概述

SINAMICS S120 驱动系统采用独立的功率单元和控制单元，可有效进行配置，满足各种不同驱动任务的需要。用户可根据要控制的驱动数量和所需的性能等级来选择控制单元，而功率单元的选择则必须满足系统的能量要求。控制单元和功率单元之间的连接非常简单方便，采用数字量系统接口 DRIVECLiQ。

控制单元
CU310-2 DP 和 CU310-2 PN 控制单元
CU310-2 控制单元主要用于控制单驱动。它们标配了 PROFIBUS接口 (CU310-2 DP) 或 PROFINET 接口 (CU310-2 PN) 和 TTL/HTL 编码器检测电路。
CU320-2 控制单元
CU320-2 控制单元主要用于控制多驱动。CU320-2 控制单元可控制多达
• 12 个驱动 （V/f 控制模式）
• 6 个驱动 （伺服或矢量控制模式）。
CU320-2 控制单元可用于控制一组单驱动来执行基本的驱动工艺功能。
SIMOTION D 控制单元
SIMOTION D 控制单元用于需要协调运动控制的应用，如同步运 行、电子齿轮、凸轮盘或复杂工艺功能等。SIMOTION D 控制单元
提供了多种不同性能的型号：
• SIMOTION D410-2，用于控制 1 到 3 轴
• SIMOTION D425-2，用于控制最多 16 轴
• SIMOTION D435-2，用于控制最多 32 轴
• SIMOTION D445-2，用于控制最多 64 轴
• SIMOTION D455-2，用于控制最多 128 轴
STARTER 调试工具用于通过控制单元调试和诊断不同类型的SINAMICS 驱动装置。SIMOTION D 控制单元需要包含 STARTER 工具的 SCOUT 工程系统。

功率模块
SINAMICS S120 驱动系统的独立版本由一个 CU310-2 控制单元和一个功率模块组成。在这个功率模块中集成了一个电源整流器、电压源直流母线和为电机供电的逆变器。
功率模块用于无法再生电能的单轴驱动。它可将制动时产生的电能可通过制动电阻转换成热量。
功率模块也可以和 CU320-2 控制单元、 SIMOTION D4x5-2 或 CX32-2 扩展控制器组合使用，例如将单轴驱动添加到多轴驱动组的配置中。此时，模块型功率模块必须配备 CUA31/CUA32 控制单元适配器。该适配器通过 DRIVE-CLiQ 与 CU320-2 控制单元、SIMOTION D4x5-2 或 CX32-2 扩展控制器相连。装置型功率模块则直接通过 DRIVE-CLiQ 电缆连接到多轴控制单元。

电机模块
在电机模块中集成了一个电压源直流母线和为电机供电的逆变器。电机模块用于多轴驱动系统，由 CU320-2 控制单元、 SIMOTIOND4x5-2 或 CX32-2 扩展控制器进行控制。电机模块通过公共直流母线互连。由于电机模块共用一个直流母线，所以两个模块间可以交换能量。也就是说，如果一个电机模块正在产生电能 （发电
机模式），另一个电机模块可以使用该电能（电动模式）。电压源直流母线由电源模块提供进线电压。
电源模块
电源模块将进线电压转换为直流电压，通过电压源直流母线向电机模块供电。
基本电源模块
基本电源模块仅用于供电，无法将再生电能回馈到电网中。如果产生了再生电能（如驱动制动时），必须通过制动模块和制动电阻将其转化为热量。如果基本电源模块用作电源，必须安装配套的进线电抗器。也可以选择安装一个进线滤波器，将干扰信号限制到 C2 类极限值内 (EN 61800-3)。
回馈电源模块
回馈电源模块可以提供电能并将再生电能反馈到电网中。仅当需要在电网掉电后 （即电能无法反馈到电网时）控制驱动减速停止时，才需要使用制动模块和制动电阻。如果回馈电源模块用作电源，必须安装配套的进线电抗器。也可以选择安装一个进线滤波器，将干扰信号限制到 C2 类极限值内 (EN 61800-3)。
有源电源模块
有源电源模块可以提供电能并将再生电能反馈到电网中。仅当需要在电网掉电后 （即电能无法反馈到电网时）控制驱动减速停止时，才需要使用制动模块和制动电阻。不过，和基本电源模块与回馈电源模块相比，有源电源模块产生稳定的直流电压，在进线电压出现波动时，该电压仍能保持恒定。此时，进线电压必须在允许的容差范围内。有源电源模块从电源中产生一个近似正弦波形的电流，可限制任何有害谐波。要想运行有源电源模块，必须使用配套的有源接口模块。也可以选择安装一个进线滤波器，将干扰信号限制到 C2 类极限值内(EN 61800-3)功率模块、电机模块和电源模块提供有书本型、紧凑书本型、模块型和装置型：
• 模块型和装置型功率模块。
• 书本型、紧凑书本型和装置型电机模块和电源模块。

冷却方式
根据外形尺寸，有以下几种冷却选项：
内部风冷
在这种标准方案中，驱动组件中电子单元和功率单元产生的功率损耗通过自然冷却或强制通风系统排散到控制柜内部。
外部风冷
外部风冷采用 “ 穿孔 ” 技术。系统组件中的功率单元的散热器穿过控制柜内的安装面，因此可以将电力电路的热损耗释放到一个单独的外部冷却回路上。柜内残留的热损耗由电子元件产生。在这种“机械接口” （外部散热器）上可以达到防护等级 IP54。散热器 配有散热片和风扇 （属于供货范围），向后伸出到一个单独的通
风管道，该管道也可以向外打开。
冷却板式冷却
采用冷却板式冷却的单元可以将功率单元的热损耗通过单元后面板上的导热介质传导到一个外部散热器上。例如，该外部散热器可采用水冷。
液体冷却
在液冷单元，功率半导体安装在冷却介质流经的散热器上。该单元产生的大部分热量会被冷却介质吸收并可在控制柜外耗散。

自定义应用
我们的设备作为完整的系统解决方案以不同形式提供。用户可利用驱动专家的专有技术，无需再考虑应用的散热设计。尤其在采用冷却板式冷却、外部风冷和液冷的装置型设备的应用中，用户可节省工程设计时间，获得技术可靠的解决方案。例如，系统解决方案涵盖了采用冷却板式冷却并完全安装在公共冷却板上的书本型驱动组，到带冷却系统和温度/冷凝控制的整个控制柜。我们可根据客户需要提供详细信息。

能效
SINAMICS S120 驱动系统采用节能设计：反馈轴的能量、在多轴配置的直流母线组内利用该能量，并将它反馈回电网。即使在达到最高的供电能力时，也不会在控制柜内产生多余的热量。
由于有源电源模块可防止电容性和电感性无功电流， SINAMICS S120 还同时确保了供电中不会出现多余的功率损耗，不会出现电流谐波。它不仅可以防止对其他负载产生不良影响，而且还可以减少控制柜内产生的热量。
系统组件
系统组件主要有以下几种：
• 直流母线组件
如，制动模块和制动电阻
• 输出侧的功率组件
如，出线电抗器
• 附加系统组件
如，端子模块、操作面板和通信板
• 编码器系统接口
用于将不同类型的编码器连接到 SINAMICS S120 上

书本型
书本型单元经过优化以适合多轴应用，并且彼此贴近安装。它们还集成了用于共用电压源直流母线的连接。书本型单元提供了全面的冷却选项：内部风冷、外部风冷、冷却板式冷却和液冷 （某些情况下）
紧凑书本型
我们基于书本型开发了紧凑书本型，适用于对驱动的紧凑性有极高要求的机床。紧凑书本型具有书本型的所有优点并且总体高度甚至更低，在能够提供相同性能的同时具有更强的过载能力。因此，紧凑书本型单元特别适合集成到动态要求高但安装条件受限的机床中。
紧凑书本型采用了相同的内部风冷和冷却板式冷却设计。
模块型
模块型单元经过优化以适合单轴应用，只作为功率模块提供。CU310-2 控制单元可直接卡装到其上。模块型单元采用内部风冷或液冷设计。
装置型
高输出功率单元（约 100 kW 及 100 kW 以上）采用装置型结构。这些组件包括电源模块、功率模块和电机模块。装置型单元标配内部风冷回路。对于特殊应用，如挤压或船舶应用，可订购液冷设备。 CU310-2 控制单元可集成到功率模块中。
机柜模块型除了本样本中介绍的变频器模块之外， SINAMICS S120柜机是用于
工厂应用的柜机系统，其组合使用最大功率可达 4500 KW (6000 HP)。
使用 SINAMICS S120 机柜模块实现多电机驱动的驱动组示例可通过并联方式按需扩展功率范围，最多可并联 4 个独立模块。我们可根据客户需要提供详细信息。
该模块化系统非常适合集中供电、共用直流母线的多电机驱动场合，常用于造纸机、轧钢机、试验台或提升机构等。由于采用模块化设计，所有组件可以组合在封闭机柜系统中以满足各种要求。柜机模块内除了电机模块外，可包括基本电源模块、回馈电源模块和和有源电源模块以及一些特殊的制动模块和辅助模块。该系
统的防护等级分为 IP20、IP21、IP23、IP43 和 IP54。功率模块与中央控制单元之间通过 DRIVE-CLiQ 通信。