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標準機櫃

當要定貨不帶選件的機櫃時要遵守以下幾點：

每一個標準機櫃在門上裝有一個設定值電位器以及一個開關。可用此開關來在此電位器和另一個輸入之間選擇設定值輸入。 為 DC 電機的每個風扇電機提供一個帶電機斷路器的輸出電路，如 31 和 32頁所示。當風扇電機電壓不是 400 V 時，必須規定風扇電壓（選件 Y01），否則將認為 400 V 是標準電壓。 當使用電源電壓大於 415 V 的機櫃時，必須為勵磁，電機風扇和機櫃內部控制提供 3 相400 V 的控制電壓。在 18 和 19 頁列出了這種電源的各種型號設備的額定電流。當使用的機櫃的電壓高到（包括 ）415 V 時，這種電壓就從電源引出。除了用於設定值輸入的開關設備以外，在門上還包括一個E-STOP（緊急停車）按鈕和用於參數化變頻器及就地控制變頻器的 OP1S 控制面板。而且，一旦使用1500 A 以及大於1500 A設備，或是電源電壓大於 415 V 時，門上還包括一個用於控制電壓的開關。 作為標準件安裝的 “E-STOP” 按鈕並不是一個緊急關斷功能，只是把轉子和勵磁的供電從電源上斷開，而驅動設備仍慣性滑行。控制電壓電路仍繼續起作用。 變頻器單元有 4 個帶繼電器偶合器的數字輸入，它們根據客戶要求設計成標準件，帶一個 230 V 線圈（規定選件 C51 用於 24 V 線圈）。 請注意，使用標準機櫃時，假定電源電壓是與額定的設備電壓相同的，即 400 V, 460 V, 500 V, 690 V,830 V。請用選件 V48 來指定其他電源電壓和頻率。

訂貨

當定貨機櫃裝置 6RM70 時，要傳遞盡可能多的信息。當訂貨用於電源電壓大於 400 V 的機櫃，而且沒有提供一個 3 相 400 V 的控制電壓時，掌握要對之供電的外出電路（勵磁，電機風扇）的全部數據是有益的。這樣可以按照驅動來設計匹配的變壓器。

下列資料一般是重要的：

聯繫夥伴，一旦有疑問可聯繫。 電機數據（轉子，勵磁，冷卻，傳感器）或者，如果是用西門子電機，它的訂貨號，包括其所有的選件。 風扇電機的功率/電流/電壓，或者如果沒有風扇（用管道系統外部通風），則用選件 W15。 定貨時要一併指定不同的保護等級或規程。 如果有可能，請指定工作狀態循環。

注意：

當要組合某些選件時，可能必須要有一個額外的機櫃。比如 A45 “過壓保護”、W10 “射頻抑制濾波器”、電源電壓大於 400 V 而又不能用由相對大的控制電壓變壓器提供的一個 400 V 控制電壓。 在調試期間必須要校驗電機斷路器的設定值。 交貨範圍包括硬件，但不包括參數化和調試。 當電源電壓小於或等於 415 V/50 Hz 時，電機風扇和內部機櫃供電從主電流通路引出，並且也是用這個電壓供電。當使用的電源電壓大於 415 V/50 Hz 時，希望客戶為電機風扇和輔助設備提供一個外部的電源。這個電源必須是 3 相 400 V 的。當指定選件 V60 (60-Hz 頻率)時，由客戶提供的控制電壓必須是 3 相 460 V/60 Hz 的。

 

  

Area of application

SIMOREG 變頻器和機櫃單元是測試過的驅動變頻器單元，它們準備向連接的變速 DC 電機供電。由 SIMOREG 中的兩個微處理機來處理所有的開環和閉環控制功能以及監視和輔助功能。

機櫃單元包括運行一個變速 DC 電機所需要的所有部件。這些機櫃單元可以直接連接到額定的電壓為 400 V AC， 500 V， 690 V， 830 V AC， 50 Hz 的三相供電線路上。

其他的在 90 V AC 和 830 V AC 之間的三相供電電壓以及 50 Hz 和 60 Hz 線路頻率，請參考選件。

可提供的機櫃單元有：

通過一個全控制的六脈衝橋路 B6C (額定 DC 電流 30 A 到 2000 A)作單象限運行。 通過一個帶兩套全控制六脈衝橋路 (B6)A(B6)C (額定 DC 電流， 15 A 到 2000 A)的逆平行電路作四象限運行。 有要求的話，可提供用於平行連接，12 脈衝運行和磁場電源的特殊型號。

 

  

Design

機櫃單元包括下列部件：

用於轉子電路和磁場電路，帶基於微處理機的數字閉環控制的， SIMOREG DC-MASTER 6RA70 驅動變頻器。

主開關 (=D3-Q11) 主接觸器 (=D3-K11) 磁場接觸器 (=G1-K11) 斷路器 電機保護斷路器 熔斷器 換向電抗器 控制電壓變壓器 顯示和操作員控制部件 端子

這些部件都安裝在一個機櫃中，已準備好可以連接（機櫃系統：Rittal TS8）。

從機櫃的前方可夠得着所有的部件，即機櫃單元可通過它的後面板安裝到牆上。

對於電流達 60 A 的那些單元，主開關安裝在機櫃的側面。

 

  

Mode of operation

線路電源

機櫃單元可以直接連接到三相線路電源（參考用於標稱數據的“技術數據”）

到驅動變頻器的饋電電纜必須要防止其短路和過載 (DIN VDE 0160/DIN VDE 0100, Part 540)。電纜在機櫃的底部側面進入。

主開關

對於 15 到 1200 A 的機櫃單元，三相線路電源通過主開關 =D3-Q11連接到單元。大於 1200 A 的機櫃單元則有一個電動的斷路器 = D3-Q11 和一個主開關 = D3-S11。

主接觸器/斷路器

主接觸器 = D3-K11 或斷路器 = D3-Q11通過現場接觸器 =G1-K11 安裝在機櫃單元中，它們可以用一個繼電器來使之通/斷。在此驅動變頻器中的一台微處理機在加電和斷電過程中的恰當瞬間，自動地控制該繼電器的接通和斷開。

斷路器和電機保護斷路器

主接觸器 =D3-K11 或斷路器 =D3-Q11通過現場接觸器 =G1-K11安裝在機櫃單元中，可以用一個繼電器打開或關斷。在此驅動變頻器中的一台微處理機在加電和斷電過程中的恰當瞬間，自動地控制該繼電器的接通和斷開

微型斷路器和電機保護斷路器

微型斷路器和電機保護斷路器保護電子部件的電源，以及輔助電路和電機風扇、風扇，以防出現短路和過載。

熔斷器

SITOR- 或 SILIZED 熔斷器連接和微型斷路器保護可控硅和機櫃單元的現場整流器以及輔助電路和電機風扇。

換向電抗器

用於轉子和勵磁電路的換向電抗器按照 DIN VDE 0160 限制線路供電電壓中的換向傾角。

它們被額定到適合於使用 100 % 的額定 DC 電流運行。

控制變壓器

一台 400/230 V 的控制變壓器用於電子部件的電源和開環控制。對於驅動變頻器的輸入電壓大於

3 相 400 V AC 的情況，在客戶那部分，需要另加一個 3 相 400 V AC 的輔助供電電壓。

如有要求，也可提供控制變壓器。

顯示和操作員控制部件

顯示和操作員控制部件

下列設備是安裝在機櫃門上的：

蘑菇頭形按鈕開關 “E-Stop”（緊急關機），“ black”（關閉）， “latching”（閂鎖）。

按照 EN 60 204-1 的非緊急關斷開關。

10 圈設定值電位器 方式選擇開關，“內部 -外部” OP1S 操作員控制面板

操作員控制面板被用於：

設定機櫃單元參數 顯示測量值 以“內部”方式執行開環控制：  

- 通過電動電位器的設定值輸入

- 電源接通 (I)

- 電源斷開 (O)

- 頻繁反復啟動

- 反向

顯示和確認出錯消息

“外部的”工作方式

在這種方式中，輸入設定值，受控設備通過單元的端子，串行接口或可選的總線連接到自動化系統。

驅動變頻器

使用下列驅動變頻器：

對於單象限/雙象限運行，使用 SIMOREG DC MASTER 6RA70..-..S22-0. 對於四象限運行，使用 SIMOREG DC MASTER 6RA70..-..V62-0.

在供貨範圍內包括有設備選件 K00 (端子擴展)和 D64 (多種語言的操作說明書，以及在光盤

上的操作員控製程序 DriveMonitor )。

 

SIMOREG DC MASTER 6RA70 是全數字化、線路換向的驅動變頻器，它連接到三相線路電源上。

這些變頻器被用於控制變速 DC 電機的轉子電路和勵磁電路。在設備銘牌上指定的額定 DC 電流(= 最大允許的連續 DC 電流) 在工作時可以超至1.8 倍。最大過載時間取決于過載電流特性和驅動變頻器的預加負載的條件，並且是取決于具體的驅動變頻器。過載能力是用目錄 DA21.1 來組態的。

作為一個集成的參數化設備的結果，這類驅動變頻器是自主的，並不需要另外的編程設備或測量設備來對它們進行參數化。

對轉子電路和勵磁電路的所有開環和閉環控制功能是由二台高性能 16 位微處理器來實施的。

閉環控制功能作為軟件中的程序模塊來實施，它們可以用參數來鏈接起來。驅動變頻器另外有一系列的帶有軟件選項 (代碼S00) 的工藝功能。它們包括，例如高層次工藝控制器，可自由地分配的加法器，

乘法器和除法器，邏輯塊，定時器，極限值監視器等。可以用 T400 工藝模塊 (代碼D30 到 D32) 實現一些附加的工藝功能，例如，卷揚機或同步控制。機櫃單元有三個串行接口；一個用於將該單元耦合到操作員面板 OP1S，另外的二個接口可以自由地使用，比如，通過點對點通訊協議建立單元-單元的鏈接，來耦合到一個 PC 機或者通過 USS 協議耦合到一個自動化系統。

機櫃單元可以通過 CBP2 接口每塊（代碼D36）連接到 PROFIBUS。

電流控制器

電流控制器是一個帶有相互獨立的 P 增益和復位時間設定 的 PI 調節器。 P 或 I 部件也可被取消激活來獲得一個純 P 控制器或一個純 I 控制器）。 實際的電流是在三相 AC 一邊，利用電流互感器採集的，並且在 模/數 轉換后通過一個電阻負載和一個整流電路加到電流控制器上的。 對於變頻器額定電流分辨率是10 位。 電流限制輸出被作為電流設定值加用。

電流控制器輸出把點火角轉換為傳輸到選通設備，前饋控制功能平行地起作用。

前饋控制

在電流控制迴路中的前饋控制功能改善了控制的動態響應。 這使得在電流控制迴路中獲得 6 到 9 ms 之間的上升時間成為可能。 前饋控制以電流設定值和電動機電動勢的一個函數來工作，並確保在間斷的和連續的 DC 運行時或當轉矩方向反向時，必須的點火角能夠快速地傳送到選通單元。

自動反向模塊

自動反向模塊（僅當變頻器用於四象限驅動時）連同電流控制迴路一起作用，去定義把轉矩方向反轉過來所需要的所有過程的邏輯序列。 必要時，一個轉矩方向可以通過參數設置來禁用。

選通單元

選通單元為功率段可控硅與線電壓的同步產生選通脈衝。 同步的實施是獨立于旋轉勵磁和電子設備電源的，並且是在功率段上測量的。 選通脈衝定位計時是由電流控制器和前饋控制的輸出值所決定的。 可以在一個參數中設置點火角的設定限制.

選通單元是自動地調整到所連接的線路的頻率，其頻率範圍 45 Hz 到 65 Hz 之間。

如要求通過分開的參數化來在 23 Hz 到 110 Hz 之間的頻率範圍內調整線路頻率，可按要求提供。.

優化運行

所提供的 6RA70 變頻器帶有的參數為出廠設定值。 可以利用專門的鍵號來選擇運行自動優化，從而來支持控制器的設置

下面這些控制器功能可以在運行一次自動優化中設置：

運行電流控制器的優化，用於設置電流控制器和前饋控制 (轉子和勵磁電路)。 運行速度控制器的優化，用於設置速度控制器的特征數據。 自動地記錄摩擦和運動慣性的補償，用於速度控制器的前饋控制。 自動紀錄磁場特性，用於一個電動勢有關的，閉環磁場弱化控制，以及用於在弱化磁場運行中???控制器的自動優化

而且，在優化運行期間所有自動設置的參數以後可以在操作員面板上更改。

 

監視和診斷

運行數據的顯示

變頻器的操作狀態通過參數 r000顯示出來。 為了顯示測量值提供了大約 50 個參數。 為了輸出到顯示設備，可在軟件（連接器）中額外選擇來自閉環控制的 300 個信號。 可顯示的測量值例子： 設定值，實際值，二進制輸入/輸出的狀態，線路電壓，線路頻率，點火角，模擬端子的輸入/輸出，控制器的輸入/輸出，極限值顯示。

跟蹤功能

可以選擇跟蹤功能來存儲 128個測量點的 8 個測得的量。 測得的量或一條故障消息的激活可被參數化為一個觸發條件。 可以用編程一個觸發延遲來記錄事件之前和事件之後的曆史。

用於測量值存儲器的采樣時間可以被參數化為 3ms到 300ms之間。

測得的值可以通過操作員面板或串行接口輸出。

故障報文

給每條故障消息分配一個號碼。 事件發生的時間也與故障消息一起存儲起來。 這允許故障的原因被精確定位。 為了診斷的目的，把最近的 8 條故障消息連同故障編號、故障值和小時計數值一起存儲起來。

當故障發生時

二進制輸出功能 揬 驅動器被斷開（控制器禁用，電流I= 0，脈衝禁用，繼電器“輸入接觸器關閉”脫扣），且 一個“F”和一個故障號碼出現在顯示器上，表示“故障”LED 亮起。 可以通過一個二進制可分配功能端子或一串行接口，在操作員面板上確認故障消息。 當故障被確認后,系統切換到揬 揬

自動重啟動： 系統可以在一個可參數化的時間週期內（ 0 到 2 秒）自動地重新啟動。 如果這個時間設置為零，一條故障消息立即被激活 (在電源故障時)， 而不會有重啟動。 自動重啟動可被參數化成與下列故障消息有關： 相故障 (勵磁或轉子)，欠電壓，過電壓，電子線路電源故障，在平行的 SIMOREG 設備上發生欠電壓。

故障/出錯 消息分成下列几類： 線路故障： 相故障，勵磁電路故障，欠電壓，過電壓，線路頻率 < 45 or > 65 Hz 接口故障： 到輔助板的基本單元接口發生誤動作 驅動故障： 用於速度控制器的監視器，電流控制器，電動勢控制器，勵磁電流控制器已經作出反應，驅動鎖定，無轉子電流 電子的馬達過載保護 [(用於電動機的 I2t 監視器) 已經作出反應] 測速發電機的監視器和過速信號 啟動出錯 電子板上存在故障 來自可控硅校驗的故障消息： 只有當可控硅校驗是通過適當的參數啟動的，纔會發出此故障消息。 此校驗功能確認可控硅是否具有阻塞以及點火能力 故障消息來自于電動機傳感器 (帶端子擴展選件)； 監視電刷長度，軸承情況，氣流，對電機溫度已經作出反應 通過二進制可分配功能端子來的外部故障

故障消息可以單個地激活。 對某些故障消息的缺省設定是 揬

報警

一些特殊的，不會導致驅動關閉的狀態，，由報警來示出。 報警無需確認，但是當引起問題的原因被消除時會自動地復位。

當發生一個或多個報警時

二進制輸出功能 揬 用閃爍的表示“故障”的LED 發出報警信號。 報警分成下列種類： 電動機過熱： 監視功能 已經達到電機的計算出的 I2t 值的 100%   報警來自于電動機傳感器 (僅發生在帶端子擴展選件時)： 監視軸承情況，電機風扇，對電機溫度已經有反應 驅動報警： 驅動阻塞，無轉子電流 通過二進制可分配功能端子來的外部報警 來自輔助板的報警

 

安全關機 (E-STOP)

E-STOP 功能的任務是打開繼電器觸點 (端子109/110)，用於在大約 15 ms 時間內激勵主接觸器，完全與半導體部件和微處理器板 (基本電子線路) 的功能狀態無關。 如果基本電路工作正確，閉環控制輸出一個 I = 0 命令來取消激活主接觸器。 當給出 E-STOP命令時，驅動慣性運轉到停頓狀態。

用下列方法之一可以觸發E-STOP 功能：

開關操作： 當把端子105和106之間的開關打開時，E-STOP功能被激活。 按鈕操作： 打開在端子106和107之間的“常閉”觸點，就會觸發 E-STOP 功能並存儲關機操作。 關閉在端子106和108之間的一個“常開”觸點，就可復位此 E-STOP功能。

當 E-STOP 功能被復位時，驅動開關變成 揬 此狀態需要通過 揬

注： 按照 EN 60204-1，

E-STOP 功能不是一個“緊急停止”功能。

EN 60204-1.

串行接口

提供有下列串行接口：

在壓力測量裝置（PMU）的 連接器 X300 上的，採用 USS 協議到 RS 232 或 RS 485標準的一個串行接口。 用於連接一個可選的 OP1S 操作員面板或用於連接基於 PC 的驅動監視器。 在基本電子線路板的端子上的一個，用於 USS 協議或點對點通訊連接的二線或四線 RS485 串行接口， 在端子擴展板 (可選) 端子上的一個，用於 USS 協議或點對點通訊連接的二線或四線 RS485 串行接口， 在輔助板(可選)上的 PROFIBUS-DP 在帶光纜連接的輔助板(可選)上的 SIMOLINK®

接口的物理特性

RS 232: 用於點對點工作的 ±12 V 接口

RS 485: RS 485: 5 V 常用方式接口，防噪聲，用作一個最多帶 31 個總線節點的，額外的總線連接。

USS 協議

公開的 SIEMENS 協議，容易在外部系統上，例如在PC上編程。 可以使用任意主站接口。 驅動作為主站上的從站工作，選擇驅動通過一個從站編號來進行。

下面的數據可通過 USS 協議來交換：

用於參數寫/讀的 PKW 數據。

PZD 數據 (過程數據)，如控制字、設定值，狀態字，實際值。

連接器編號輸入參數中，去選擇傳送數據 (實際值)，接收數據 (設定值) 代表連接器編號。連接器編號可以編程以便在任何一個干預點起作用。

點對點通訊協議

用點對點通訊協議來鏈接一個變頻器到另一個變頻器。 用這種方式，數據在變頻器之間互相交換，例如，通過一個串行接口來建立一個設定值串級。 因為一個串行接口是作為一個四線線路採用的，就有可能從上游變頻器接收數據，(例如，通過乘以權值)調整它們，然後將它們送往下游變頻器。 整個操作只用到一個串行接口。

下列數據可以在變頻器之間交換：

傳輸控制字和實際值 接收狀態字和設定值

在每個方向上最多發送 5 個數據字。 數據依據連接器編號和干預點進行交換。

幾個串行接口可以同時工作。 例如，第一個接口可以用作一個自動化鏈接 (USS 協議)，用於開環控制，診斷和主站設定值技術說明。 第二個接口連同點對點通訊協議一起工作，起設定值串級的作用。

 

控制端子塊

 

 

在微處理機板 (基本電子線路)上的端子

在 PMU 簡單操作員面板上的連接器

P10 參考電壓，10 mA 負載額定值
N 10 參考電壓，10 mA 負載額定值 用於連接 OP1S, RS 232 或 RS 485 的雙線 X300 連接器，傳輸率最大為 187.5 kBd 通過差分放大器，2 點模擬量輸入，
分辨率可以 10 ~ ± 14 Bit 之間設置
0 ~ ±10 V，0 ~ ±20 mA，4 ~ 20 mA

選通板上的端子

用於電機溫度傳感器（採用PTC 或 KTY84）的 1 個模擬輸入 模擬轉速計 8 到 250 V，用於最大速度 對實際電流的對地實時模擬輸出，電壓 5V 用於額定變頻器電流，最大值 2 mA E-STOP 2 個對地模擬輸出, 0 到 ±10 V, ±11位分辨率, 最大 2 mA

在可選端子擴展板上的端子

脈衝編碼器評估，用於 5 或 24 V 編碼器，
2 軌和零標記，最大頻率 300 kHz 通過光耦合器的 4 個二進制可選輸入，也可用作到電機的接口 P15 電源, 200 mA 用於脈衝編碼器 4 個二進制可選對地輸入 4 個二進制對地輸入，
2，具有可選功能 2 個對地模擬輸入, ±0 分辨率 2 個二進制對地輸出, P24 開式發射極，額定負載100 mA 用於通過 PTC 或 KTY84 ，評估電機溫度的 1 個模擬輸入 1 個串行接口, RS 485 二線或四線, 最大傳輸率 187.5 kBd 2 個 P24 二進制對地輸入, 開發射極, 100 mA 額定負載 用於驅動二進制輸入的 P24 電源 2 個模擬對地輸出, ±0 V, 2 mA 額定負載, ±1 位分辨率 用於變頻器接地的 9 個端子 1 個串口，兩線制和四線制
RS 485，最大 187.5 kbd   用於平行連接 SIMOREG 的 1 個平行接口 (2 個連接器)   用於驅動二進制輸入的 P24 電源   用於變頻器接地的 8 個端子