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西门子 | 什么是VPM模块?

随着机床行业的发展,高速主轴的应用越来越多。在使用SINAMICS S120 驱动永磁同步主轴,主轴高速运转工作在弱磁区域时,会产生较高的反电势(EMF),如果达到800V到2000V之间,反馈回直流母线的能量会造成过电压,此时SINAMICS S120 必须使用电压保护模块(VPM), VPM模块可以识别出过电压(>800V),并通过电子开关使三相电机电缆之间短路,来释放能量。此时电机的能量转化成热能,以免受到过高的主电机电压冲击。

 

1. 确定应用场合

VPM模块是一种用于限制电压的器件,它适用于永磁同步电机,在发生故障时,用来限制母线电压,VPM的使用与否,取决于以下电机数据:电机转矩常数(Mot kT),电机最大转速(Mot n_max),此参数可由电机供应商提供,如果Mot n_max >(11.695*820)/Mot kT,那么需要使用VPM。在西门子系统中可使用如下公式判断:P1082 >11.695*P297/P316,如果 P1082 的值满足上面公式,就必须要加 VPM 模块。VPM模块多应用在西门子系统中的同步电机,1FE1、1PH8、和部分 1FW3 及个别 1FW6 和大部分的第三方同步电机。

 

2. 安装连接

VPM模块安装于S120驱动与电机之间。当主轴电机的驱动连接在NCU时,VPM的X3端子连接NCU的X132的12脚,控制主轴驱动OFF2;当主轴电机的驱动连接在NX模块时,VPM的X3端子连接NX模块的X122的13脚,控制主轴驱动OFF2,连接示意图如下:

什么是VPM模块?

连接好VPM模块后,设置主轴驱动参数P643=1,如下图:

什么是VPM模块?

然后在驱动系统找到主轴驱动,选择更改配置主轴驱动,这里以NX模块为例,关联X122.13信号控制OFF2,如下图所示:

什么是VPM模块?

 

3. 不加 VPM 产生的现象
同步主轴不能达到最高转速,主轴最高转速受驱动参数 P1082(主轴的转速限制)限制,最高只能转 P1082 参数里的数据,如果手动更改增加 P1082 的值,系统会出现 207432 报警:驱动电机无过压保护。 为了确定是否是由于缺少 VPM 保护模块所导致的报警,我们可以更改参数 P643 由 0 改为 1,虚拟增加 VPM 保护,如果报警 207432 消除,则可确定是缺少 VPM 模块所导致的报警。

 

 
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