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西門子6SL3120-2TE15-0AA4 S120 雙軸電機模塊
 | 6SL3120-2TE15-0AA4 SINAMICS S120 雙軸電機模塊 輸入：600V DC 輸出:3AC 400V,5A/5A 結構形式：書本尺寸 內部風冷 優(yōu)化的脈沖圖形和 支持擴展 安全集成功能 包含 DRIVE-CLiQ 電纜 |
概述
SINAMICS S120 液冷式變頻調速柜是專門為滿足與液體冷卻相關的要求而設計的；其特點為功率密度高，尺寸得到優(yōu)化。液體冷卻比空氣冷卻系統(tǒng)的散熱效率要高很多。也因此這樣，水冷型的變頻調速裝置也比同功率空冷型變頻調速裝置要小得多。由于主要功耗產生的熱量全部通過冷卻液耗散掉了，電子器件只需小風扇就足夠了。這意味著這些裝置運行時噪音較低。由于緊湊的結構和幾乎可以忽略的冷卻空氣需求量，水冷型變頻調速裝置可以用于任何地方，尤其是空間狹小、環(huán)境條件苛刻的應用場合。
水冷型裝置密封外殼的防護等級可達到 IP55。
該產品線包括以下液冷式 SINAMICS S120 變頻調速柜：
- 電源模板
- 基本電源模塊
- 調節(jié)型電源模塊 (Active Line)
- 有源濾波裝置
- 電機模塊
相關系統(tǒng)組件（如進線電抗器、輸出電抗器、帶 VPL 的 dv/dt 濾波器以及正弦波濾波器）均為空冷式。有源濾波裝置分為空冷式和水冷式。
水冷式變頻調速裝置的優(yōu)點：
- 與空冷式相比，占用空間可減少高達 60 %
- 功率半導體器件、直流母線電容器和充電電阻等主要部件， 都可通過冷卻回路進行冷卻。
- 只需很小的冷卻液流量
- 統(tǒng)一的壓差 0.7 bar
- 自動保護功能
- 鍍鎳母排
- 噪音低
- 與所有 SINAMICS 系列組件、功能及工具都兼容
- 可通過并聯(lián)增容
- 無需風扇
水冷型柜體
SINAMICS S120 水冷式變頻調速裝置還可組裝成變頻調速柜使用。參見章節(jié) SINAMICS S120 變頻調速柜 → 液冷式變頻器。
用于 SINAMICS S120 液冷式設備的驅動系列示例
技術規(guī)范
一般技術數(shù)據(jù)
除非另有說明，以下技術數(shù)據(jù)適用于液冷式 SINAMICS S120 變頻調速裝置。
電氣數(shù)據(jù) | |||
|---|---|---|---|
額定電壓 | 380 V 至 480 V 3 AC，±10% (-15 % < 1 min) 500 V 至 690 V 3 AC，±10% (-15 % < 1 min) | ||
電網(wǎng)類型 | TN/TT 電網(wǎng)或浮地電網(wǎng)（IT 電網(wǎng)） | ||
電源頻率 | 47 ... 63 Hz | ||
過電壓類別 | III 符合 EN 61800?5?1 | ||
電子裝置電源 | 24 V DC, -15 % +20 % | ||
額定短路電流 符合 IEC 標準，與規(guī)定的熔斷器或斷路器配合使用 |
| ||
| 65 kA | ||
| 84 kA | ||
| 170 kA | ||
| 200 kA | ||
額定短路電流 SCCR 符合標準 UL508C (< 600 V)，額定短路電流根據(jù) UL508C（ 600 V），結合使用規(guī)定的熔斷器或斷路器 |
| ||
| 65 kA | ||
| 84 kA | ||
| 170 kA | ||
| 200 kA | ||
控制方法 | 帶及不帶編碼器的伺服控制、矢量控制或 V/f 控制 | ||
固定速度 | 15 個固定速度加 1 個小速度，可以參數(shù)化（預設 3 種速度和 1 個小速度，通過端子排/ PROFIBUS/PROFINET 可選） | ||
跳速范圍 | 4 個，可參數(shù)化 | ||
設定值分辨率 | 0.001 rpm 數(shù)字式（14 位＋符號位） | ||
制動操作 | 對于有源整流裝置，標配四象限運行（再生制動）。 使用基本線路模塊可實現(xiàn)標準的雙象限操作，通過電機模塊進行制動。 | ||
機械數(shù)據(jù) | |||
防護等級 | IP00（不考慮連接母排時，IP20） | ||
防護等級 | I，符合標準 EN 61800?5?1 | ||
沖擊危險保護 | EN 50274/DGUV 法規(guī) 3，按預定用途使用時 | ||
冷卻方式 | 使用鋁制或不銹鋼集成換熱器進行水冷卻 | ||
工作環(huán)境條件 | 儲存 1) | 運輸 1) | 運行 |
環(huán)境溫度（空氣） | -25 ... +55 °C (-13 ... +131 °F) Class 1K4 | -25 ... +70 °C (-13 ... +158 °F) Class 2K4 | 線路端組件，電源模塊，線路模塊和電機模塊： 控制單元，補充系統(tǒng)組件和編碼器模塊： 直流母線組件和電機側組件： |
相對濕度 不允許發(fā)生冷凝、濺水和結冰 (EN 60204, Part 1) | 5 ... 95 % Class 1K4 | 95 %，40 °C (104 °F) 時 Class 2K4 | 5 ... 95 % Class 3K3 |
環(huán)境等級/有害化學物質 | Class 1C2 | Class 2C2 | Class 3C2 |
有機體/生物體影響因素 | Class 1B1 | Class 2B1 | Class 3B1 |
污染等級 | 2 符合標準 IEC/EN 61800?5?1 | ||
安裝海拔高度 | 海拔 2000 m (6562 ft) 以下時無降額 | ||
機械穩(wěn)定性 | 儲存 1) | 運輸 1) | 運行 |
振動載荷 |
| Class 2M2 | 測試值
|
沖擊載荷 |
| Class 2M2 | 測試值 |
符合標準 | |||
合規(guī)性/適用性證書，符合 | CE（有關功能安全性的 EMC 指令 2014/30/EU、低壓設備指令 2014/35/EU 和機械指令 2006/42/EC） | ||
無線電干擾抑制 | SINAMICS S120 機箱格式單元不適用于連接到公共電網(wǎng)（環(huán)境）。應根據(jù)變速驅動系統(tǒng) EMC 標準 EN 61800-3 “第二環(huán)境”（工業(yè)用電）進行無線干擾抑制。與公共電網(wǎng)相連時，會產生電磁干擾。 詳細信息，請參見章節(jié)“組態(tài)說明”。 | ||
1) 在運輸包裝中。
與所定義的類別有所偏差的數(shù)字 用下劃線標出。
冷卻回路和冷卻水質量
下面各表和各節(jié)描述了水冷式 SINAMICS S120 變頻調速裝置中使用的冷卻水的質量要求。
冷卻方式 | |
|---|---|
| 600 kPa |
| 70 kPa |
| 80 ... 150 kPa（適用于作為冷卻液的水） |
| 取決于環(huán)境溫度，不允許出現(xiàn)冷凝 0 ... 45 °C (32 ... 113 °F) 無降容 >45 … 50 °C (113 ... 122 °F), 請參見降額數(shù)據(jù) 溫度范圍 0 °C (32 °F) 和 5 °C (41 °F) 內所必需的抗凍液 |
冷卻液質量 | |
適用于鋁質散熱片的冷卻液 | 蒸餾水、脫鹽水、*脫鹽水或 |
| <30 μS/cm (3 mS/m) |
| 5 ... 8 |
| <30 mg/l |
| <10 mg/kg |
適合不銹鋼散熱片的冷卻液 | 經(jīng)過過濾的飲用水、工藝水和冷卻水 |
| <2500 μS/cm (250 mS/m) |
| 6.5 ... 9 |
| <1550 mg/l |
| <250 mg/l |
| <200 mg/l |
| <240 mg/l |
| <1 mg/l |
| <50 mg/l |
| <1 mg/l |
| <10 mg/l |
| <1 mg/l |
| <1.78 mmol/l (10 °dH) |
| <1.25 mmol/l (7 °dH)，<57 mg/l 鈣 |
| < 1.43 mmol/l (8 °dH)，<35 mg/l 鎂 |
| <0.45 mmol/l (2.5 dH) |
|
|
| <340 mg/l |
| <100 μm |
| 這里給出的冷卻液數(shù)據(jù)應僅作為建議。請一定要閱讀隨附的手冊！ |
建議：初灌注脫鹽水（通過離子交換劑）
抗凍劑和緩蝕劑
防凍劑 | Antifrogen N | Antifrogen L | DOWCAL 100 |
|---|---|---|---|
制造商 | 科萊恩公司 | 科萊恩公司 | DOW |
化學成分 | 乙二醇 | 丙二醇 | 乙二醇 |
低濃度 | 25 % | 25 % | 25 % |
低濃度的抗凍劑 | -10 °C | -10 °C | -10 °C |
大濃度 | 45 % | 48 % | 45 % |
濃度的抗凍劑 | -30 °C | -30 °C | -30 °C |
抑制劑含量 | 含有具有硝酸鹽成分的抑制劑 | 含有緩蝕劑，不含硝酸鹽、胺類、硼酸鹽和磷酸鹽 | 含有緩蝕劑，不含硝酸鹽、胺類和磷酸鹽 |
起作用的殺菌劑濃度 | >25 % | >25 % | >25 % |
殺菌劑可防止由粘液形成細菌、腐蝕性細菌或沉鐵細菌造成的腐蝕。腐蝕即可發(fā)生在水硬度較低的封閉冷卻回路中，也可發(fā)生在敞開的冷卻回路中?？偸且鶕?jù)相關的細菌危險來選擇殺菌劑。必須逐一檢查抑制劑或防凍劑的相容性。
緩蝕劑 | Antifrogen N | ANTICORIT S 2000 A |
|---|---|---|
制造商 | 科萊恩公司 | Fuchs |
化學成分 | 乙二醇 | – |
低濃度 | 25 % | 4 % |
大濃度 | 45 % | 5 % |
建議維修保養(yǎng)
抗凍液/緩蝕劑的制造商應該每年分析冷卻液至少一次。應檢查抗凍液/緩蝕劑的濃度和邊界條件?？赡苄枰谘b置側對濃度進行校正。
防冷凝
對于水冷式裝置，暖空氣可能會在散熱器、管道和軟管的冷表面上發(fā)生冷凝。這種冷凝取決于空氣濕度和環(huán)境空氣與冷卻液之間的溫度差。
冷凝水可造成腐蝕和電氣破壞（爬電間隙短路和起?。Ｓ捎?SINAMICS 變頻調速裝置無法防止由氣候條件引起的冷凝，必須通過適當工程措施或通過客戶采取的預防措施來防止發(fā)生冷凝。這包括：
- 根據(jù)預期空氣濕度或環(huán)境溫度進行調整的固定冷卻水溫度可確保冷卻水溫度與環(huán)境空氣溫度之間不會產生很大差異
- 根據(jù)環(huán)境溫度的高低來調節(jié)冷卻液溫度
空氣中含有的水蒸汽變?yōu)樗畷r的溫度稱為“露點。為了可靠防止冷凝，冷卻液溫度必須始終高于露點溫度。
下表列出了在 100 kPa (1 bar) 大氣壓力下，與室內溫度 T 和空氣濕度 Φ 相關的露點。這些相當于 0 到大約 500 m 海拔高度范圍內的數(shù)值。由于露點隨著壓力的降低而下降，較高安裝海拔高度下的露點值低于表中的規(guī)定值。因此，安全的方法是根據(jù)安裝海拔高度為 0 時的表中數(shù)值來設計冷卻液溫度。
室內溫度 | 空氣相對濕度 Φ | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
T | 20 % | 30 % | 40 % | 50 % | 60 % | 70 % | 80 % | 85 % | 90 % | 95 % | 100 % |
10 °C (50 °F) | <0 °C (<32 °F) | <0 °C (<32 °F) | <0 °C (<32 °F) | 0.2 °C (32.4 °F) | 2.7 °C (36.9 °F) | 4.8 °C (40.6 °F) | 6.7 °C (44.1 °F) | 7.6 °C (45.7 °F) | 8.4 °C (47.1 °F) | 9.2 °C (48.6 °F) | 10 °C (50 °F) |
20 °C (68 °F) | <0 °C (<32 °F) | 2 °C (35.6 °F) | 6 °C (42.8 °F) | 9.3 °C (48.7 °F) | 12 °C (53.6 °F) | 14.3 °C (57.7 °F) | 16.4 °C (61.5 °F) | 17.4 °C (63.3 °F) | 18.3 °C (64.9 °F) | 19.1 °C (66.4 °F) | 20 °C (68 °F) |
25 °C (77 °F) | 0.6 °C (33.1 °F) | 6.3 °C (43.3 °F) | 10.5 °C (50.9 °F) | 13.8 °C (56.8 °F) | 16.7 °C (62.1 °F) | 19.1 °C (66.4 °F) | 21.2 °C (70.2 °F) | 22.2 °C (72 °F) | 23.2 °C (73.8 °F) | 24.1 °C (75.4 °F) | 24.9 °C (76.8 °F) |
30 °C (86 °F) | 4.7 °C (40.5 °F) | 10.5 °C (50.9 °F) | 14.9 °C (58.8 °F) | 18.4 °C (65.1 °F) | 21.3 °C (70.3 °F) | 23.8 °C (74.8 °F) | 26.1 °C (79 °F) | 27.1 °C (80.8 °F) | 28.1 °C (82.6 °F) | 29 °C (84.2 °F) | 29.9 °C (85.8 °F) |
35 °C (95 °F) | 8.7 °C (47.7 °F) | 14.8 °C (58.6 °F) | 19.3 °C (66.7 °F) | 22.9 °C (73.2 °F) | 26 °C (78.8 °F) | 28.6 °C (83.5 °F) | 30.9 °C (87.6 °F) | 32 °C (89.6 °F) | 33 °C (91.4 °F) | 34 °C (93.2 °F) | 34.9 °C (94.8 °F) |
40 °C (104 °F) | 12.8 °C (55 °F) | 19.1 °C (66.4 °F) | 23.7 °C (74.7 °F) | 27.5 °C (81.5 °F) | 30.6 °C (87.1 °F) | 33.4 °C (92.1 °F) | 35.8 °C (96.4 °F) | 36.9 °C (98.4 °F) | 37.9 °C (100 °F) | 38.9 °C (102 °F) | 39.9 °C (104 °F) |
45 °C (113 °F) | 16.8 °C (62.2 °F) | 23.3 °C (73.9 °F) | 28.2 °C (82.8 °F) | 32 °C (89.6 °F) | 35.3 °C (95.5 °F) | 38.1 °C (101 °F) | 40.6 °C (105 °F) | 41.8 °C (107 °F) | 42.9 °C (109 °F) | 43.9 °C (111 °F) | 44.9 °C (113 °F) |
50 °C (122 °F) | 20.8 °C (69.4 °F) | 27.5 °C (81.5 °F) | 32.6 °C (90.7 °F) | 36.6 °C (97.9 °F) | 40 °C (104 °F) | 42.9 °C (109 °F) | 45.5 °C (114 °F) | 46.6 °C (116 °F) | 47.8 °C (118 °F) | 48.9 °C (120 °F) | 49.9 °C (122 °F) |
有關冷卻回路和推薦的冷卻液的詳細說明，請參閱《SINAMICS 低壓工程手冊》。
特性曲線
降低額定值
SINAMICS S120 水冷型變頻調速柜適合在 45 °C 環(huán)境溫度以及 2000 m 海拔高度下運行。環(huán)境溫度大于 45 °C 時，必須降低輸出電流。環(huán)境溫度不允許超過 50 °C。安裝海拔高度超過 2000 m 時，應考慮到隨著高度的增加、空氣壓力和空氣密度會下降。因此，空氣的冷卻效率和絕緣能力也下降。
不同冷卻液溫度下電流降容 1)
不同環(huán)境溫度下電流降容 1)
1) 不得將兩條曲線的因子相乘。為了進行計算，必須假定每種情況下的大值，以便差情況下的降容系數(shù)為 0.9。
不同環(huán)境溫度與安裝海拔高度下的降容
電壓降額與安裝海拔高度成函數(shù)關系
變頻裝置和逆變裝置的電流降容與脈沖頻率有關
為降低電機噪聲或提高輸出頻率，可增加工廠設置的脈沖頻率（1.25 kHz 或 2 kHz）。如果脈沖頻率增加，則必須考慮輸出電流的降容系數(shù)。必須將此降額系數(shù)應用于技術數(shù)據(jù)中規(guī)定的電流。
有關詳細資料，請參閱《SINAMICS 低壓工程手冊》。
下表列出了 SINAMICS S120 功率模塊和電機模塊的額定輸出電流，在出廠時設置了脈沖頻率，以及在較高脈沖頻率下的電流降容系數(shù)（允許的輸出電流與額定輸出電流相關）。