确定动态过载能力

功能概述

允许在运行时超过装置额定铭牌上指定的额定直流（大允许连续直流电流）。但是超过的程度和持续时间要受到特定的限制，这在下面进行详细说明。

过载电流的上限是 1.8 倍的额定直流电流。高过载持续时间取决于过载电流的时间特性，以及该装置的过载历史，还取决于具体的设备情况。

每次过载都必定跟随有欠载（过载相的负载电流小于额定直流电流）。一旦达到高允许过载持续时间，负载电流必须返回到至少值 ≤ 额定直流电流。

通过对电源部分进行热监视可以确定动态过载持续时间（I²t 监视）。I²t 监视使用实际负载电流的时间特性计算环境温度以上晶闸管损耗层温度上升的替代值的时间特性。在这种情况下，要把具体的设备特性（例如热阻和时间常数）加入到计算中。当转换器打开时，计算过程从初始值开始，该初始值在关断/线路供电故障之前确定。在设置参数时必须把环境条件（环境温度和安装高度）考虑进来。

计算获得的替代消耗层温度上升超过允许值时，I²t监视会发出响应。作为响应，有两种选择可以被参数化：

• 电枢电流设置值下降到额定直流电流报警，或
• 设备关机故障

可以禁用 I²t 监视功能。在这种情况下，电枢电流高限制为额定直流电流。

动态过载能力的组态

组态单包含以下信息：

• 长负载持续时间t_an从低温电源部分和指定恒定负载时算起，
• 长零电流间隔t_ab（长冷却时间）直到电源部分达到“低温”热状态，以及
• 极限特性的磁场，用于确定热稳定、过载间歇运行期间的过载能力（周期性工作循环）

备注：如果计算获得的替代损耗层温度上升不超过高允许值的 5%，则认为电源部分处于“低温”状态。该状态可以使用二进制可分配输出查询。

带过载间歇运行时具有极限特性的磁场结构

具有极限特性的磁场是指具有总持续时间 300s 的间歇过载运行的负载循环。这种负载循环包括两个时间部分——基本负载持续时间（电枢电流实际值 ≤ 额定直流电流）和过载持续时间（电枢电流实际值 ≥ 额定直流电流）。

每个极限特性会把一个特定装置的大基本负载电流表示成针对小负载持续时间（极限基本负载电流）的过载系数（极限基本负载电流，按额定直流电流的 a% 计算）。对于负载循环的剩余持续时间，大允许过载电流通过过载系数确定。如果对于所需的过载系数没有指定极限特性，则要遵守针对下一个高过载系数的极限特性。

极限特性的励磁对于 300s 负载循环有效。使用基本计算算法，负载循环可以长于或短于 300s 的负载循环持续时间组态。现在使用两个基本任务显示。

基本任务1 和 2 的特性举例

基本任务 1

• 已知：
  装置、循环持续时间、过载系数、过载持续时间
• 求：
  （小）基本负载持续时间和大基本负载电流

SINAMICS DC MASTER 装置的并联

SINAMICS DC MASTER 装置可以通过并联来增加额定功率。必须满足一下辅助条件：

在 CUD 上配备传输触发脉冲以及建立更高等级通讯所需的硬件和插头。

多可以并联 6 部设备。多部装置并联时，主装置应该放置在中间，以便信号连接方便。主从装置之间从总线到总线的长并联接口线长度：15 m。

同样，每部SINAMICS DC MASTER 装置需要独立的换相电抗器（u_K 小 2 %），以便平均分配电流。电抗器公差差异决定的电流分配。对于无降级（电流下降）运行，推荐公差 5% 或更好。

只允许具有相同额定直流电流的装置并联。
装置并联时，允许的输出电流为（维持辅助条件时）：

I_max = n × I_{N(SINAMICS DC MASTER)}

n = SINAMICS DC MASTER 装置的数量

冗余运行（“（n+m）运行”模式）

SINAMICS DC MASTER 装置还可以用在冗余配置中，作为特殊的并联运行模式。在此运行模式下，如果一台装置故障（例如电源部分的保险烧断），其他 SINAMICS DC MASTER 装置可以维持运行。正确组态好和互联好之后，电枢电路和励磁电路都可以冗余运行。

当一个装置故障时，其他SINAMICS DC MASTER 装置还可以正常运行、持续工作不会中断。在组态系统时，需要特别注意在冗余应用中，只须满足 n 个装置的额定功率（而不是 n+m 个装置）。

在发生故障时，主装置的功能会自动转移。这样一来，无论是主装置的电源部分故障还是从装置的电源部分故障，系统都会继续运行。（可以根据要求提供冗余运行时的 MTBF 数据。）

SINAMICS DC MASTER 装置并联时的电枢电路连接示意图

(1) 需要相同的 1U1/1V1/1W1 相序。

(2) 需要相同的 1C1/1D1 相序。

(3) 装置使用（8 针）屏蔽跳线（UTP CAT5 型，符合ANSI/EIA/TIA 568 标准）连接，与 PC 网络技术中使用的网线相同。可以直接从西门子购买标准的 5m 长线电缆（订货号：6RY1707-0AA08）。n 个装置并联需要 (n-1) 条电缆。必须激活连接在总线首端和末端所连接的装置/设备上的总线终端。

(4) 这些熔断器只能用在 850A 及以下的设备上。

(5) 只适用于 850A 及以下四象限运行的装置。

增量式编码器 (sin/cos 1 V_pp/RS422/HTL) 带电缆和控制器、夹紧法兰或同步法兰。

这些编码器每转一圈可以发送规定数目的电脉冲，脉冲数反映了所经过的行程或者角度。

增量式编码器的工作原理是对按照透射光原理工作的分度盘实施光电扫描。光源为一个发光二极管 (LED)。编码器轴旋转时所产生的明暗交替变化的调制信号被光电元件所采集。分度盘与轴连接，通过合理安排分度盘和固定式光栅上的条纹，光电元件就会发送出两个相互呈 90 度的轨迹信号 A 和 B 以及基准信号 R。编码器电子部件将这些信号放大，并且转换成不同的输出电平。

可使用以下输出电平：

• 带 1 V_pp 电平的模拟信号 sin/cos 
  如果是正弦信号 (sin) 的编码器，为了获得更好的精度，可将这些信号通过上位控制器进行插补。
• RS422 差分信号 (TTL)
  如果是 RS 422 增量式编码器 (TTL)，可以通过边沿检测，使精度提高四倍。
• HTL（高压晶闸管逻辑）
  具有 HTL 接口的编码器设计用于采用 24V 电平数字式输入端的应用。

值编码器顶部带 SSI/EnDat 和 PROFIBUS DP，且
底部带有 DRIVE?CLiQ 和 PROFINET IO

值编码器（式轴角编码器）与增量式编码器的扫描原理相同，但是具有更多的轨迹数目。以 13 个轨迹为例，如果是单圈编码器，就会有 2¹³ = 8192 个步距被编码。所用的代码是一步代码（格雷码），以防扫描错误出现。

电机加电后，位置值立即传输至控制器。无需自引导。

在时间要求严格的应用情况下，DRIVE-CLiQ、SSI 和 EnDat 值编码器具有优势。

如果是具有大量编码器的设备，PROFIBUS DP可减少布线费用，优势更为明显。PROFIBUS DP 编码器是可编程的，并且可使用节点间通讯支持等时同步模式。带 PROFINET IO 的编码器也可参数化，另外具有两个端口，并支持 RT 和 IRT 操作模式。

单圈编码器

单圈编码器可将一圈（360 度机械式）分解成一定的步距数目，例如 8192。每个位置均分配有一个的代码字。在旋转360度之后，位置值会重复。

多圈编码器

多圈编码器除了记录一转内位置之外，也记录转数。为此，被扫描的还有其它通过换档齿轮与编码器轴耦合在一起的编码盘。 12 条附加轨迹时，意味着可以有 2 ¹² = 4096 转数被编码。

SIMOGEAR 同轴式减速电机

特点

• 大范围传动比（插装式小齿轮）
• 极为经济
• 高效节能（每级的效率为 98 %）
• 大功率范围

机械构造

• 级数：2 或 3
• 安装类型： 支脚安装和法兰安装，外壳上带有法兰
• 轴的设计： 实心轴

典型应用

• 传送带
• 包装产品的输送
• 立式输送机

SINAMICS V90 的连接图

脉冲串输入 (PTI) 位置控制模式的标准接线（有关其它控制模式的详细信息和连接图，请参见操作手册）。所示的接线图可作为选择变频器类型的参考。在使用所选的伺服驱动系统时，请根据连接图以及用户手册中的说明进行接线。