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：

连接好VPM模块后，设置主轴驱动参数P643=1，如下图：

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：

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。