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西门子 | SINAMICS S120书本型电源模块简介

SINUMERIK828D/840Dsl数控产品配套使用的驱动系统是SINAMICS S120系列驱动。在机床应用中,最常用的是“书本型”(Book-Size)模块,本期重点对其电源模块做一个简单的介绍。Book-Size系列电源模块规格覆盖5-120KW。分为调节型模块(ALM),智能型模块(SLM),基本型模块(BLM)。其中ALM和SLM为再生馈电模块,BLM为非馈电模块。以最为常见的三相AC400V进线为例。

 

1.ALM模块

ALM:Active Line Module。被称为“调节型电源模块”,规格分为额定功率16KW,36KW,55KW,80KW,120KW,全部有DRIVE-CLIQ接口和CU(控制单元)连接。

 

ALM属于再生回馈电源模块,电机电动时ALM为直流母线提供能量,电机制动时ALM从直流母线侧向车间电网侧回馈能量,ALM处于发电状态。ALM使用IGBT模块,采用了先进的升压型功率因数调节电路(Boost PFC),使得直流母线电压无论在整流模式还是在逆变模式时都非常稳定(例如为DC600V),进线和回馈电流波形好,是标准的正弦波,功率因数接近于1,谐波小,可再生回馈,能量双向流动。ALM的控制精度高,电机速度波动很小,适合于高精度的伺服运动控制。

SINAMICS S120书本型电源模块简介

SINAMICS S120书本型电源模块简介

ALM进线和馈电电流波形是标准的正弦波

 

2.SLM模块

SLM:Smart Line Module。被称为“智能型电源模块”,或者称为“非调节型电源模块”。规格分为额定功率5KW,10KW,16KW,36KW,55KW。其中16KW/36KW/55KW模块有DRIVE-CLIQ接口和CU连接,5KW/10KW模块则无DRIVE-CLIQ接口。

 

SLM也属于采用IGBT模块的再生回馈电源模块,电机电动时SLM为直流母线提供能量,电机制动时SLM从直流母线侧向车间电网侧回馈能量,SLM处于发电状态。但和ALM不同的是,SLM的直流母线电压并不是稳定的,而是随着进线电压的变化而变化,大约是1.3—1.4倍的关系(取决于工作状态),一般为1.35倍的关系。比如进线电压是380V,则直流母线电压约为510V左右。

 

3.BLM模块

BLM:Basic Line Module。被称为“基本型电源模块”,规格分为额定功率20KW,40KW,100KW,都有DRIVE-CLIQ接口。BLM是非馈电的电源模块,由于采用了非控和半控的整流器件,只能从交流进线到直流母线整流,无逆变功能,所以无法再生回馈。制动能量全部由制动电阻吸收,发热消耗。BLM输出直流母线电压也不是稳定的,而是随着进线电压的变化而变化,大约是1.35倍的关系。比如进线电压是400V,则直流母线电压约为540V左右。

 

对于机床设备,由于运动精度较高且启停较为频繁,因此比较适合于使用ALM/SLM模块,ALM/SLM相对于BLM而言控制精度要更高,且更节约能源。因此,机床S120驱动使用ALM/SLM比较多。

 

此外,还有比较常见的“3+1”集成型Combi驱动,就其电源部分而言,集成SLM模块,其特点和普通的SLM相同。

SINAMICS S120书本型电源模块简介

Combi驱动

 

附表:ALM/SLM/BLM的工作特点对比

SINAMICS S120书本型电源模块简介

 

 
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