西门子全数字直流调速装置介绍

SIMOREG

全数字直流调速装置

SIMOREG DC-MASTER 6RA70

概 述

应用范围

良好的传动技术：

耐用的，高效能的和物美价廉的

根据使用情况，直流传动通常

是成本较低的传动解决方案，

它具有性能可靠，操作舒适和

运行平稳等优点。因此，由于

某些技术和经济的因素直流传

动应用于许多工业领域：

－成本较低的四象限运行

－转速较低时持续运转

－既使在转速较低时也能提供

全部转矩

－较高的启动转矩

－在恒功率时有较大的调速

范围

－较小的占地面积

－可靠性。

适合各种需要

谁想在直流技术中寻找经济的

最佳解决方案，应该就是

SIMOREG DC-MASTER 系列-

整流器具有顶尖的性能和集成

的信息。最好的运行可靠性和

使用价值－用于世界范围内许

多领域：

－印刷机的主传动

－橡胶和塑料工业

－起重机械中的移动和提升机

构的传动

－电梯和索道传动

－应用在造纸工业

－在钢铁工业中剪床驱动装置

－轧机传动

－卷取机传动

－用于电机、涡轮机或减速机

试验台。

一个完整的家族：

SIMOREG DC-MASTER

SIMOREG DC-MASTER家族包

括各种型号－功率范围

6.3kW~2508 kW，用于电枢和

励磁馈电，单/双或四象限传动。

并且 SIMOREG DC-MASTER

具有高动态性能：电流或转矩

上升时间大大低于10 ms。因此，

无论如何都能寻找到适合您应

用的正确型号。它们最重要的

特性为：

－完全集成在每个自动化领

域内

－完全的模块扩展能力

－从标准应用到高性能解决方案

－冗余传动方案可达12000 A。通

过智能化的并联电路完成

－额定输入电压

400 V~950 V

－通过全电子化的参数设置，

快速、简单的启动

－统一的操作体系。

最后，SIMOREG DC-MASTER

具有西门子产品的唯一特性：

TIA-全集成自动化。因此，您

会从西门子世界整套产品获益：

在设计和编程时，公用的数据

库和全系统的通讯。

概 述

SIMOREG 6RA70 系列整流装

置为三相交流电源直接供电的

全数字控制装置，其结构紧凑，

用于可调速直流电机电枢和励

磁供电，装置额定电流范围为

15 ～ 3000 A，并可通过并联

SIMOREG 整流装置进行扩展。

根据不同的应用场合，可选择

单象限或四象限工作的装置，

装置本身带有参数设定单元，

不需要其它的任何附加设备即

可完成参数的设定。所有的控

制、调节、监视及附加功能都

由微处理器来实现。可选择给

定值和反馈值为数字量或模拟

量。

SIMOREG 6RA70 系列整流装

置特点为体积小，结构紧凑。

装置的门内装有一个电子箱，

箱内装入调节板，电子箱内可

装用于技术扩展和串行接口的

附加板。各个单元很容易拆装

使装置维修服务变得简单、

易行。

外部信号的连接(开关量输入/输

出，模拟量输入/输出，脉冲编

码器等)通过插接端子排实现。

装置软件存放在快闪

(Flash)EPROM 中，使用基本装

置的串行接口可以方便地使软

件升级。

功率部分：电枢和励磁回路

电枢回路为三相桥式电路：

• 单象限工作装置的功率部分电

路为三相全控桥B6C。

• 四象限工作装置的功率部分为

两个三相全控桥 (B6)A ，

(B6)C。

励磁回路采用单相半控桥

B2HZ。

额定电流 15 ～ 1200 A 的装置，

电枢和励磁回路的功率部分为

电绝缘晶闸管模块，所以其散

热器不带电。电流≥ 1500 A 的

装置，电枢回路的功率部分为

平板式晶闸管。这时散热器是

带电的。功率部分的所有接线

端子都在前面。

冷 却

额定电流≤125 A的装置为自然

风冷，额定电流≥210 A的装置

为强迫风冷(风机)。

参数设定单元

基本操作板PMU

所有装置在门内都有一个基本操

作板PMU。基本操作板PMU的

5 个七段数码管和 3 个发光二极

管用于状态显示，3 个按键用于

参数设定。

此外，操作板 PMU 还有 X300

插头，此插头带有 RS232 或

RS485 标准的 USS 接口。借助

基本操作板 PMU 可以完成运行

要求的所有参数的设定和调整，

以及实测值的显示。3 个按键具

有下列功能。

• 切换键

用于参数编号和参数值显示之

间的转换，反之亦然，还用于

故障复位。

• 增大键

在参数模式时用于选择一个更

大的参数编号，在数值模式时

增大所设定和显示的参数值，

另外，利用该键可以增大有变

址参数的变址。

• 减小键

在参数模式时用于选择一个较

小的参数编号，在数值模式时

用于减小所设定和显示的参数

值以及减小有变址参数的变址。

• 发光二极管的功能

-准备：准备运行。在“等待允

许运行”状态亮。

-运行：在“允许运行”状态亮。

-故障：在“出现故障信号”状

态亮，在“报警信号”

闪亮。

5 个七段数码管以最明了的形式

显示被显示量，例如：

-额定值的百分数

-放大倍数

-秒

-安培或

-伏特

操作面板OP1S

选件 OP1S 可装在装置的门上也

可装于装置之外，如柜的门上，

在此情况下，用一根5 m长左右

的电缆与 OP1S 相连接。如用一

个单独的 5 V 电源则导线最长可

达 200 m。经由 X300 插头，

OP1S与SIMOREG相连接。

OP1S 可以作为一个经济的交替

显示物理量的调速柜测量装置。

在 OP1S 上有一个 4 × 16 个字

符的液晶显示器明文显示参数名

称。可选用英语、德语、法语、

西班牙语和意大利语进行显示。

OP1S 能存储参数组，通过写入

可很容易地传输到其它装置上。

OP1S的按键:

• 切换键(P)

• 增大键1

)

• 减小键

• 反转键1

)

• 开机键1

)

• 关机键1

)

• 点动键(Jog) 1

)

• 数字键(0～9)

• 复位键1

)

在OP1S上的发光二极管:

• 绿色：“运行状态”亮，“准备

运行状态”闪亮。

• 红色：“故障”时亮，“警告”

时闪亮

结构及工作方式

励磁回路的调节功能

EMF-调节器(反电势调节器)

EMF-调节器比较反电势的给定

值和实际值，产生励磁电流调

节器的给定值。从而进行与反

电势有关的弱磁调节。EMF-调

节器为 PI-调节器，P 和 I 部分可

分别设定，或作为纯粹的 P-调

节器或 I - 调节器被使用。与

EMF-调节器并联工作的还有预

控制器，该控制器根据转速和

自动测取的励磁特征曲线(见优

化过程)产生励磁电流预给定值。

反电势-调节器后面有一个综合

点，在此点，励磁电流的附加

给定值通过连接器接入，如，

模拟输入或串行接口被输入。

限幅器作用于励磁电流给定值。

励磁电流的最大和最小给定值

可分别限定。通过一个参数或

一个连接器进行限幅。这时，

最小值作为上限，最大值作为

下限。

励磁电流调节器

励磁电流调节器是一个 PI-调节

器，KP 和 Tn 可分别设定。此外

尚可作为纯粹的 P-调节器和 I-调

节器来使用。与励磁电流调节

器并联工作的还有预控制器，

该预控制器根据电流给定值和

电源电压计算和设定励磁回路

的触发角。预控制器支持电流

调节器并改善励磁回路的动态

响应。

触发装置

触发装置形成与励磁回路电源

同步的功率部分晶闸管控制触

发脉冲，同步信号取自功率部

分，与电子控制回路供电电源

无关。控制触发脉冲在时间上

由电流调节器和预控制器的输

出值决定。通过参数设定触发

极限。触发装置能自动适应频

率为45～65 Hz的电源。

优化过程

6RA70 系列整流装置出厂时已

做了参数设定，选用自优化过

程可支持调节器的设定。通过

专门的关键参数进行自优化选

取。

下列调节器功能在自优化过程

得到设定：

• 电流调节器的优化：设定电流

调节器和预控制器(电枢和励

磁回路)。

• 转速调节器优化：设定转速调

节器的识别量。

• 自动测取用于转速调节器预控

制器的摩擦和惯性力矩补偿

量。

• 自动测取与 EMF 有关的弱磁

控制的磁化特性曲线和在弱磁

工作时的 EMF-调节器的自动

优化。

此外可经操作面板改变自动优

化过程中所设定的所有参数。

监控与诊断

运行数据的显示

参数 r000 显示整流装置的运行

状态。约有 50 个参数用于显示

测量值，另外还有 300 多个由

软件(连接器)实现的调节系统信

号，可在显示单元输出，例如

可显示的测量值有：给定值，

实际值，开关量输入/输出口状

态，电源电压，电源频率，触

发角，模拟量口的输入/输出，

调节器的输入/输出，限幅显示。

扫描功能

通过选择扫描功能，每 128 个

测量点中最多有 8 个测量值可

被存储，测量值或出现的故障

信号可参数化为触发条件。通

过选择触发延时提供了记录事件

发生前后状态的可能性，测量值

存储扫描时间在 3 ～ 300 ms

之间，可通过参数设定。测量

值可通过操作面板或串行接口

输出