西門子6EP電源模塊代理商

電源模塊、電機模塊和功率模塊的電源設備專為短暫的過載而設計，即，模塊可以短時間提供大于額定電流Irated 的電流。在這種情況下，利用熱沉的儲熱量，允許相關熱時間常數(shù)。功率半導體和實際電流檢測電路的額定最大電流為 Imax，不得超過此電流。過載能力由 Imax、Irated 和熱時間常數(shù)決定。在電源設備的技術數(shù)據(jù)中指了許多特性工作循環(huán)。SIZER 用于西門子驅動工程組態(tài)工具基于帶有可選時間特性的指工作循環(huán)計算負載，然后標識需要的電源設備。

電源半導體芯片的熱時間常數(shù)在 100 ms 以內。由于頻率低于 10 Hz，因此過載能力受限。軟件通過熱模型將這些限制考慮在內，并防止設備在所有工作狀態(tài)下過載。必須注意，規(guī)定的額定電流 Irated 是正弦電流的均方根值，尤其在 0 Hz 附近頻率下。若三相系統(tǒng)的頻率降低到 0 Hz，在停止狀態(tài)一個純直流電流流經所有相位。根據(jù)相位關系，該直流電流的均方根值可達到正弦電流的峰值。

該狀態(tài)下的輸出電流大于額定電流Irated乘以 √2。各個電機端子和電纜設計用于正常工作狀態(tài)下的額定電流，因此考慮到熱時間常數(shù)，可防止設備過載。

降容特性

可在最高 40 °C (104 °F) 的環(huán)境溫度下，以額定電流或功率和指的脈沖頻率操作電源設備。熱沉在該操作點處達到允許的最大溫度。 如果環(huán)境溫度高于 40 °C (104 °F)，必須降低產生的熱損耗，以防止熱沉過熱。

在使用給定電流時，熱損耗與脈沖頻率成比例增加。必須降低額定輸出電流 Irated 以確保不會超過高脈沖頻率的最大熱損失或散熱溫度。當使用脈沖頻率的校正因子 kf 時，將會調整對所選脈沖頻率有效的額定輸出電流 Iratedf。

在組態(tài)驅動器時，請注意，在 40 °C (104 °F) 至 55 °C (131 °F) 的溫度范圍中，電源設備不能提供全電流或功率。電源設備測量熱沉溫度，在溫度 > 40 °C (104 °F) 時，保護自身防止發(fā)生熱過載。

因此，空氣壓力和空氣密度在海拔高度處下降。位于這些高度時，相同數(shù)量的空氣不會具有相同的冷卻效果，兩個電導體之間的氣隙只可絕緣較低的電壓。典型氣壓值如下：

海拔 0 m：100 kPa

最大海拔高度 2000 m (6562 ft)：80 kPa

最大海拔高度 3000 m (9843 ft)：70 kPa

最大海拔高度 4000 m (13124 ft)：62 kPa

最大海拔高度 5000 m (16405 ft)：54 kPa

安裝高度高于 2000 m (6562 ft) 時，為了確保可以按照 EN 60664-1 III 類浪涌電壓絕緣浪涌電壓，線路電壓不得超過特定極限。安裝高度 > 2000 m (6562 ft) 時，如果線路電壓高于這個極限，必須采取措施瞬時將 III 類浪涌電壓降至 II 類值，例如，必須通過隔離變壓器為設備供電。

為了計算允許的輸出電流或功率，必須乘以降額因數(shù)以實現(xiàn)上述效果。適用于電流隨安裝海拔高度而變化的降額因子 kI 可通過環(huán)境溫度降額因子 kT 而得到補償。如果降額因子 kT 乘以降額因子 kI 的結果大于 1，則計算必須基于額定電流 Irated 或 Iratedf。如果結果 < 1，則，則必須將其乘以額定電流 Irated 或 Iratedf 以計算出最大允許連續(xù)電流。為獲得總的降額值而通過這種方法計算出的降額因子 k = kf × kT × kI 必須應用于指工作周期中的所有電流值 Irated, IH, IL。

功率模塊、電源模塊和電機模塊電機側模塊的降額特性曲線可在相關模塊的技術數(shù)據(jù)中找到 （請參閱 SINAMICS S120 驅動系統(tǒng)部分說明）。

降額特性曲線和允許的輸出電流計算示例：

減載運行是環(huán)境溫度的一個函數(shù)

隨安裝海拔高度發(fā)生變化的額定電壓下降

隨安裝海拔高度發(fā)生變化的額定電壓下降

示例 1

在最高 30 °C (86 °F) 的環(huán)境溫度下，處于 2500 m (8203 ft) 的高度，使用額定脈沖頻率操作驅動系統(tǒng)。

由于其工作溫度低于 40 °C (104 °F) 時，需要進行補償計算（安裝高度/周圍溫度）。

安裝高度為 2500 m (8203 ft)：降額因子 kI = 0.965，kU = 0.94

最大環(huán)境溫度30 °C (86 °F)：降額因子 kT = 1.133

k I × kT 由于安裝海拔高度/環(huán)境溫度補償，= 0.965 X 1.133 = 1.093 1.0

k = kf × (kI × kT) = 1.0 × (1.0) = 1.0

結論：無需降低額定值。

但是，IEC 60664?1 規(guī)定需要的電壓降額。

電壓范圍介于 380V 和 480V 之間的單元其工作電壓最大可為 480 V x 0.94 = 451 V，而電壓范范圍介于 660 V 和 690 V 之間的單元其工作電壓最大可為 690 V × 0.94 = 648 V。

實例 2

在組態(tài)驅動器組時，選擇訂貨號為 6SL3320?1TE32?1AA0 的電機模塊（額定輸出電流為 210 A，高過載的基底負載電流為 178 A）。作為安裝條件的結果，將在 3000 m (9843 ft) 的高度操作驅動器組，環(huán)境溫度可能達到 35 °C (95 °F)。為了提供所需的動態(tài)響應，必須將脈沖頻率設置為 4 kHz。

安裝高度為 3000 m (9843 ft)：降額因子 kI = 0.925, kU = 0.88

最大環(huán)境溫度 35 °C (95 °F)：降額因子 kT = 1.066

k I × kT = 0.925 X 1.066 = 0.987 未被安裝海拔高度/環(huán)境溫度*補償

k = kf × (kI × kT) = 0.82 × (0.925 × 1.066) = 0.809

結論：降低額定值。

應用邊界條件的情況，

• 電機模塊允許的最大連續(xù)電流為：210 A × 0.809 = 170 A

• 高過載的基底負載電流為：178 A × 0.809 = 144 A

IEC 60664-1規(guī)定需要降額。

可使用最高 480 V 3 AC × 0.88 或 720 V DC × 0.88 = 422 V 3 AC 或 634 V DC 的電壓運行選擇的設備。這意味著，400 V 異步（感應）電機可不受限制地運行。但是，由于安裝高度的原因，異步電機可能需要降額。

選擇功率模塊或電機模塊

電機模塊根據(jù)堵轉電流I0 100 K（繞組溫度上升 100 K時的額定電流）分配給同步電機，并且根據(jù)額定電流Irated 分配給異步電機（感應電機），在電機說明書中對分配情況有詳細描述。例如，在加速過程中，工作循環(huán)必須考慮動態(tài)過載，動態(tài)過載需要功能更強大的功率模塊或電機。在本文中，必須牢記，作為安裝高度、環(huán)境溫度和脈沖頻率設置的函數(shù)，功率模塊或電機模塊的輸出電流減少（請參閱降額特性曲線中的說明）。

為了實現(xiàn)優(yōu)良組態(tài)，在功率模塊或電機上復制工作循環(huán)中計算的Iload電機電流負載。以下規(guī)則適用：

I rated，module ≥ Iload

I rated, module = 功率模塊或電機模塊的允許連續(xù)電流考慮降額特性曲線

在特定時間內，提供較高的輸出電流需要功率模塊或電機模塊。在針對負載設計模塊時，必須注意特性曲線或過載能力 （參見“SINAMICS S120 變頻器系統(tǒng)"一章）。

SIZER for Siemens Drives 組態(tài)工具能夠執(zhí)行精確的過載計算。

額定電流 – 允許和不允許的電機/變頻器組合

• 電機額定電流高于功率模塊或逆變裝置的額定輸出電流：
  在需要連接額定電流高于功率模塊或逆變裝置的額定輸出電流的電機的情況下，電機只能夠在部分負載下運行。將有以下限制：
  短時電流（= 1.5 x 基本負載電流 IH）應大于或等于所連接電機的額定電流。
  遵守這一設計規(guī)則十分重要，因為大型電機的較低漏電感會帶來電流峰值，可能導致傳動系統(tǒng)關斷或因電子保護電路而受到連續(xù)輸出限制。

• 電機額定電流顯著低于功率模塊或逆變裝置的額定輸出電流：
  使用矢量控制系統(tǒng)時，額定電機電流必須至少等于功率模塊或逆變裝置額定輸出電流的 1/8。在較低電機電流下，電機可在 V/f 控制模式中運轉。

通過脈寬調制，電源模塊和電機模塊可產生一個交流電壓，用于向所連接電機提供直流鏈路直流電壓。通過電源電壓確定直流鏈路電壓的量值，在使用電機模塊電機側模塊時，通過使用的電源模塊和允許的最大輸出電壓確定直流鏈路電壓的量值（請參閱 SINAMICS S120 驅動系統(tǒng)部分）。所連接電機的轉速和負載決定了所需電機電壓。允許的最大輸出電壓必須大于或等于需要的電機電壓，必須選擇帶有不同繞組的電機。

當連接正弦濾波器時，不能使用所有脈寬調制。從而最大可能輸出電壓較低 （參見正弦濾波器）。

使用較長的電機電纜

通過脈寬調制，電源模塊和電機模塊可產生一個交流電壓，用于向所連接電機提供直流鏈路直流電壓。在時鐘運行狀態(tài)下，會產生容性泄露電流，從而會限制電機電纜的允許長度。在部件說明中，規(guī)定有每個電源模塊和電機模塊的最長電機電纜。

電機電抗器限制容性泄漏電流的上升速率和大小，從而可使用較長的電機電纜。電機電抗器和電機容性電纜形成一個振蕩電路，該電路不可由輸出電壓的脈沖模式增強。因此，該振蕩電路的諧振頻率必須明顯高于脈沖頻率。電機電纜越長，電纜電容越大，而諧振頻率越低。為在諧振頻率和脈沖頻率之間提供一個足夠大的安全裕度，需限制最大電機電纜長度，即使若干個電機電抗器串聯(lián)在一起，也是如此。最大電纜長度與電機電抗器組合在電機電抗器技術參數(shù)中指。

如果需要長電機電纜，則必須選用額定值較高的電機模塊電機側模塊或根據(jù)輸出電流 Icontinuous，降低允許連續(xù)輸出電流 

西門子6EP電源模塊代理商