SINAMICS DC MASTER 是西门子全新一代的直流调速装置。从SINAMICS DC MASTER 的名字 (简称为 “SINAMICS DCM”)便能看出,该直流调速装置被赋予了新一代的功能,并继承了其前代产品 SIMOREG DC-MASTER 和 SINAMICS 变频调速器系列的优点。
就质量、可靠性和功能而言, SINAMICS DC MASTER 在继承其前代产品优势的同时又配备了一些新功能。SINAMICS DC MASTER 是 SINAMICS 变频调速器系列的新成员,从而使得许多广为人知的用于交流技术的SINAMICS 工具和组件,现在也可用于直流技术。
作为一款可扩展的直流调速装置, SINAMICS DC MASTER 既可用于基本型应用,也可以用于复杂的应用。该款直流调速装置配有一个标准的控制器 (标准 CUD),用于标准闭环控制。若结合使用标准 CUD 和高级 CUD,还可处理具有更高计算性能和更多接口要求的应用。
SINAMICS DC MASTER 系列直流调速装置实现了开环和闭环控制以及功率单元在一台设备中的集成:结构紧凑,节省空间。并可配装 AOP30 高级操作面板和 BOP20 基本操作面板,用于调试和现场操作。使用额外的模块 (比如 TM15 和 TM31 端子模块),还可进一步丰富 CUD 的接口以及数字量输入和输出点数。
SINAMICS DC MASTER 直流调速装置既可用于基本应用,也可用于复杂的应用,包括要求具有高度可扩展性的各种行业领域和配套市场。为了能够保证这种通用性, SINAMICS DC MASTER 具有大量的新功能。
SINAMICS DC MASTER 是 SINAMICS 调速装置家族的成员。每个 SINAMICS 型号均基于一个通用平台,尤其是接口、工具和操作员控制以及监视方面。所有 SINAMICS 调速装置均支持 TIA 理念,统一采用西门子SIMATIC、SIMOTION 和 SINUMERIK 自动化系统的工程系统、通讯和数据管理方法。当使用这些系统时,利用 SINAMICS,也可轻松地生成自动化解决方案。由于能够标准、无缝集成到西门子自动化环境中,可实现整个自动化和驱动技术的快速工程系统与调试,降低培训成本,简化支持、服务、维护以及库存备件。这些装置均标配 PROFIBUS - 工业标准,并可选配 PROFINET。另外,使用外部适配器还可实现与其它现场总线系统之间的通讯。
为了尽可能满足技术功能对接口和计算性能的要求,可以选择标准或高级 CUD 或两者组合。也可以使用两个 CUD,来提高开环和闭环控制任务的性能。从而,在技术上和经济上*化地适应驱动技术和配套市场的各种要求。
采用 SINAMICS DC MASTER,可根据具体需求选择励磁电源。
SINAMICS DC MASTER 始终是您的*之选:
--用于没有励磁电源的直流调速装置 (额定直流电流 60 A 及以上)
--用于有 1Q 励磁电源的直流调速装置 (带集成续流电路)
--用于有 2Q 励磁电源的直流调速装置,以主动降低快速励磁电流变化,集成有励磁过电压保护功能(额定直流电流 60 A 及以上)
对于 1500 A 及以上直流调速装置,也可选择额定励磁电流为 85A 的 1Q 或 2Q 型,取代 40 A 励磁电源。另外,根据需要,也可以连接一个外接励磁电源。
电子电路采用 24 V DC 电源
直流调速装置的电子电路电源共有两个型号:
--230 V/400 V AC 型电源
--24 V DC 型电源 (防止极性接反)。
若使用 24V 电源,可以简单实现 UPS 的功能,从而可提高工厂或系统 的可用性。
功率单元与接地隔离
该单元内的功率单元电压会随着电子电路而浮置 (电气隔离)。因此,今后测量直流电机的绝缘电阻时,无需断开 / 连接电机电缆。为了确保工厂或系统的可用性,避免严重损害电机,必须强制性地定期检查直流电机的绝缘电阻。
使用 SINAMICS 组件,功能可扩展
从 SINAMICS 系列到 DRIVE-CLiQ 接口 (高级 CUD),通过耦合模块,可以提供额外的输入和输出。这样,可显著提高工厂或系统的工程组态灵活性,优化成本。
可使用单相电源
对于高达 125A 和 575V AC 以下 的直流调速装置,即使只通过两根导体供电,也可提供完整的功能。这意味着,例如,当对使用单相连接调速装置进行改造时,不必对现有的机器或工厂进行任何更改,而且改造后的驱动系统还能集成到*的通讯理念(TIA)中。
突出特点:
涂层电路板和镀镍铜母线
针对污染程度增加,恶劣气候以及日益严重的环境压力 (例如:腐蚀性环境) ,两面均涂层的电路板和镀镍铜母线是提高可靠性的两个选择。
温度范围宽
由于贮存和运输温度范围为 -40°C ~ +70°C,因此,即使在气候条件恶劣的地区,也可轻松使用。
直流调速器和控制模块
SINAMICS DC MASTER 系列调速器包含直流调速装置和控制模块两种类型。直流调速装置包括用于连接到三相电源的内置单元,可向直流调速系统的电枢和励磁供电。该单元的额定直流电流范围从 15A 至3000A,并且通过并联直流调速装置可以提高电流范围。根据应用的不同,有二象限运行直流调速装置和四象限运行直流调速装置。由于采用集成参数化设备,这些直流调速装置都是独立的,无需任何额外设备进行参数化。所有开环和闭环控制功能以及所有监测和附加功能,都可使用微处理器系统实现。并可将给定值和实际值作为模拟值或数字值输入。SINAMICS DC MASTER 控制模块是 SIMOREG CM 的后继产品,主要用于对直流驱动进行改造。
优势
-- SINAMICS DC MASTER 产品系列丰富,相同部件多,可显著降低培训时间和成本。
标准化的 SINAMICS DC MASTER 直流调速装置可广泛适用各种电流和电压范围。既可连接三相电源,也可连接单相电源 (额定直流电流 125A 及以下的装置)。
-- 功能和性能可灵活扩展。
凭借丰富的产品系列和众多选件,无论在技术上还是在经济上,直流调速装置均能*地适应客户的需求。不同的客户要求、类型和接口数量以及计算性能和速度,均可以通过标准CUD、高级 CUD 或两者组合实现。
-- 由于能够快速而简单地更换组件,显著提高了工厂和系统可用性。
并可根据直流调速装置序列号,随时查看可用备件。
-- 使用配有图形化 LCD 和纯文本显示的 AOP30 高级操作面板上的交互式菜单,或使用 STARTER 调试工具,易于调试和参数设定 (见 “ 工具与工程组态 ”)。
-- 所有组件均经过全面测试和检查,可确保较高的功能安全性。
-- 通过标准 PROFIBUS 通讯接口以及各种模拟和数字接口,可方便地集成到自动化解决方案中。
应用
直流调速技术:动态性能好,坚固耐用,高
根据不同的应用,直流调速器是具有的驱动解决方案。可靠性高,便于操作,具有*的操作特性。与以前一样,就技术和经济方面的考虑,在许多工业领域中仍然使用直流调速设备:
-- 高四象限运行
-- 低速连续运行
-- 即使在低速时,也能达到满转矩
-- 高起动转矩
-- 功率恒定,速度控制范围宽
-- 尺寸小,重量轻
-- 可靠性高
直流调速装置的主要应用:
-- 轧机
-- 划线机
-- 挤出机和捏合机
-- 压力机
-- 升降机和起重机
-- 索道和升降梯
-- 矿用提升机
-- 试验台
电枢回路中的闭环控制功能
转速给定值 通过适当的参数设定,可自由选择转速给定值和附加给定值的给定源:
-- 使用模拟量 0 ~ ± 10 V、 0 ~ ± 20 mA、 4 ~ 20 mA 给定
-- 使用内置电动电位计给定
-- 使用具有固定给定值、点动、爬行功能的开关量连接器给定
-- 通过 SINAMICS DC MASTER 的串行接口给定
-- 通过附加模块给定
一般情况下,通过标幺值, 100% 给定值 (主给定值和附加给定值之和)对应于电机的*转速。
给定值的*小值和*值可通过参数设定或连接器来限定。另外,在软件中还提供有附加给定值,以便在斜坡函数发生器前或后能够输入附加给定值。使用开关量连接器,可选择 “ 给定值释放功能 ”。经过可参数化的滤波功能 (PT1 元件)处理后,可将汇给定值传送到转速调节器的给定值输入端。这时,斜坡函数发生器有效。
转速实际值
转速实际值可选择下列四种源中的任一种:
-- 模拟测速机
测速发电机对应*转速时的电压范围为 8 至 270 V。需通过参数设定,调整电压 / *转速。
-- 脉冲编码器
脉冲编码器类型、每转脉冲数和*转速由参数设定。脉冲信号处理电路可处理差动电压*为 27 V 的编码器信号(对称:有附加的反向通道;不对称:与接地有关)。通过参数设定,可选择编码器的额定电压范围(5V 或 15 V)。额定电压为 15V 的脉冲编码器,可从直流调速装置供电。而额定电压为 5V 的编码器则需要一个外部电源。脉冲编码器在三个脉冲序列基础上进行计值:脉冲序列 1、脉冲序列 2和零脉冲。脉冲编码器也可无零脉冲。借助零脉冲,可测位置的实际值。测速脉冲的*频率为 300 kHz。建议使用每转脉冲数至少为 1024 的脉冲编码器 (由于低转速时有平稳的回转)。
-- 具有反电势控制的无测速机系统
反电势控制不需要测速装置。只需测量直流调速装置的输出电压。测出的电枢电压经电机内阻压降补偿处理(IR 补偿)。补偿量的大小在电流调节器优化过程中自动确定。这种调节方式的精度与电机电枢回路中电阻的温度变化有关,约为 5%。为了达到更高的精度,建议,在电机在处于热状态时,要重复进行电流调节器优化过程。若对精度要求不高且不能安装编码器及电机仅在电枢电压控制范围内运行时,则可采用闭环 EMF 控制方式。注:在这种工作方式下,不能实现 EMF 弱磁控制。
-- 可自由选择转速实际值信号
在这种工作方式下,可以选择任一连接器编号作为转速实际值信号。如果使用附加技术工艺模块检测转速实际值,则可选择该工作方式。
在转速实际值传送到转速调节器之前,可通过参数设定的滤波电路 (PT1 滤波器)和两个可调带通滤波器平波。带通滤波器主要用于滤掉由机械谐振引起的谐振频率。谐振频率和滤波器的品质因数可设定。
斜坡函数发生器
斜坡函数发生器用于将阶跃变化的给定值输入转换成一个随时间变化的给定信号。加速时间和减速时间可以分别设定。另外,斜坡函数发生器在加速开始和终了有效情况下,可设定开始圆弧和终了圆弧 (跳动限制)。可分别设定斜坡函数发生器的所有时间。斜坡函数发生器可以设定三组参数;它们可通过可设置的开关量输入或串行接口(通过开关量连接器)来选用。运行过程中,可对斜坡函数发生器的参数进行转换。另外,还可通过一个连接器,对参数组 1 的值进行倍增估算(为了通过连接器改变斜坡函数发生器的数据)。如斜坡函数发生器的时间设定为零,则转速给定值会直接作用于转速调节器。