西門子直流調速器6RA8013-6DV62-0AA0
直流調速器
直流變頻器與系統(tǒng)模塊

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SINAMICS DC MASTER 變頻器
SINAMICS DC MASTER 系列變頻器包括了DC Converter（直流變頻器）和控制模塊產品。
直流變頻器（DC Converter）包括了用于連接三相供電系統(tǒng)的內置裝置。這些都可用于電樞供電和可變速直流驅動器領域。該裝置的額定直流電流范圍為 15 到 3 000 A，可以通過并聯(lián)直流變頻器進一步提高。
根據(jù)實際應用情況，有針對二象限和四象限運行的裝置。該設備由于集成了參數(shù)化裝置具有自動功能，不需要任何附加設備進行參數(shù)化。所有與開環(huán)和閉環(huán)控制相關的功能，以及所有監(jiān)視和輔助功能都由微處理器系統(tǒng)處理。設定值和實際值可以作為模擬量或數(shù)字量輸入。
SINAMICS DC MASTER Control Module（直流主控制模塊）是SIMOREG CM 的后續(xù)產品，主要用于對直流驅動器進行翻新和更新。
SINAMICS DC MASTER 轉換器現(xiàn)有以下規(guī)格（自通風**到 12*）：

直流變頻器 控制模塊
額定直流電流
A
≤ 30 ≤ 280 ≤ 600 ≤ 850 ≤ 1 200 ≤ 3 000 –
尺寸 (W ×H ×D)
mm
268 × 385 × 221 268 × 385 × 252 268 × 625 × 275 268 × 700 × 311 268 × 785 × 435 453 × 883 × 505 271 × 388 × 253



詳細的尺寸圖見 PDF 文件，可以在 DVD 光盤的目錄 D 23.1 下找到 DXF 格式的文件，或從網(wǎng)站查看http://www.siemens.com/sinamics-dcm（信息材料）。

Benefits
• 使用SINAMICS DC MASTER 系列豐富的產品，所需的培訓時間更少、成本更低、產品使用了**數(shù)量的相同部件。
標準和無縫系列的SINAMICS DC MASTER 裝置可以處理極寬范圍的電流和電壓。該系列設備設計用于連接三相線路供電。此外，該設備還可以連接**額定直流 12* 的單相線路供電。
• 功能和性能方面具有靈活的擴展能力。
產品豐富，有許多選件可以讓直流轉換器**化的滿足客戶需求 - 無論是在技術上還是經濟上。不同的客戶需求，包括接口的類型和數(shù)量以及計算性能和速度都可以通過選擇標準 CUD、** CUD 或者組合使用來準確滿足。
• 由于能夠快速簡單的更換組件，提高了工廠和系統(tǒng)的可用性。
可更換組件的設計使它們能夠實現(xiàn)快速簡單的更換。可以隨時檢查現(xiàn)有的備件，指定設備的序列號。
• 使用帶有圖形化 LCD 和純文本顯示屏的 AOP30 **操作面板上的交互菜單可以方便的進行調試和參數(shù)化，還可以使用STARTER 調試工具進行獲得 PC 支持（見“工具和工程設計”）。
• 在完整的生產過程中，所有組件都會受到**的測試和檢測。這就確保了高度的功能安全性。
• 使用如標準的 PROFIBUS 通訊接口和各種模擬和數(shù)字接口，可將它們輕松集成到自動化解決方案中；

Area of application
直流驅動器技術：高動態(tài)、堅固、經濟**
根據(jù)實際應用情況，直流驅動器經常是價格最有利的驅動器解決方案。在可靠性、操作友好性和運行特性方面有許多優(yōu)點。像過去一樣，在許多工業(yè)領域都有充足的技術和經濟原因仍然使用直流驅動器：
• 價格實惠的四象限運行
• 低速持續(xù)運行
• 即使低速情況下也能保證全轉矩
• 高起動轉矩
• 恒定功率下速度控制范圍寬
• 空間要求低，重量輕
• 可靠性高
直流驅動器的主要應用包括：
• 滾軋機驅動器
• 劃線機
• 擠出機和混捏機
• 壓力機
• 升降機和起重機
• 索道和電梯
• 礦井提升機
• 測試臺驅動器
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Functions
電樞電路上的閉環(huán)控制的功能
速度設定值 速度設定值和附加設定值的來源可以通過進行合適的參數(shù)設置而自由選擇：
• 使用模擬值0 到　10 V、0 到　20 mA, 4 到 20 mA 輸入
• 使用集成的電動電位器
• 使用帶有以下功能的二進制：固定設定值、電動、爬行
• 通過SINAMICS DC MASTER 的串口輸入
• 通過補充模塊輸入
可以實現(xiàn)放縮，因此 ** 設定值（由主設定值和補充設定值形成）相當于**電機速度。
設定值可以通過參數(shù)或連接器輸入限制在最小值和**值之間。此外，在軟件中提供了其它點，例如可以在斜坡函數(shù)發(fā)生器之前或者之后輸入補充設定值。可以使用二進制選擇“設定值啟用功能”。在可參數(shù)化濾波器功能（PT1 元件）之后，總設定值會傳輸給速度控制器的設定值輸入。在這種情況下，斜坡函數(shù)發(fā)生器也會**。
實際速度 可以選擇四個來源之一作為速度的實際值信號。
• 模擬轉速計
**速時轉速計的電壓可能在8 到 270 V 之間。可以使用參數(shù)對此電壓進行調整。
• 脈沖編碼器
脈沖編碼器型號、每轉的脈沖數(shù)和**速度可以使用參數(shù)設置。**差分電壓 27V 的編碼器信號（對稱：帶有附加的反相軌；非對稱：相當于地）可以由評估電子裝置進行處理。

通過參數(shù)選擇編碼器的額定電壓（5 或 15V）。脈沖編碼器的電源為額定 15V 的可以從直流變頻器獲得。
5V 編碼器需要外部電源供電。脈沖編碼器從三個軌上進行評估：軌道 1、軌道 2 和零標志。但是，帶有零標志的脈沖編碼器也可以使用。可以使用零標志感測位置的實際值。編碼器脈沖的**頻率可以為 300kHz。推薦使用最少每轉 1024 個脈沖的脈沖編碼器（以便在低速下實現(xiàn)平滑運行）。
• 沒有轉速計而使用 EMF 控制運行
速度的實際值編碼器不需要閉環(huán) EMF 控制。在這種情況下，此設備的輸出值在直流變頻器內測量。測得的電樞電壓通過電機上的內部壓降補償（IR 補償）。補償?shù)牡燃壴陔娏骺刂破鲀?yōu)化運行時自動確定。這種控制方法的準確度（由電機電樞電路電阻內的溫度相關變化定義）大約為 5%。我們推薦當電機運行在溫暖的環(huán)境下時，重復進行電流控制器優(yōu)化運行，以獲得較高的精確度。如果對精確度要求很高，而且不能安裝編碼器，且電機需要運行在電樞電壓控制范圍內，可以使用閉環(huán) EMF 控制。

注意：在此模式下，無法進行 EMF 相關的弱磁。
• 可自由選擇速度實際值信號
在這種模式下，任何連接器編號都可以選擇作為速度實際值信號。如果速度實際值感測實現(xiàn)在了一個輔助技術模塊上，就特別應該選擇此設置。

在速度實際值傳輸給速度控制器之前，可以使用一個參數(shù)化的平滑元件（PT1 元件）和兩個可調帶組濾波器進行平滑。帶組濾波器主要用于過濾掉由機械諧振引起的諧振頻率。諧振頻率和濾波器品質因數(shù)可以設置。
斜坡函數(shù)發(fā)生器 當在設定值輸入上引入了一個階躍變化時，斜坡函數(shù)發(fā)生器會采用恒定的上升率改變信號的設定值。斜坡上升時間和斜坡下降時間可以獨立的進行選擇。此外，斜坡函數(shù)發(fā)生器在斜坡時間開始結束時會有起始和結束舍位（加速限制）。
任何時候斜坡發(fā)生器都可以獨立設置。
對于斜坡發(fā)生器倍數(shù)有三個參數(shù)可以設置；可以通過二元選擇輸入或串口（通過binector）進行選擇。斜坡函數(shù)發(fā)生器參數(shù)可以在運行中切換。此外，通過一個連接器可以對參數(shù)組 1 的值應用倍增系數(shù)（通過一個連接器修改斜坡函數(shù)發(fā)生器數(shù)據(jù)）。在輸入斜坡函數(shù)發(fā)生器倍數(shù)為 0 時，速度設定值直接從速度控制器輸入。
速度控制器 速度控制器會對設定值和實際速度值進行對比，如果有偏差，就在電流控制器中輸入一個合適電流設定值（原則：使用更低等級的電流控制器控制速度）。速度控制器被實現(xiàn)成了帶有附加 D 組件（可以選擇）的 PI 控制器。此外，可開關的下降功能可以參數(shù)化。所有的控制器參數(shù)都可以獨立調整。Kp（增益）值可以根據(jù)連接器的信號（內部或外部）調整。
在這種情況下，速度控制器的 P 增益可以根據(jù)實際速度值、實際電流值、設定值-實際值的距離或卷筒直徑調整。可以進行預控制，以便在速度控制環(huán)路上實現(xiàn)高動態(tài)性能。為了實現(xiàn)此目的，例如根據(jù)摩擦和驅動器的慣性運動，在速度控制器之后可以增加一個轉矩控制信號。摩擦和慣性運動補償使用自動優(yōu)化運行來決定。
速度控制器的輸出量可以在啟用了該控制器后直接通過參數(shù)來調整。
根據(jù)參數(shù)化，可以將速度控制器旁路掉，并通過閉環(huán)轉矩或電流控制來控制變頻器。而且，還可以使用“前導/隨動轉換”選擇功能在運行過程中在速度控制/轉矩控制之間切換。該功能可以使用一個二元用戶分配端子或串口選擇作為二進制。轉矩設定值通過可選擇連接器輸入，因此可以來自模擬用戶可分配端子或串口。
在隨后的驅動器狀態(tài)中會**一個限制控制器（轉矩或電流控制運行）。在這種情況下，根據(jù)速度限制（可以使用參數(shù)選擇），限制控制器可以干預控制，以防止驅動器以不受控的方式加速。進行干預時，驅動器速度會被限制在一個可調偏差內。
轉矩限制 速度控制器的輸出根據(jù)參數(shù)化的情況可以表達轉矩設定值或者電流設定值。在轉矩受控運行時，速度控制器輸出使用機器通量 ϕ 進行了加權，并傳輸給電流限制級作為電流設定值。轉矩控制主要應用在弱磁運行中，以便獨立于速度限制**電機轉矩。
現(xiàn)有以下功能：
• 使用參數(shù)獨立設置正向和負向轉矩限制。
• 使用二進制作為一個可參數(shù)化轉換速度的功能來轉換轉矩限制。
• 通過連接器信號自由輸入轉矩限制，例如通過模擬輸入或串口。
**的指定量應始終能夠**的用作實際轉矩限制使用。可以在轉矩限制之后增加附加轉矩設定值。
限流功能 在使用了轉矩限制之后可以調整限流以保護變頻器和電機。**的指定量應始終能夠**的用作實際限流值。
可以設置成以下限流值：
• 使用參數(shù)獨立設置正向和反向限流值（**電機電流設置）。
• 使用連接器自由輸入限流值，例如從模擬輸入或串口。
• 使用參數(shù)分別設置用于停機和快速停機的限流值。
• 速度相關限流：高速下自動啟動限流值速度相關下降可以參數(shù)化（電機的通訊限制曲線）。
I2t 電源部分的監(jiān)控：計算晶閘管的熱態(tài)用于所有當前值。達到晶閘管限制溫度時，裝置會按照參數(shù)設置的功能做出響應，即變頻器電流會下降到額定直流電流，或裝置會關機并發(fā)出故障信息。該功能用于保護晶閘管。
電流控制器 電流控制器實現(xiàn)成了 PI 控制器，具有 P 增益和積分時間參數(shù)，兩個參數(shù)可以獨立設置。P 和 I 分量還可以停用（純 P 控制器或純 I 控制器）。實際電流值使用三相側的電流互感器來感測，并通過一個負載電阻和模數(shù)轉換之后的整流饋送給電流控制器。變頻器相關電流的分辨率是 10 位。限流輸出用于電流設定值。
電流控制器輸出會把觸發(fā)角傳輸給選通裝置 - 預控制功能同時**。
預控制 電流控制環(huán)上的預控制可以提高閉環(huán)控制的動態(tài)性能。這允許在電流控制環(huán)上有 6 到 9ms 的上升時間。預控制的**性取決于電流設定值和電機的 EMF，確保了（對于間歇和連續(xù)電流或當轉矩方向反向時）所需的觸發(fā)角能夠作為設定值快速的傳輸給選通裝置。
自動倒車模塊 與電流控制環(huán)相結合，自動倒車模塊（僅適用于帶有四象限驅動器的裝置）可以確保改變轉矩方向所需的所有運行和過程的邏輯序列。轉矩方向還可以在需要通過參數(shù)停用。
選通裝置 選通裝置為與線路供電電壓同步的電源部分晶閘管生成觸發(fā)脈沖。同步與速度和電子器件供電無關，在電源部分感測。觸發(fā)脈沖的時序由電流控制器和預控制的輸出值限定。可以用參數(shù)設置觸發(fā)角度限制。
在 45 到 65 Hz 頻率范圍上，選通裝置會自動適應實際工頻。
勵磁電路上的閉環(huán)控制功能
EMF 控制器 EMF 控制器會對 EMF（感應電機電壓）的設定值和實際值進行對比，并為勵磁電流控制器輸入設定值。因此，這允許弱磁控制，其取決于 EMF。
EMF 控制器的作用就像 PI 控制器；P 分量和 I 分量可以獨立調整，而且控制器可以作為純 P 控制器或純 I 控制器運行。預控制功能與 EMF 控制器同時運行。根據(jù)速度，它會用一個自動記錄的勵磁特性（也稱為優(yōu)化運行）預控制勵磁電流設定值。在 EMF 控制器之后有一個增加點，可以通過連接器、模擬輸入或串口輸入輔助勵磁電流設定值。然后極限值就可以對勵磁電流設定值生效了。在這種情況下，勵磁電流設定值可以限制在**值和最小值，這兩個值可以獨立設置。限制值使用參數(shù)和連接器實現(xiàn)。最小值對于上限，或**值對于下限**。
勵磁電流控制器 勵磁電流控制器是一個 PI 控制器 - 其中 Kp 及 Tn 可以獨立設置它還可以作為純 P 或純 I 控制器運行。預控制功能與勵磁電流控制器同時運行。其作為電流設定值和線路供電電壓的函數(shù)計算和設置用于勵磁電路的觸發(fā)角度。預控制支持電流控制器，可以確保勵磁電路具有適當?shù)膭討B(tài)性能。
選通裝置 選通裝置為與位于勵磁電路線路供電電壓同步的電源部分晶閘管生成觸發(fā)脈沖。同步在電源部分檢測，因此與電子器件的電源無關。觸發(fā)脈沖的時序由電流控制器和預控制的輸出值限定。可以用參數(shù)設置觸發(fā)角度限制。在 45 到 65 Hz 頻率范圍上，選通裝置會自動適應實際線路供電電壓。
驅動器組件之間的通訊
DRIVE-CLiQ SINAMICS 組件之間的通訊使用標準的內部 SINAMICS 接口 DRIVE-CLiQ（Drive Component Link with IQ的縮寫，使用 IQ 連接驅動器組件）實現(xiàn)。這就把控制裝置與所連接的驅動器組件（例如直流變頻器、終端模塊等）進行了耦合。
DRIVE-CLiQ 可以為所有 SINAMICS 驅動器提供標準數(shù)字接口。這就使驅動器功能可以實現(xiàn)模塊化，并因此為提高了定制解決方案的靈活性（允許電源和智能性分開處理）。
DRIVE-CLiQ 硬件基于工業(yè)以太網(wǎng)標準，使用雙絞線。DRIVE-CLiQ線路可以提供發(fā)送和接收信號功能，以及 24V 供電。
設定值和實際值、控制命令、狀態(tài)反饋信號和驅動器組件的電子額定銘牌數(shù)據(jù)都通過 DRIVE-CLiQ 傳輸。DRIVE-CLiQ 電纜必須使用原裝的西門子電纜。由于具有特殊的傳輸和阻尼特性，只有這些電纜能夠確保系統(tǒng)功能良好。
SINAMICS Link SINAMICS Link 使多個控制裝置（2 到 64 個）可以直接交換數(shù)據(jù)。不需要更高等級的主設備。
以下控制裝置支持 SINAMICS Link：
• CU320-2
• ** CUD
為了使用 SINAMICS Link，所有的控制裝置都必須配備 CBE20 通訊板（選件 G20）。
此外，** CUD 還需要一塊存儲卡（選件 S01、S02）。通訊可以是同步（僅 CU320-2）或非同步的，也可以是兩者的組合形式。每個參與的裝置都可以發(fā)送和接收最多 16 個過程數(shù)據(jù)字。
例如，SINAMICS Link 可以用于以下應用：
• n 個驅動器的轉矩分配
• n 個驅動器的設定值級聯(lián)
• 通過物料網(wǎng)耦合的驅動器的負載分配
• 饋入裝置的主/從功能
• SINAMICS 裝置之間的耦合



概況，閉環(huán)控制結構

單相運行
對于** 12* 和** 575 V交流的直流變頻器，該裝置的功能全都完整可用，甚至在只通過兩根導線供電時。

這就意味著，例如在改裝項目中，具有單相連接的變頻器可以集成到**進的通訊設計中（TIA），而無需對現(xiàn)有的機器或工廠進行任何修改。
該裝置通過接線端 1U1 和 1W1 連接線路供電。必須提供一個單相換相電抗器或具有 4 % uk 的變壓器，其只能提供所需的直流變換器。
換相電抗器和變壓器應該根據(jù)電樞電路的額定電機電流選擇。
在這個 B2 電路中，線電流等于電樞電路中的直流電流。所有其它線路側驅動器組件都應該根據(jù)這個值確定規(guī)格。
此外，由于與六脈沖運行相比具有更高的電流紋波，在直流電路中必須提供一個平波電抗器。在確定平波電抗器規(guī)格時，請聯(lián)絡電機制造商。
三相變頻器單相運行時的相關數(shù)據(jù)見直流轉換器部分的“技術規(guī)格”章節(jié)。（與三相運行相比，額定直流電流必須考慮一個 0.7 的降額因數(shù)。）
單相運行的額定輸出電壓
線路供電 單相運行的額定輸出電壓
二象限運行 四象限運行
V V V
230 180 160
400 320 280
480 385 335
575 460 400
•