Hệ thống điều khiển truyền động điện SINAMICS S120 đƣợc cấu trúc thành nhiều khối chức năng, ghép nối với nhau tùy theo yêu cầu công nghệ:
Hình 5.2. Cấu trúc hệ thống S120. Hệ thống biến tần S120 gồm các khối thành phần chính:
a) K ố lọc
Đƣợc kết nối ở phía bên dòng AC đầu vào của một biến tần, để chống sự tăng điện áp và dòng điện đột ngột trong các dòng điện lƣới và bảo vệ biến tần từ sự phá hủy do điện áp, dòng điện tăng vọt, do đó để nâng cao tuổi thọ cho thiết bị. Ngoài ra, khối lọc còn có thể giảm sóng hài đƣợc tạo ra bởi các hệ truyền động ảnh hƣởng đến đƣờng dây lƣới điện ban đầu.
49
Khối chỉnh lƣu tích cực cần đƣợc sử dụng cùng với khối lọc, khi đó khối lọc có vairò nhƣ một kho lƣu trữ năng lƣợng cho chức năng của khối chỉnh lƣu tích cực.
Một số thông số của bộ lọc tích cực 16KW:
Pdm = 16kw, PMax = 35kw, Idm : = 27 A ,I Max = 59 A. Dòng điện nuôi mạch điều khiển: 0.25 A
Điện áp lƣới: 380 – 480 V 3AC10% Tần số lƣới: 47 – 63 Hz
b) K ố c ỉn lưu
Thực hiện biến đổi dòng điện xoay chiều ba pha từ lƣới thành dòng một chiều khối điều khiển ng cấp cho khối nghịch lƣu.
Điện áp lƣới đầu vào: 380VAC – 480VAC 10%, với f 4763Hz. Trong S120 có nhiều sự lựa chọn cho khối chỉnh lƣu:
Khối chỉnh lƣu cơ bản (Basic line module)
Khối chỉnh lƣu cơ bản sử dụng chỉnh lƣu diode thông thƣờng. Không có chức năng trả năng lƣợng về lƣới.
Khối chỉnh lƣu thông minh (Smart line module)
Có khả năng trả năng lƣợng về lƣới, điện áp một chiều đầu ra phụ thuộc vào điện áp xoay chiều tại đầu vào.
Khối chỉnh lƣu tích cực (Active line module)
Có khả năng trả năng lƣợng về lƣới, có khả năng cố định điện áp một chiều đầu ra ở dải điện áp đầu vào thấp (< 415V) và hoạt động nhƣ khối chỉnh lƣu thông minh ở dải điện áp cao.
Dải điện áp và chế độ hoạt động cho trong bảng sau:
Chế độ hoạt động ACTIVE SMAR
T AC đầu vào 380-415 416-440 460 48 0 DC đầu ra 1.42 * UL P3510 2 *UL 562-594 621 64 8
Bảng 5.1. Dải điện áp và chế độ hoạt động của chỉnh lƣu tích cực.
Chú ý: Trong c ế đ ACTIVE, giá trị đ ện áp đầu ra được đặt cố định trong tham sốp3510.
50
Một số thông số kỹ thuật của khối chỉnh lƣu tích cực 16KW: Công suất định mức: 16KW
Công suất tái sinh năng lƣợng liên tục: 16KW Điện áp lƣới: 3AC 380 - > 480VAC
Tần số lƣới: 47 - > 63Hz
− Điện áp nuôi mạch điều khiển: 24VDC − Điện áp đầu ra DC: 510 - > 720VDC
Dòng đầu vào định mức ở 400 VAC: 25A Dòng đầu vào ở 380VAC/480VAC: 26/21A
Dòng đẩu ra định mức ở 600VDC: 27A
c) K ố n ịc lưu
Biến đổi dòng điện một chiều từ khối chỉnh lƣu thành dòng xoay chiều để cấp cho động cơ, gồm hai loại:
Khối nghịch lƣu đơn: Chỉ có thể ghép nối với một động cơ Một số thông số của khối nghịch lƣu đơn
loại 3A:
Dòng điện đầu ra: + Dòng định mức: 3A + Dòng Max: 6A
Điện áp đầu ra: (0 - 0.717)VD
Dòng một chiều: 3.6A Điện áp DC: 510 – 720VDC Khối nghịch lƣu kép
Gồm hai khối nghịch lƣu đơn tích hợp trong cùng một vỏ, các đặc điểm chính sau:
Hai đƣờng kết nối với nguồn một chiều từ khối chỉnh lƣu.
Hai đƣờng kết nối nguồn một chiều 24V (cấp cho các thành phần điện tử). Hai đƣờng cấp nguồn xoay chiều đến hai động cơ khác nhau.
51
d) K ố đ ều k ển
Có nhiệm vụ điều khiển khối chỉnh lƣu và khối nghịch lƣu theo phƣơng pháp điều khiển yêu cầu. Khối điều khiển còn có thể kết nối với máy tính để cho ngƣời dùng có thể giám sát và điều khiển hệ thống truyền động điện trên phần mềm chuyên dụng STARTER.
e) Các c uẩn kết nố
DRIVER-CLiQ
Chuẩn kết nối dữ liệu do hãng Siemens phát triển dựa trên chuẩn kết nối Ethernet. Những hệ thống đƣợc tích hợp chuẩn kết nối dữ liệu DRIVER-CLiQ có khả năng tự động đọc thông số của các khối thành phần nhƣ khối chỉnh lƣu, nghịch lƣu, động cơ, encoder..vv.
Cáp dữ liệu của DRIVER-CLiQ đƣợc Siemens thiết kế để hoạt động trong những điều kiện khắc nghiệt của nhà máy với rung động lớn, va chạm mạnh ….
Trong một hệ thống S120 cáp DRIVER-CLiQ đƣợc sử dụng để kết nối từ encoder đến khối nghịch lƣu, kết nối giữa các khối nghịch lƣu, chỉnh lƣu và khối điều khiển.Việc sử dụng chung một chuẩn kết nối dữ liệu làm đơn giản hóa quá trình lắp đặt hệ thống.