西门子SINAMICS S120 内置式变频器 西门子SINAMICS S120 内置式变频器原装***
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***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：
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“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***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***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。
S120变频调速装置
SINAMICS S120具有0.12 - 4500 kW的超宽功率应用范围。其中单轴AC/AC驱动器分为模块型和装机机柜型；多轴DC/AC驱动器分为紧凑书本型、书本型、装机机柜型和机柜单元。
S120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。同时可通过简单并联就可实现功率的增容，为***选型提供可能，其高度灵活的模块化设计完全能够满足客户的各种要求。
功率单元
单轴驱动的功率模块PM340：
---结构紧凑的变频器
---两象限运行，不可向电网回馈能量
---包含组件:
------整流侧：晶闸管或二极管模块 + 预充电电路
------直流母线电容组
------逆变侧：IGBT模块
------进线滤波器，将干扰限制在 EN 61800-3 规定的 C3 类的限制范围内（仅装机装柜型）
---功率范围：
------0.12 – 0.75 kW @ 1AC 200 - 240 V
------0.37 – 250 kW @ 3AC 380 - 480 V
多轴驱动的电源模块
1.基本型电源：紧凑、经济的解决方案，用于无需能量回馈的驱动系统
---单象限运行，不可向电网回馈能量
---结构紧凑，价格经济
---包含组件:
------晶闸管或二极管模块
------直流母线电容组
------预充电电路
------进线滤波器，将干扰限制在 EN 61800-3 规定的 C3 类的限制范围内（仅装机装柜型）
2.智能型电源：不可控整流/回馈的解决方案，用于需要能量回馈的驱动系统
---四象限运行，可向电网回馈能量，采用IGBT模块可防止逆变颠覆
---无需自耦变压器
---结构紧凑，价格经济
---包含组件:
---IGBT模块
---直流母线电容组
---进线电源电压测量电路
------进线滤波器，将干扰限制在 EN 61800-3 规定的 C3 类的限制范围内（仅装机装柜型）
3.有源型电源：可控整流/回馈的解决方案，用于高动态性和高稳定性要求的驱动系统
---四象限运行，可向电网回馈能量
---直流母线电压恒定，适合于高动态响应的应用
---运行可靠性高，有一定耐受电网电压跌落能力
---包含组件:
------ALM：IGBT模块 + 直流母线电容组
------AIM：进线电抗器 + 电网净化滤波器 + 进线电源电压测量电路 + 预充电电路（仅装机装柜型） + 进线滤波器，将干扰限制在 EN 61800-3 规定的C3类的限制范围内（仅装机装柜型）
多轴驱动的电机模块
---结构紧凑的逆变器
---运行安静 / 噪声水平 67 - 73 dB
---***的功率部件保护
---功率范围：
------1.6 – 3000 kW @ 3AC 380 - 480 V
------55 – 4500 kW @ 3AC 500 - 690 V
相关文档：
产品样本：S120运动控制系统 PM21.en
产品样本：S120变频调速装置和变频调速柜 D21.3
设备手册：S120书本型功率部件
设备手册：S120装机装柜型功率单元
设备手册：S120 AC驱动
控制单元
SINAMICS S120的控制单元用于控制整个驱动系统，包括功率模块、电源模块和电机模块等，它可以连接丰富的选件：通讯扩展板、操作面板、端子扩展模块、编码器模块等，用于控制功能的扩展。
CU320-2 DP/CU320-2 PN：用于多轴应用的控制单元
CU310-2 DP/CU310-2 PN：用于单轴应用的控制单元
操作面板
---***操作面板 AOP30
---基本操作面板 BOP20
端子扩展板/通讯扩展板
---TB30：扩展4 x DI、4 x DO、2 x AI、2 x AO
---CBC10：CAN总线通讯
---CBE20：ProfiNET通讯
端子扩展模块
---TM31：扩展8 x DI、4 x DIO、2 x AI、2 x AO、2 x 继电器输出、1 x 温度传感器输入
---TM15：扩展24 x DIO
---TM41：扩展4 x DI、4 x DIO、1 x AI、TTL编码器
---TM54F：安全控制端子扩展
---TM120：温度传感器输入扩展
编码器模块
---***C 10 旋转变压器适配模块
---***C 20 ***值编码器适配模块
---***C 30 增量式编码器适配模块
---***C 40 EnDat 2.2 编码器适配模块
电压测量模块V***10
DRIVE-CLiQ Hub 模块DMC20
相关文档：
设备手册：S120控制单元和扩展系统组件
CF卡
SINAMICS S120的控制单元必须配合CF来使用，CF卡内带有S120的固件和参数设置，固件版本可以通过订货号中的两位体现出来，目前***新的固件版本为V4.6。
当需要性能扩展以及扩展集成安全功能时，需要单独订购***，并在CF卡的订货号中体现出来，详情见视频《S120产品简介——功率与控制部分》
功率单元、控制单元和CF卡为SINAMICS S120驱动系统必须的三个部分，关于它们的详细介绍，请参见以下视频《S120产品简介——功率与控制部分》
系统元件
除了必需的功率部分和控制部分，SINAMICS S120传动系统还需要选配系统元件，以保证传动装置和电机的正常运行，同时减小传动装置对电源的影响。它们包括：
进线侧组件
---进线电抗器
------用于基本整流装置 uk = 2%
------用于回馈整流装置 uk = 4%
------平滑输入电流
------减少变频器对电网电能质量的影响和干扰
---进线滤波器
------与进线电抗器一起工作，当变频器运行于民用环境时，将变频器工作时产生的无线干扰限制在 EN 61800-3 规定的 C2 类的范围内
------只适用于中性点接地系统（ TN或TT电网）
直流回路组件
---制动单元制动电阻
------仅在公共直流母线高于设定阈值时开始工作
------通过制动电阻消耗再生制动能量
------自动运行，无需控制回路
------电容模块：增加直流母线电容值以补偿瞬间失电
------控制电源模块：通过公共直流母线或外部电源（3AC 380-480 V）产生 24V 输出
输出侧组件
---输出电抗器
------电机电缆长度大于 300 / 450 米 ( 屏蔽 / 非屏蔽 ) 时需要加装
------减小电机电缆的容性漏电流
------与电机电缆等效电容共同作用，减小了输出侧的电压上升率
---带VPL的dv/dt滤波器
------限制输出侧电压上升率： du/dt < 500 V/µs
------限制输出侧的线电压尖峰值
------使变频器能够驱动没有绝缘强化的电机
---正弦波滤波器
------一阶 LC 低通滤波器，使得电机线电压近似正弦波
------减小电机噪声