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西门子S120变频器如何调试并联的功率模块

发布时间:2019-08-24 来源:众智博远

在调试期间,并联的多个功率单元作为电网侧或电源侧的一个功率单元处理。 实际值参数在并联时没有太大的变化,只是它是由各个功率单元值计算出的“总和值”。

只有“装机装柜”型功率单元才允许并联:

  • 电源模块

  • 矢量控制时的电机模块

当调试功率单元时,通过向导在调试工具 STARTER 中并联连接。 选择功率单元(电源模块和/或电机模块)时按下图所示勾选并联选项:

调试工具 STARTER 中电源模块的并联

 在相应的输入栏中输入需要进行并联的电源模块的数量(多允许 4 个电源模块)。

调节型电源模块也可在主/从模式中运行。 可以勾选该对话框中的选项“Master/slave”。更多信息参见 SINAMICS S120 驱动功能功能手册中的章节“电源模块的主/从功能”。

根据电源模块选择电源滤波器。 在使用“调节型电源模块”(ALM)时,需要使用集成了电源滤波器的调节型接口模块(AIM)。 在使用基本型电源模块(BLM)和非调节型电源模块(SLM)时,推荐使用外部电源滤波器。

调试工具 STARTER 中电机模块的并联

 
图片: 3 个电机模块的并联示例(装机装柜型,矢量控制) 电机模块并联调试

在下拉菜单“Number of parallel modules”中选择并联电机模块的数量,多 4 个。



提示

并联中多只能有 8 个功率单元(多 4 个电源模块和 4 个电机模块)。



通过参数进行并联的配置

对于上级控制器的而言,控制并联的多个电源模块与控制单个电源模块的方式是一样的,只是其功率为各电源模块之和。

使用 PROFIdrive 报文时,上级控制器通过参数服务分别控制各个功率单元并询问其状态。 此外,还可以通过相应的控制字和状态字来控制电源模块。 这些内容可参见 SINAMICS S120 功能手册中驱动功能一章的“PROFIdrive 通讯”。

功率单元的和禁止好只在发生故障时进行,比如:更换了失效的功率单元后进行。 这一操作并不适合可变功率控制,因为在每次更换固件后控制单元都要重新计算驱动组的控制参数。 重新计算是非常必要的,以保证驱动系统达到理想的高动态控制性能。

可以分别对功率单元进行监控和参数设置。

  • 通过 p0125 或禁止拓扑结构中的特定功率单元(通过拓扑编号选择)。

  • 通过 p0895 或禁止由互联数字输入端(BI)连接的特定功率单元。

  • r7000 可以显示当前并联功率单元的数量。

  • p7001 用于允许在发生故障或更换部件后或禁止特定功率单元。

报警信息(例如由于过热导致)仍可以在该状态下传送。 电机带有单独绕组系统时(p7003 = 1),无法单独禁用各个功率单元。 功率单元通过 p0125 或 p0895 禁止后,p7001 会自动复位。

  • r7002 可以显示功率单元中的脉冲是否被封锁或使能。

  • r7050,r7051 和 r7052 可以显示功率单元上 U、V、W 的电流。

  • r7200 到 r7219 可以显示功率单元的过载状态和不同的温度状态。

在显示参数值时会在并联的显示值前标记一个“P”。

与功率单元的运行和参数设置相关的其它参数,参见参数手册 SINAMICS S120/S150 参数手册,从参数 r7002 或 p0125 开始。

与一个或 2 个控制单元并联

禁用一个电源模块后,确保余下的电源模块足够对直流母线充电。例如,当用 1 个电源模块替代原先 2 个并联的电源模块时,可以将预充电时间延长一倍。 电源模块选型的标准是:一个并联的电源模块或一个冗余回路(2个控制系统)中的子系统就能够为整个直流母线预充电。

相连的电容器不得过大。 这样可以保证在一个电源模块停止运行时,剩下的另一个电源模块也可以额定功率对两个电容器进行预充电。

预充电接触器监控

为实现预充电接触器监控(电源模块故障时),您将辅助端子板插入预充电接触器。

下图为互联原理简图:


图片: 预充电接触器监控


接触器状态使用 SINAMICS 驱动中的逻辑块“自由块”进行监控。 接触器如未吸合,会触发外部报警。

并联功率单元的运行状态

从 A05000 或 F05000 起报警和故障都是功率单元的故障信息。

功率单元的故障都保存在相应控制单元的故障缓冲器中并可通过参数 r0949(十进制转换)作为故障值读取。 该故障值与驱动组拓扑中的驱动对象的编号相对应。 所出现故障的编号保存在参数 r0945 中。

功率单元(电源模块或电机模块)的运行状态通过各自 CIM(Control Interface Module)上正面的两个 LED 来显示。

通过参数 p0124 识别特定驱动的功率单元。 当 p0124[0...n] = 1 时,相应功率单元上的 LED READY 以绿色/橙色或红色/橙色交替闪烁(2 Hz)。 并联中,一个参数下标对应一个功率单元。

并联功率单元的选型配置

有关功率单元的硬件结构和布线的信息参见资料“SINAMICS S120 装机装柜型功率单元设备手册”。

有关选型的信息参见资料“SINAMICS G130、G150、S120 装机装柜型、S120 变频调速柜、S150 选型手册”。 其中也介绍了功率单元在带有进线模块的变频调速柜中的安装。