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文档类型 常问问题 文档编号 78869810, 文档发布日期 2013年12月2日
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SINAMICS S120书本型进线模块预充电回路和接线方式介绍

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1 预充电回路概述
SINAMICS S120系列为电压源型变频器,直流回路采用电容做储能滤波元件。当使用二极管整流时,主回路上电的瞬间,直流母线之间相当于短路,为避免瞬间冲击电流对功率器件造成损坏,需要通过预充电回路对电容充电,逐步建立直流母线电压。
SINAMICS S120的整流模块称为进线模块Line Module。S120的进线模块包括基本型进线模块BLM(Basic Line Module)、非调节型进线模块SLM(Smart Line Module)以及调节型进线模块ALM(Active Line Module),它们所采用的功率器件不尽相同,因此预充电回路以及主回路的接线方式也有所不同,下面逐一进行介绍。

2 书本型BLM的预充电回路及接线方式
BLM为6脉动、不可控整流单元不可控整流模块,根据功率不同,所采用的整流器件也有所不同。

2.1 20kW及40kW书本型BLM
这两档功率的BLM模块采用二极管整流,内部集成了预充电回路,如图1所示,通过预充电电阻对直流母线电容充电。


图1 20kW及40kW书本型BLM的预充电回路

由于在预充电的过程中,预充电电阻以热能的方式消耗能量,因此不能频繁地合分闸(应间隔3分钟以上),以避免预充电电阻过热损坏。图2所示为BLM的典型接线方式,其上电流程为:
(1)主开关合闸的同时,通过其辅助触点闭合使能BLM;
(2)通过开关量或者通讯报文控制P840参数启动BLM;
(3)经过P862中设置的延时时间后,BICO参数r863.1置位,可将此参数连接至 CU上的一个DO点,用来控制主回路接触器合分闸;
(4)主接触器的辅助触点可接至CU的DI点,作为合闸的反馈信号;
(5)合闸后,电流流过预充电电阻,预充电过程持续约1秒钟,完成后,内部逻辑控制旁路接触器吸合,电流从主回路流入。
注意:如果不通过P840来启动BLM,而只是通过外部逻辑接通主回路,直流回路电压也能建立,但是此时旁路接触器并没有闭合,当电机模块启动、负载增大时,预充电电阻上的电压降也随之增大,导致直流母线欠电压故障,预充电电阻也可能过热损坏。


图2 BLM的典型接线方式

2.2 100kW书本型BLM
该模块采用晶闸管整流,如图3所示,通过改变晶闸管导通角(相角控制)对直流母线电容充电,因此不需要预充电电阻和旁路接触器。主回路上电后,变频器控制晶闸管导通角逐渐增大,直至完全导通,预充电过程完成进入正常运行阶段。


图3 100kW书本型BLM的主回路简图

100kW书本型BLM的典型接线图和20kW/40kW的BLM一样,上电流程也一样,如2.1节所述。不同的是,我们必须通过P840参数启动,才能触发晶闸管整流,否则直流母线没有电压。

3 书本型SLM的预充电回路
SLM为不可控的整流回馈单元,它的功率器件包括IGBT及反并联的二极管,预充电回路与20kW/40kW书本型的BLM一样也集成在模块内部,如图4所示,同样不能频繁地合分闸(应间隔3分钟以上),以避免预充电电阻过热损坏。


图4 书本型SLM的预充电回路

3.1 5kW及10kW书本型SLM
这两档功率的SLM模块没有Drive-CLIQ接口,可以通过它上面的X21、X22端子进行控制和状态指示。图5为5kW及10kW书本型SLM的典型接线图,其上电流程为:
(1)主开关合闸的同时,通过其辅助触点闭合使能SLM;
(2)这两款模块没有自己的参数,也不需要通过控制P840参数启动SLM,预充电完成后旁路接触器自动合闸;
(3)可以利用CU上的DO点来控制主回路接触器合分闸;
(4)主接触器的辅助触点可接至CU的DI点,作为合闸的反馈信号;
(5)合闸后,电流流过预充电电阻,预充电过程持续约1秒钟,完成后,内部逻辑控制旁路接触器吸合,电流从主回路流入。
(6)X21的“准备好”信号和“报警”信号可连接至CU的DI点,作为电机模块运行的必要条件,同时也可以将CU的DO点连接至X22端子来禁止SLM的回馈功能或复位故障。


图5 5kW及10kW书本型SLM的典型接线方式

3.2 16kW及以上的书本型SLM
这些SLM模块的典型接线图与20kW/40kW书本型的BLM一样,上电流程也一样,如2.1所述,这里不再赘述。
注意:如果不通过P840来启动SLM(16kW及以上),而只是通过外部逻辑接通主回路,直流回路电压也能建立,但是此时旁路接触器并没有闭合,当电机模块启动、负载增大时,预充电电阻上的电压降也随之增大,导致直流母线欠电压故障,预充电电阻也可能过热损毁坏。

4 书本型ALM的预充电回路
ALM为可控的整流回馈单元,它的功率器件包括IGBT及反并联的二极管,预充电回路与20kW/40kW书本型的BLM一样也集成在模块内部,如图6所示,同样不能频繁地合分闸(应间隔3分钟以上),以避免预充电电阻过热损坏。


图6 书本型ALM的预充电回路

图7为书本型ALM以及与之匹配的接口模块AIM的典型接线图,其上电流程与20kW/40kW书本型的BLM一样,如2.1节所述,这里不再赘述,下面介绍ALM与AIM之间的接线:
(1)AIM的温度信号需要接到ALM的X21端子,否则会报F06260——滤波器过温;
(2)AIM中散热风扇的供电;
(3)可以通过外部逻辑禁用散热风扇。


图7 ALM与AIM的接线图

注意:如果不通过P840来启动ALM,而只是通过外部逻辑接通主回路,直流回路电压也能建立,但是此时旁路接触器并没有闭合,当电机模块启动、负载增大时,预充电电阻上的电压降也随之增大,导致直流母线欠电压故障,预充电电阻也可能过热损坏。

关键词
SINAMICS S120,进线模块,预充电,接线

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