕着 新产品的功能和简易调试展开介绍。

关键词：DCM 直流调速器调试 Abstract:ThebirthofnewproductsSINAMICSDC-MASTER,tofurtherenhancetheDCco ntrol function.Somenewfeaturesdontheadvantagesof6RA70,andtheimprovementof the newmodeofoperation.Thiseraroundthenewproductfunctionandsimplecommiss ioning launchestheintroduction. Keywords：DCMDCconverterCommissioning 概述： SINAMICSDCMASTER 是 西 门 子 生 产 的 新 一 代 直 流 调 速 器 。

SINAMICSDCMASTER 简称为 SINAMICS DCM 体现了新一代产品的强大。

它把上一代产品 SIMOREGDC-MASTER 的优势与 SINAMICS 系列的优点结 合在了一起。

就质量、可靠性和功能而言，SINAMICSDCM 在继承前代优 点的同时，又配备了一些新的功 能。

SINAMICSDCMASTER 是 SINAMICS 系列的新成员，它把许多以交流 技术而闻名的 SINAMICS 工具和 组件用到了直流技术上。

对于标准的闭环控制，该直流调速器配备了标准的 调速器控制装置（标准 CUD） 。

对于要求更高计算性能和接口的应用，系统可以通过增加调速器控制装置

（高级 CUD）的方式进行扩展。

该 直流调速器属于 SINAMICSDCMASTER 系列，它把开环和闭环控制与电源 装置组合到了一个装置上，并且 由于其紧凑的机构、节省空间的外形设计而与众不同。

可以 AOP30 高 级操作员界面和 BOP20 数字操作员 面板用于试运行和本地操作员控制。

一．SINAMICSDCM 应用的领域 SINAMICSDCM 广泛用于基本应用和复杂应用的可扩展的传动系统，工业 环境中的机器和工厂（钢/铝， 塑料，印刷，造纸，起重机，采矿，石油和天然气，励磁装置） ，包括新厂 建设和工厂改造。

应用实例 轧钢机横切机和横剪机划线机挤出机和捏合压力机升降机和起重机索道和 升降梯矿用提升机试验台 二．励磁回路新增功能的介绍 新品 SINAMICSDCM 与 SIMOREG6RA70 功能对比，如下图所示。

在 DCM 中改成了电枢 2Q 控制，同时在 励磁端新增加了 2Q 控制方式。

6RA70DCM 电枢 1Q2Q 4Q4Q 励磁 1Q1Q -2Q 励磁 2Q 功能： L11–二象限励磁功能单元。

6RA70 直流装置的调试步骤 一. 送电前检查装置和电机 辅助电源系统送电检查 接地线和辅助电源零线检查 电机绝 缘检查和编码器安装检查 电机电枢绕组和励磁绕组对地绝缘和电阻检查 检查装置风机和 柜顶风机电源和转向 检查电机风机电源和转向 装置电源和控制电源检查 编码器电源和信 号线检查 二. 基本参数设定(计算机或 PMU 单元完成) 1.系统设定值复位及偏差调整 用 PMU 执行 功能 P051= 21，调用缺省的工厂设置参数构成基本参数文件用 P052=0 显示那些与初始工厂 设置不同的参数。

合上装置控制电源和操作控制电源执行 P051=21，偏差调整(P051=22)同 时进行，参数 P825.02 被设置。

2.整流装置参数设定 P067=1-5 选择负载过负荷周期，见 手册，当本参数大于 1 时，整流器额定直流电流 R072.01 将变为所选周期内的基本负载值， P075 参数必须设定 为 1 或 2。

一般情况下，装置的计算的晶闸管温升包容上述过载周期 P 075=0 不允许装置过载， 装置大输出电流被限制在额定直流电流 R072.01 =1 电枢电流 大值被限制在 P077*1.8*整流器额定直流电流 R072.01， 当计算的晶闸管温升过允许值时， 报警 A039 激活，电枢电流给定自动自动减小到整流器额定电流 R072.01。

=2 整流器电枢 电流大值被限制在 P077*1.8*整流器额定直流电流 R072.01 当计算的晶闸管温升过允 许值时故障 F039 被激活。

本参数根据电机额定参数值和使用工况从保护装置过载的角度出 发进行设置，本参数与 P067 共同作用，对装置的过负荷周期进行设定。

P078.01= 630V 主 回路进线交流电压作为判断电压故障的基准值 P078.02= 380V，励磁进线电压 作为欠压或 过压的判断门槛电压，相关参数见 P351，P352，P361-P364. 3.电机参数设定 P100(F)= 额 定电动机电枢电流(A) P101(F)=额定电动机电枢电压(V) P102(F)= 额定电动机励磁电流 (A) P103(F)=小电机励磁电流(A)必须 小于 P102 的 50%.在弱磁调速场合一般设定到防止 失磁的数值. P110 电枢回路电阻，P111 电枢回路电感，P112 励磁回路电阻：在优化过程自 动设定。

P114(F)=电动机热时间系数，根据本参数和 P100 对电动机进行热过载保护：当电 机温升达到报警曲线值时触发 A037 报警； 当温升达到故障曲线值时触发 F037 故障。

缺省值 10MIN。

P115(F)= 电枢反馈时大速度时的 EMF(%)， 缺省值 100。

以整流器进线标准电压(R 078)为基准设置时应考虑进线电压实际值等各种参数影响.P115= 值/R078(见功能图)EMF 额定值=P101-P100*P110。

在 P083=3 时，观察编码器波形正常的情况下，令 P140=1，P143 =电机基速，观察 R024（编码器反馈）和 R025（电枢电压反馈）。

校准 P115 参数。

P118(F) =额定 EMF(V)， P119(F)=额定速度(%)： P118、P119 是在励磁减弱优化过程中 P051=27 设 置的，当 P100P101P110 参数发生变化后，弱点也随着变化，不再是 P118，实际额定速度=P 119*实际额定 EMF/P118 当 P102 变化时，励磁减弱优化重做。

4.实际速度检测参数设定 P 083(F)=实际速度反馈选择当 当 P083=2 (脉冲编码器) 时，速度为 P143 参数值 当 P 083=3 (电枢反馈) 时， 速度为 P115 参数值所对应的速度 P140=0 或 1， 脉冲编码器类 型选择。

电枢反馈 P083=3 时，令其为零；码器反馈时 P083=2，令其为“1”。

P141=1024 ， 脉冲编码器每转脉冲数 P142=1，编码器 15V 电源供电 P143(F)= 编码器反馈时高的运行

速度(转/分钟) P148(F)=1，使能编码器监视有效(F048 故障有效) 5.励磁功能参数设定 P0 81=0 恒磁运行方式 (弱磁优化前设置值) P081=1 弱磁运行方式(进行弱磁优化时设置，优 化后设置为 1) P082=2 励磁运行模式，达到运行状态 07 后，经过 P258 的延时，输经济励 磁电流 P257. P257(F)= 0 (%P102) 停机励磁 6.限幅值参数设定 P642.01-04= 100 % 主 设定点速度限幅 P091= 斜坡给定阈值 P169=0 P170=0 带电流限幅的闭环电流控制 P6 05.01-04=1 转矩限幅 P171.01= (P100 为基值) ， P172.01=-100(P100 为基值)电流限 幅 7.斜坡函数发生器相关参数设定 P303.01(F)= 10 S P304.01(F)= 10S P305.01(F)= 0. 5S P306.01(F) = 0.5S 上述参数对斜坡参数组 1 进行设定规定了由 0 速到高速的时间 10 S 过度圆弧时间 0.5S. 8.辅助功能参数设定 零速信号： P373(F)=1% 转速大于 1%时状态字 bit10 为 1 P374(F)=0.5% 回环宽度 P375(F)=0.1S 延迟时间 P675(B) =24 CUD2 板 43 端子 开关量连接量 24，当辅传动使用熔断器或速开关时，接点动作产生外部故障 1 和 2。

P6 89.1=B20 端子 41，风机信号作为外部报警 2 P771=106 设置开关量输出口 1 为装置故障状 态输出 P755=167，P754=OFFSET，设置模拟量输出 2 作为速度表指示 P753=10V×电机大 速度/速度表满偏值，规格化 P820.04=0 将传动堵转故障使能 P644.01=402 内控速度给定 由固定量连接器 P402 发出。

三. 检查主电机励磁 令 P082=2，合励磁进线电源，改变 P257=5%，30%，50%，， 观察励磁表指示情况。

恢复 P257=0。

四. 电机启动 以上参数设置正确后，电机可以恒磁启动，P81=0，接入励磁电源和电机 风机，在 P51＝40 情况下，传动柜选择开关输入合闸和解封命令后，由 P402 输入给定速度， 电机转动。

五. 检查只读参数 R010：开关量输入，0-6 位对应 36-42 端子状态，12 位对应 ESTOP 信号 R011：开关量输出状态，第 0 位代表 46 端子重故障，第 7 位代表 109/110 端子和闸 信号 R015：实际电枢进线电压 630V，应在允许值范围内 R016：实际励磁进线电压，应在 允许值范围内 R017：实际进线频率，应在允许值范围内 R038：实际电枢直流电压，装置未 解封状态其值应接近为 0。

R039：EMF 给定值，等于 P101-P100*P110 六. 检查风机 检查装置风机 检查电机风机 七. 检查电枢可控硅及桥臂快熔 令 P830=3，合励磁进线电源，合 ME 开关，若可控硅 及其触发回路故障将报 F061 装置故障信号；若桥臂快熔熔断，报 F004 故障，R047 故障码 为 3。

若无故障参数 P830 自动恢复为 0. 八. 优化 电枢和励磁电流环优化 将励磁控制风机电源投入 装置内控状态下在 PMU 上 选择 P051=25 整流装置进入 07.0 或 07.1 状态等待操作柜门上选择关输入合闸命令和解封 命令，当装置状态 01.0 时执行优化运行开始优化过程要保证电机锁死，优化运行结束时驱 动装置回到 07.2 状态.整个过程大约 40S。

电流限幅将不起作用电流峰值与电机额定电流有 关. 以下参数自动被设置： - P110 P111： 电枢回路电阻， 电感 - P112： 励磁回路电阻 - P 155 P156：电枢电流调节器 P，I 增益 - P255 P256：励磁电流调节器 P，I 增益 - P826: 自然换相时间的校正 电流环优化前设定 P159=0.01P160=0(缺省值)，优化结束后，重新定 义 P159， P160 为如下数值，保证 SCR 正反桥可靠换向。

以后电流环优化前需将两个参数恢

复工厂缺省值。

P159=0.2 电枢自动翻转的转换阈值% P160=0.02 附加的无转矩时间间隔 S 速度环优化 将励磁控制风机电源投入 在电枢反馈方式下启动电机，检查观察 R024 参数 保证正向速度给定与实际轧制方向一致，RO24 参数应和 P402 给定值一致。

将 P140=1，切换 到编码器反馈试车。

编码器脉冲信号正常的情况下，停车后修改 P080=0，P083=2，P140=1， P143=电机基速， 启动电机， 装置内控状态下在 PMU 上选择 P051=26 整流装置进入 07.0 或 0 7.1 状态等待操作柜门上选择关输入合闸命令和解封命令，装置状态 01.0 时执行优化运行 开始优化运行结束时驱动装置回到 07.2 状态.整个过程大约 6S。

电机以 45%的额定电枢电 流加速达到 20%的大电机速度，速调优化得到 P225，P226，P228。

这种优化在带上机械 负载后必须重新做(因为高转速值有大的变化)! 记录调试结果。

九. 励磁电流调整 启动电机，运行至 20%，50%，80%的速度，观察 R038（电枢电压）， R037 （EMF 实际值显示） 根据理论计算值与实际值比较，调整 P102 参数，完成励磁电流 的。

记录调试结果。

十. 励磁特性优化 令 P143=电机高转速，P081=1，P051=27 进行弱磁优化运行。

启 动电机至高速，检查 P038，P019，P024 是否稳定. 弱磁优化运行后，P169=0，P170=1 选择 转矩限幅和转矩控制。

记录优化结果 十一. 电机和机械考核 十二. 带机械速度环优化和调整 十三. 内外控参数的设置 P055=112，P057=112，将 1#组参数拷贝到 2#组，选择内外控 观察 R056， R058 参数组选择情况 P171.2= 150%，P172.2= -150% P644.2=3002 外控速度 给定。

P648.01(B)= 9 P648.02(B)= 3001 内外控时控制字的选择 P649.01(B)=9 P649.02 (B)= 9 P676.1(B)=P676.2=17 用开关量输入端子 39 作为功能数据组 FDS 选择 P677.1(B)=P 677.2=0.（选择 3#组、4#组，该选择功能禁止） P690.1(B)=P690.2=17 用开关量输入端子 39 作为功能数据组 BDS 选择 P641.1(B)=P641.2=17 用开关量输入端子 39 作为选择斜坡函数 发生器旁路与否内控状态选 1#组，外控状态选 2#组.，或令 P641.01=0， P641.02=1 十四. 通讯参数的设定 通讯板 CBP 是小板附着在 ADB 板上，PC 机需要数据文件 SIEM8 045.GSD P918=通讯站号地址设定，PLC 对应同样站地址 U711.1=0 U712= 2 定义通讯字类 型为 4PKW+6PZD U722=0 禁止通讯故障 F082 P927=7 CBP+PMU+G-SST1+OP1S 控制接口的使 能 U710.1=0 激活 CBP 配置 PLC 到传动的信号: （U733 显示） Word 1-4 作为 PKW 参数使用 无意义 Word 5 控制字 1 P648.02=3001 (K3001) Word 6 速度给定 P644.02=3002 (K300 2) Word7- Word10=0 不用 传动到 PLC 的信号:（U734 中设定） Word 1-4 作为 PKW 参数使 用无意义 U734.01=32 状态字 1(K32) U734.02=9811 当前故障码(K9811) U734.03=167 传动 的速度反馈(K167) U734.04=117 传动的实际电流反馈(K117) U734.05=142 传动的实际转矩 反馈(K142) U734.06=20 传动的数字输入(K20) 十五. 速度环手动优化 1.在装置内控方式下设置以下参数 P634.01=190 基本速度给 定 P634.02=203 速度振荡给定 2.设置振荡环节和模拟输出口 参数名 意义 设定值 说 明 P480 正向振幅 5% -200/200 P481 正向振幅时间 2S 0-300S P482 反向振幅 0% -200/

200 P483 反向振幅时间 2S 0-300S P750 1415 端子输出 K203(给定振幅) 模拟输出 3 P75 5 1617 端子输出 K167(实际速度) 模拟输出 4 3.将装置合闸且运行使能 3738 高电平后从 P 402 加入给定速度当速度稳定后加入 P480 振幅 5%速度振荡开始根据速度波形调节速度环 PI 增益 P225P226P228 等相关参数直到获得满意的动态响应. 测试过程应保证速度环不饱和. 在适当时候使能速度环 PI 参数自适应功能.停车时应先撤消振幅后再通过速度给定 P402 给 定为 0。

4.恢复上述设定值记录调试结果. 十六. 抗扰动性手动优化 1.在装置内控方式下设置以下参数 P502=203 电流振荡给 定 2.设置振荡环节和模拟输出口 参数名 意义 设定值 说明 P480 正向振幅 10% -200/20 0 P481 正向振幅时间 3S 0-300S P482 反向振幅 0% -200/200 P483 反向振幅时间 3S 0300S P750 1415 端子输出 K116(实际电流) 模拟输出 3 P755 1617 端子输出 K167(实际速 度) 模拟输出 4 3.将装置合闸且运行使能 3738 高电平后从 P402 加入给定速度当速度稳定 后加入 P480 振幅 5%电流扰动振荡开始观察速度扰动恢复波形和电机电流波形。

调节速度环 PI 增益 P225P226P228 等相关参数直到获得满意的扰动响应. 测试过程应保证速度环不饱和. 在适当时候使能速度环 PI 参数自适应功能. 停车时应先撤消振幅后再通过速度给定 P402 给定为 0。

西门子直流调速装置及应用 德国压力机主电机直流调速系统电气改造 一 引言 德国压力机型号 PE4-HH-500SS 和型号 PE4-HH-800SS,其主 电机调速装置是前东德六十年代产品,结构为分布式,各控制单元为插 接板式,装置线路板全部是分立件,故障频发,备件缺乏。

因此,对其进行 技术改造,采用 西门子直流调速装置。

现将西门子直流调速装置的特 点、使用及应用中的一些问题分诉开来。

二 西门子直流调速装置的设计特点 1 西门子应用较广的直流调速装置是 6RA70 系列与 6RA24 系 列。

2 流调装置 6RA70 与 6RA24 的区别 （1）6RA24 单机额定电流大 1200 安培，6RA70 单机额定 电流大 2000 安培。

（2） 6RA24 单机励磁电流大 30 安培，6RA70 单机励磁电 流大 40 安培， （3）6RA24 基本装置具有 8 个开关量输入口， 8 个开关量输 出口，4 个模拟量入口， 4 个 模拟量输出口。

6RA70 基本装置具有 4 个开关量输入口，4 个开关量输出口，2 个模拟量输入口，2 个模拟量输出口。

但 6RA70 装置可选择 CUD2、EB1、EB2 端 子扩展板。

（4）一般来讲，6RA70 基本装置即不加 CUD2，S00 等件）比 6RA24 基本装置价低。

（5） 6RA70 装置的通讯板、工业板及端子扩展板与 6SE70 系 列可以通用。

（6） 6RA70 基本装置可选用 OP1S 舒适型操作面板，可存贮 多套参数。

3 西门子 6RA70 系列与 6RA24 系列直流调速装置是全数字直流 调速产品 4 应用-6RA70 SIMOREG DC MASTER 系列整流器为全数字紧 凑型整流器，输入为三相电源，可为变速直流驱动电枢和励磁供 电，额定电枢电流从 15A 至 2000A。

紧凑型整流器可以并联连接， 高至 10000A 的电流，励磁电路可以大 40A 的电流（此 电流取决于电枢额定电流） 。

5 设计 我们选用 6RA7081 型装置整流器以其紧凑和节省空间的结构为 特色，由于独立的部件容易拿在手中，其紧凑式设计使它们特别容易 保养与维护，电子板箱包含基本电子电路和任何附加板。

所有 SIMOREG DC MASTER 装置均配备一个安装在整流器门

上的简易操作面板 PMU，面板由一个 5 位，7 段显示，作为状态显 示 LED 和三个参数化键组成。

PMU 也具有根据 RS232 或 RS485 标 准同 USS 接口的连接器 X300。

操作面板了为了启动整流器所需进行的调整和设定及测量 值显示的所有手段。

OP1S 整流器选件操作面板既可以安装在整流器上， 又可外部安 装，例如在柜门上。

因此，它可以通过一根 5 米长电缆连接。

如果有 一个独立的 5V 电源可以使用，则电缆可长至 200 米。

OP1S 通过 X300 连接到 SIMOREG。

PO1S 可以作为一个经济的测量仪器安装 在控制柜，用来显示一定数量的物理测量值。

OP1S 一个 4×16 字符的 LCD 以简单文字显示参数名称， 可以选择德语，英语，法语，西班牙语和意大利语作为显示语种。

为 了容易的下载参数到其它装置，OP1S 可以存储参数设定值。

通过基本单元上的串行接口，应用适当的软件，标准的 PC 机也 可以对整流器进行参数化。

这个 PC 接口可用在启动过程中，停机维 护和运行诊断过程之中。

单象限工作的整流器，电枢由三相全控桥 B6C 供电，四象限工作的整流器通过两个三相全控桥（B6）A（B6） C 无环流直接反并联。

励磁供电采用 2 脉冲单相半控桥方案。

电枢和励磁的供电频率可以不相同（45-65HZ） ，电枢回路的供 电相序不要求。

对于额定直流电流为 15-850A 的整流器，电枢和励磁的功率单

元为独立晶闸管模块结构，散热器是绝缘的。

机箱和电源连接处的端子盖为在附近工作的操作人员以外 触电保护，所有的接线均位于正面。

功率单元的冷却系统通过温度传感器来监控。

三 西门子直流调速装置的连接框图 见附图 1 四 西门子直流调速装置 6RA70 系列综述 （一） 简易操作控制面板（PMU） 简易操作控制面板安装在整流器门上，它由 5 位 7 段显示板和 三个参数键组 成。

所有为启动整流器所要采用的调整,设置均可通过简易操作控制 面板来实现。

P键 - 在变址参数方式下时，完成参数号（参数方式） ，参数值（数值 方式）和变址号（变 址方式）之间的转换。

- 应答现有故障信息。

- P 键和上升键将故障和报警信息切换到背景。

P 键和下升键将故障和报警信息从背景切换到 PMU 前景显示板

上。

上升键 - 在参数方式时，选择一个更高的参数号，当已显示高的参数 号时，再次 按下此键， 将返回到参数区域的另一端。

- 在数值方式，增加所有设备参数的数值。

- 在变址方式，增加变址值。

- 与下降键同时作用，可加速一个调整过程。

下降键 - 在参数方式时，选择一个较低的参数，当已显示低的参数号 时，再次按下此键，将返回参数区域的另一端。

- 在数值方式，减小所设置参数的数值。

- 在变址方式，减小变址值。

- 与上升键同时作用，可加速一个调整过程。

LED 显示 RUN 绿色 LED LED 亮表示 “转矩方向激活”状态（MI，MII，MO） 。

READY 黄色 LED

LED 亮表示“准备好”状态。

FAULT 红色 LED LED 亮显示出现故障， LED 闪烁出现报警。

（二）参数表分类（仅列出主要的类型） 1 一般只读参数 一般用 r xxx 表示时不可修改。

范围 r001-r049 举例 如 r019 电枢电流实际值显示。

r002 端子 103、104 测速机反馈。

r038 实际电枢电压值显示。

2 访问权等级 范围 P051-r065 举例 P051=21 恢复工厂设置 。