西门子S120变频器书本型进线模块预充电回路和接线方式

1 预充电回路概述
sinamics s120系列为电压源型变频器，直流回路采用电容做储能滤波元件。当使用二极管整流时，主回路上电的瞬间，直流母线之间相当于短路，为避免瞬间冲击电流对功率器件造成损坏，需要通过预充电回路对电容充电，逐步建立直流母线电压。
sinamics s120的整流模块称为进线模块line module。s120的进线模块包括基本型进线模块blm（basic line module）、非调节型进线模块slm（smart line module）以及调节型进线模块alm（active line module），它们所采用的功率器件不尽相同，因此预充电回路以及主回路的接线方式也有所不同，下面逐一进行介绍。

2 书本型blm的预充电回路及接线方式
blm为6脉动、不可控整流单元不可控整流模块，根据功率不同，所采用的整流器件也有所不同。

2.1 20kw及40kw书本型blm
这两档功率的blm模块采用二极管整流，内部集成了预充电回路，如图1所示，通过预充电电阻对直流母线电容充电。

图1 20kw及40kw书本型blm的预充电回路

由于在预充电的过程中，预充电电阻以热能的方式消耗能量，因此不能频繁地合分闸（应间隔3分钟以上），以避免预充电电阻过热损坏。图2所示为blm的典型接线方式，其上电流程为：
（1）主开关合闸的同时，通过其辅助触点闭合使能blm；
（2）通过开关量或者通讯报文控制p840参数启动blm；
（3）经过p862中设置的延时时间后，bico参数r863.1置位，可将此参数连接至 cu上的一个do点，用来控制主回路接触器合分闸；
（4）主接触器的辅助触点可接至cu的di点，作为合闸的反馈信号；
（5）合闸后，电流流过预充电电阻，预充电过程持续约1秒钟，完成后，内部逻辑控制旁路接触器吸合，电流从主回路流入。
注意：如果不通过p840来启动blm，而只是通过外部逻辑接通主回路，直流回路电压也能建立，但是此时旁路接触器并没有闭合，当电机模块启动、负载增大时，预充电电阻上的电压降也随之增大，导致直流母线欠电压故障，预充电电阻也可能过热损坏。

图2 blm的典型接线方式

2.2 100kw书本型blm
该模块采用晶闸管整流，如图3所示，通过改变晶闸管导通角（相角控制）对直流母线电容充电，因此不需要预充电电阻和旁路接触器。主回路上电后，变频器控制晶闸管导通角逐渐增大，直至完全导通，预充电过程完成进入正常运行阶段。

图3 100kw书本型blm的主回路简图

100kw书本型blm的典型接线图和20kw/40kw的blm一样，上电流程也一样，如2.1节所述。不同的是，我们必须通过p840参数启动，才能触发晶闸管整流，否则直流母线没有电压。

3 书本型slm的预充电回路
slm为不可控的整流回馈单元，它的功率器件包括igbt及反并联的二极管，预充电回路与20kw/40kw书本型的blm一样也集成在模块内部，如图4所示，同样不能频繁地合分闸（应间隔3分钟以上），以避免预充电电阻过热损坏。

图4 书本型slm的预充电回路

3.1 5kw及10kw书本型slm
这两档功率的slm模块没有drive-cliq接口，可以通过它上面的x21、x22端子进行控制和状态指示。图5为5kw及10kw书本型slm的典型接线图，其上电流程为：
（1）主开关合闸的同时，通过其辅助触点闭合使能slm；
（2）这两款模块没有自己的参数，也不需要通过控制p840参数启动slm，预充电完成后旁路接触器自动合闸；
（3）可以利用cu上的do点来控制主回路接触器合分闸；
（4）主接触器的辅助触点可接至cu的di点，作为合闸的反馈信号；
（5）合闸后，电流流过预充电电阻，预充电过程持续约1秒钟，完成后，内部逻辑控制旁路接触器吸合，电流从主回路流入。
（6）x21的“准备好”信号和“报警”信号可连接至cu的di点，作为电机模块运行的必要条件，同时也可以将cu的do点连接至x22端子来禁止slm的回馈功能或复位故障。

图5 5kw及10kw书本型slm的典型接线方式

3.2 16kw及以上的书本型slm
这些slm模块的典型接线图与20kw/40kw书本型的blm一样，上电流程也一样，如2.1所述，这里不再赘述。
注意：如果不通过p840来启动slm（16kw及以上），而只是通过外部逻辑接通主回路，直流回路电压也能建立，但是此时旁路接触器并没有闭合，当电机模块启动、负载增大时，预充电电阻上的电压降也随之增大，导致直流母线欠电压故障，预充电电阻也可能过热损毁坏。

4 书本型alm的预充电回路
alm为可控的整流回馈单元，它的功率器件包括igbt及反并联的二极管，预充电回路与20kw/40kw书本型的blm一样也集成在模块内部，如图6所示，同样不能频繁地合分闸（应间隔3分钟以上），以避免预充电电阻过热损坏。

图6 书本型alm的预充电回路

图7为书本型alm以及与之匹配的接口模块aim的典型接线图，其上电流程与20kw/40kw书本型的blm一样，如2.1节所述，这里不再赘述，下面介绍alm与aim之间的接线：
（1）aim的温度信号需要接到alm的x21端子，否则会报f06260——滤波器过温；
（2）aim中散热风扇的供电；
（3）可以通过外部逻辑禁用散热风扇。

图7 alm与aim的接线图

注意：如果不通过p840来启动alm，而只是通过外部逻辑接通主回路，直流回路电压也能建立，但是此时旁路接触器并没有闭合，当电机模块启动、负载增大时，预充电电阻上的电压降也随之增大，导致直流母线欠电压故障，预充电电阻也可能过热损坏。

相关文章

• 上一篇： 西门子S120变频器位置跟踪功能的使用
• 下一篇： CUVC模拟量输入输出通道的标定