2013 SINAMICS

SINAMICS S120 High Frequency Drive Systemhandbuch · 01/2013 SINAMICS High Frequency Drive ___________________ Vorwort Grundlegende 1 ___________...
Author: Gottlob Bäcker
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SINAMICS S120 High Frequency Drive Systemhandbuch · 01/2013

SINAMICS

High Frequency Drive

___________________ Vorwort Grundlegende 1 ___________________ Sicherheitshinweise

SINAMICS S120 High Frequency Drive

2 ___________________ Systemübersicht Netzanschaltung High 3 ___________________ Frequency Modules

4 ___________________ High Frequency Modules Voltage Protection Module 5 ___________________ (VPM)

Systemhandbuch

6 ___________________ Braking Modules 7 ___________________ Bremswiderstände Control Supply Module 8 ___________________ (CSM)

9 ___________________ Zwischenkreisadapter 10 ___________________ Projektierung 11 ___________________ Schaltschrankbau und EMV 12 ___________________ Service und Wartung A ___________________ Anhang A Gültig ab: Firmware-Version 4.5

01/2013 6SL3097-4AH10-0AP2

Rechtliche Hinweise Warnhinweiskonzept Dieses Handbuch enthält Hinweise, die Sie zu Ihrer persönlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung von Sachschäden beachten müssen. Die Hinweise zu Ihrer persönlichen Sicherheit sind durch ein Warndreieck hervorgehoben, Hinweise zu alleinigen Sachschäden stehen ohne Warndreieck. Je nach Gefährdungsstufe werden die Warnhinweise in abnehmender Reihenfolge wie folgt dargestellt. GEFAHR bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten wird, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. WARNUNG bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. VORSICHT bedeutet, dass eine leichte Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. ACHTUNG bedeutet, dass Sachschaden eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. Beim Auftreten mehrerer Gefährdungsstufen wird immer der Warnhinweis zur jeweils höchsten Stufe verwendet. Wenn in einem Warnhinweis mit dem Warndreieck vor Personenschäden gewarnt wird, dann kann im selben Warnhinweis zusätzlich eine Warnung vor Sachschäden angefügt sein.

Qualifiziertes Personal Das zu dieser Dokumentation zugehörige Produkt/System darf nur von für die jeweilige Aufgabenstellung qualifiziertem Personal gehandhabt werden unter Beachtung der für die jeweilige Aufgabenstellung zugehörigen Dokumentation, insbesondere der darin enthaltenen Sicherheits- und Warnhinweise. Qualifiziertes Personal ist auf Grund seiner Ausbildung und Erfahrung befähigt, im Umgang mit diesen Produkten/Systemen Risiken zu erkennen und mögliche Gefährdungen zu vermeiden.

Bestimmungsgemäßer Gebrauch von Siemens-Produkten Beachten Sie Folgendes: WARNUNG Siemens-Produkte dürfen nur für die im Katalog und in der zugehörigen technischen Dokumentation vorgesehenen Einsatzfälle verwendet werden. Falls Fremdprodukte und -komponenten zum Einsatz kommen, müssen diese von Siemens empfohlen bzw. zugelassen sein. Der einwandfreie und sichere Betrieb der Produkte setzt sachgemäßen Transport, sachgemäße Lagerung, Aufstellung, Montage, Installation, Inbetriebnahme, Bedienung und Instandhaltung voraus. Die zulässigen Umgebungsbedingungen müssen eingehalten werden. Hinweise in den zugehörigen Dokumentationen müssen beachtet werden.

Marken Alle mit dem Schutzrechtsvermerk ® gekennzeichneten Bezeichnungen sind eingetragene Marken der Siemens AG. Die übrigen Bezeichnungen in dieser Schrift können Marken sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.

Haftungsausschluss Wir haben den Inhalt der Druckschrift auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard- und Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so dass wir für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die Angaben in dieser Druckschrift werden regelmäßig überprüft, notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten.

Siemens AG Industry Sector Postfach 48 48 90026 NÜRNBERG DEUTSCHLAND

Dokumentbestellnummer: 6SL3097-4AH10-0AP2 Ⓟ 12/2012 Änderungen vorbehalten

Copyright © Siemens AG 2012 - 2013. Alle Rechte vorbehalten

Vorwort SINAMICS-Dokumentation Die SINAMICS-Dokumentation ist in folgende Kategorien gegliedert: ● Allgemeine Dokumentation/Kataloge ● Anwender-Dokumentation ● Hersteller/Service-Dokumentation

Weiterführende Informationen Unter folgendem Link finden Sie Informationen zu den Themen: ● Dokumentation bestellen / Druckschriftenübersicht ● Weiterführende Links für den Download von Dokumenten ● Dokumentation online nutzen (Handbücher/Informationen finden und durchsuchen) http://www.siemens.com/motioncontrol/docu Bei Fragen zur technischen Dokumentation (z. B. Anregungen, Korrekturen) senden Sie bitte eine E-Mail an folgende Adresse: [email protected]

My Documentation Manager Unter folgendem Link finden Sie Informationen, wie Sie Dokumentation auf Basis der Siemens Inhalte individuell zusammenstellen und für die eigene Maschinendokumentation anpassen: http://www.siemens.com/mdm

Training Unter folgendem Link finden Sie Informationen zu SITRAIN - dem Training von Siemens für Produkte, Systeme und Lösungen der Automatisierungstechnik: http://www.siemens.com/sitrain

FAQs Frequently Asked Questions finden Sie in den Service&Support-Seiten unter Produkt Support: http://support.automation.siemens.com

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Vorwort

SINAMICS Informationen zu SINAMICS finden Sie unter: http://www.siemens.com/sinamics

Nutzungsphasen und ihre verfügbaren Tools/Dokumente Tabelle 1

Nutzungsphasen und ihre verfügbaren Tools/Dokumente

Nutzungsphase

Tools

Orientieren

SINAMICS S Vertriebliche Unterlagen

Planen/Projektieren



Projektierungs-Tool SIZER



Projektierungshandbücher Motoren

Entscheiden/Bestellen

SINAMICS S Kataloge

Aufbauen/Montage



SINAMICS S120 Gerätehandbuch Control Units und ergänzende Systemkomponenten

Inbetriebsetzen

Nutzen/Betreiben Instandhalten/Service Literaturverzeichnis



SINAMICS S120 Gerätehandbuch Leistungsteile Booksize



SINAMICS S120 Gerätehandbuch Leistungsteile Chassis



MOTION CONTROL Projektierungshandbuch EMV-Aufbaurichtlinie / Grundlegende Systemanforderungen



Inbetriebnahme-Tool STARTER



SINAMICS S120 Getting Started



SINAMICS S120 Inbetriebnahmehandbuch



SINAMICS S120 Inbetriebnahmehandbuch CANopen



SINAMICS S120 Funktionshandbuch



SINAMICS S120 Funktionshandbuch Safety Integrated



SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch



SINAMICS S120 Inbetriebnahmehandbuch



SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch



SINAMICS S120 Inbetriebnahmehandbuch



SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch



SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch

Zielgruppe Die vorliegende Dokumentation wendet sich an autorisierte Personen, z. B. Maschinenhersteller, Inbetriebnehmer und Servicepersonal, die das Antriebssystem SINAMICS einsetzen, montieren, inbetriebsetzen und instandhalten.

Nutzen Dieses Handbuch vermittelt die für die Inbetriebnahme und den Service von SINAMICS S120 benötigten Informationen, Vorgehensweisen und Bedienhandlungen.

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Vorwort

Standardumfang Der Umfang der in der vorliegenden Dokumentation beschriebenen Funktionalitäten kann vom Umfang der Funktionalitäten des gelieferten Antriebssystems abweichen. ● Es können im Antriebssystem weitere, in dieser Dokumentation nicht erläuterte Funktionen ablauffähig sein. Es besteht jedoch kein Anspruch auf diese Funktionen bei der Neulieferung bzw. im Servicefall. ● Es können in der Dokumentation Funktionen beschrieben sein, die in einer Produktausprägung des Antriebssystems nicht verfügbar sind. Die Funktionalitäten des gelieferten Antriebssystems sind ausschließlich den Bestellunterlagen zu entnehmen. ● Ergänzungen oder Änderungen, die durch den Maschinenhersteller vorgenommen werden, müssen auch vom Maschinenhersteller dokumentiert werden. Ebenso enthält diese Dokumentation aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht sämtliche Detailinformationen zu allen Typen des Produkts. Diese Dokumentation kann auch nicht jeden denkbaren Fall der Aufstellung, des Betriebes und der Instandhaltung berücksichtigen.

Technical Support Landesspezifische Telefonnummern für technische Beratung finden Sie im Internet unter Kontakt: http://www.siemens.com/automation/service&support

EG-Konformitätserklärungen Die EG-Konformitätserklärung zur EMV-Richtlinie finden Sie im Internet unter: http://support.automation.siemens.com Geben Sie dort als Suchbegriff die Nummer 15257461 ein oder kontaktieren Sie die Siemens-Geschäftsstelle in Ihrer Region. Die EG-Konformitätserklärung zur Niederspannungs-Richtlinie finden Sie im Internet unter: http://support.automation.siemens.com Geben Sie dort als Suchbegriff die Nummer 22383669 ein. Hinweis SINAMICS S Geräte erfüllen im betriebsmäßigen Zustand und in trockenen Betriebsräumen die Niederspannungs-Richtlinie 2006/95/EG. Hinweis SINAMICS S Geräte erfüllen in der Konfiguration, die in der zugehörenden EGKonformitätserklärung zur EMV angegeben ist sowie unter Beachtung des Projektierungshandbuchs EMV-Aufbaurichtlinie mit der Bestellnummer 6FC5297-0AD300⃞P⃞, die EMV-Richtlinie 2004/108/EG.

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Vorwort

Hinweis Das Systemhandbuch beschreibt einen Sollzustand, dessen Einhaltung den gewünschten zuverlässigen Betrieb und die Einhaltung von EMV-Grenzwerten sicherstellt. Bei Abweichungen von den Anforderungen des Systemhandbuchs ist durch geeignete Maßnahmen wie z. B. Messungen sicherzustellen bzw. nachzuweisen, dass der gewünschte zuverlässige Betrieb und die Einhaltung von EMV-Grenzwerten sichergestellt sind.

EMV-Grenzwerte in Südkorea

Die für Korea einzuhaltenden EMV-Grenzwerte entsprechen den Grenzwerten der EMVProduktnorm für drehzahlveränderbare elektrische Antriebe EN 61800-3 der Kategorie C2 bzw. der Grenzwertklasse A, Gruppe 1 nach EN 55011. Mit geeigneten Zusatzmaßnahmen werden die Grenzwerte nach Kategorie C2 bzw. nach Grenzwertklasse A, Gruppe 1 eingehalten. Dazu können zusätzliche Maßnahmen wie z. B. der Einsatz eines zusätzlichen Funk-Entstörfilters (EMV-Filter) notwendig sein. Darüber hinaus sind Maßnahmen für einen ordnungsgemäßen EMV-gerechten Aufbau der Anlage ausführlich in diesem Handbuch bzw. im Projektierungshandbuch EMVAufbaurichtlinie beschrieben. Es ist zu beachten, dass letztendlich immer das am Gerät vorhandene Label für eine Aussage zur Normeneinhaltung ausschlaggebend ist.

Ersatzteile Ersatzteile finden Sie im Internet unter: http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/16612315

Prüfbescheinigungen Die Safety Integrated Funktionen von SINAMICS Komponenten werden in der Regel von unabhängigen Instituten zertifiziert. Eine Liste der jeweils aktuell bereits zertifizierten Komponenten ist auf Anfrage in Ihrer Siemens-Niederlassung erhältlich. Bei Fragen zu aktuell noch nicht abgeschlossenen Zertifizierungen wenden Sie sich bitte an Ihren Siemens Ansprechpartner.

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Vorwort

Symbol-Erklärung Tabelle 2

Symbole Symbol

Bedeutung Schutzerde (PE)

Masse (z. B. M 24 V)

Funktionserde Potenzialausgleich

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

7

Vorwort

High Frequency Drive

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Inhaltsverzeichnis Vorwort ...................................................................................................................................................... 3 1

2

Grundlegende Sicherheitshinweise ......................................................................................................... 15 1.1

Allgemeine Sicherheitshinweise ..................................................................................................15

1.2

Sicherheitshinweise zu elektromagnetischen Feldern (EMF)......................................................17

1.3

Umgang mit Elektrostatisch Gefährdeten Bauelementen (EGB).................................................18

1.4

Restrisiken von Antriebssystemen (Power Drive Systems).........................................................19

Systemübersicht ...................................................................................................................................... 21 2.1

Komponenten SINAMICS S120 High Frequency Drive...............................................................21

2.2

Übersicht ......................................................................................................................................22

2.3

Systemdaten ................................................................................................................................23

3

Netzanschaltung High Frequency Modules ............................................................................................. 25

4

High Frequency Modules......................................................................................................................... 27 4.1

Einleitung .....................................................................................................................................27

4.2

Sicherheitshinweise für High Frequency Modules.......................................................................30

4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.2.1 4.3.2.2 4.3.2.3 4.3.2.4 4.3.2.5 4.3.3 4.3.4

HF Motor Module .........................................................................................................................32 Beschreibung ...............................................................................................................................32 Schnittstellen................................................................................................................................33 Übersicht ......................................................................................................................................33 X21 EP-Klemme/Temperatursensor Motor Module.....................................................................34 X200-X202 DRIVE-CLiQ-Schnittstellen.......................................................................................35 Schutzleiteranschluss ..................................................................................................................36 Stromschienen .............................................................................................................................36 Bedeutung der LEDs....................................................................................................................37 Maßbild ........................................................................................................................................38

4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.2.1 4.4.2.2 4.4.2.3 4.4.2.4 4.4.2.5 4.4.2.6 4.4.2.7 4.4.3 4.4.3.1 4.4.3.2 4.4.3.3 4.4.3.4

HF Sine Filter Module ..................................................................................................................39 Beschreibung ...............................................................................................................................39 Schnittstellen HF Choke Module..................................................................................................40 Übersicht ......................................................................................................................................40 X21 Ausgänge für Temperaturüberwachung...............................................................................41 X22 Lüftersteuerung für Inbetriebnahme .....................................................................................41 Anschluss Voltage Protection Module .........................................................................................42 Motoranschluss ............................................................................................................................43 Schutzleiteranschlüsse für die Erdungsschiene ..........................................................................43 Stromschienen .............................................................................................................................44 Schnittstellen HF Damping Module .............................................................................................45 Übersicht ......................................................................................................................................45 X21 Eingänge für Temperaturüberwachung................................................................................46 X200-X203 DRIVE-CLiQ-Schnittstellen.......................................................................................46 Stromschienen .............................................................................................................................47

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

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Inhaltsverzeichnis

5

6

4.4.4 4.4.5 4.4.5.1 4.4.5.2

Bedeutung der LEDs................................................................................................................... 47 Maßbilder .................................................................................................................................... 49 HF Choke Modules ..................................................................................................................... 49 HF Damping Modules ................................................................................................................. 50

4.5

Montage ...................................................................................................................................... 51

4.6 4.6.1 4.6.2 4.6.3

Elektrischer Anschluss ................................................................................................................ 58 Anschluss der Zwischenkreisschienen und 24-V-Schienen ....................................................... 58 Verbindung der Stromschienen .................................................................................................. 59 Schutzleiterverbindung der HF-Module ...................................................................................... 60

4.7 4.7.1 4.7.2

Anschlussbeispiele...................................................................................................................... 62 High Frequency Drive mit Komponenten der Bauform Booksize ............................................... 62 High Frequency Drive mit Komponenten der Bauform Chassis ................................................. 64

4.8 4.8.1

Technische Daten ....................................................................................................................... 65 Kennlinien.................................................................................................................................... 66

Voltage Protection Module (VPM)............................................................................................................ 71 5.1

Beschreibung .............................................................................................................................. 71

5.2

Sicherheitshinweise für Voltage Protection Modules.................................................................. 72

5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3

Schnittstellen............................................................................................................................... 74 Übersicht ..................................................................................................................................... 74 X3 Meldekontakt ......................................................................................................................... 74 Anschlussschienen U, V, W, PE ................................................................................................. 75

5.4

Anschlussbeispiel........................................................................................................................ 76

5.5

Maßbild........................................................................................................................................ 78

5.6

Montage ...................................................................................................................................... 79

5.7 5.7.1

Elektrischer Anschluss ................................................................................................................ 80 Anschluss Meldekontakt X3 ........................................................................................................ 81

5.8

Technische Daten ....................................................................................................................... 82

Braking Modules ...................................................................................................................................... 83 6.1 6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.3.1 6.1.3.2 6.1.3.3 6.1.4 6.1.5 6.1.6 6.1.7 6.1.8 6.1.8.1 6.1.9

Braking Module Booksize............................................................................................................ 83 Beschreibung .............................................................................................................................. 83 Sicherheitshinweise für Braking Modules Booksize ................................................................... 84 Schnittstellenbeschreibung ......................................................................................................... 85 Übersicht ..................................................................................................................................... 85 X1 Anschluss Bremswiderstand ................................................................................................. 86 X21 Digitaleingänge/-ausgänge.................................................................................................. 87 Anschlussbeispiel........................................................................................................................ 88 Bedeutung der LEDs................................................................................................................... 89 Maßbild........................................................................................................................................ 90 Montage ...................................................................................................................................... 91 Technische Daten ....................................................................................................................... 92 Kennlinien.................................................................................................................................... 92 Hinweise zur Projektierung ......................................................................................................... 93

6.2 6.2.1

Braking Module Booksize Compact ............................................................................................ 94 Beschreibung .............................................................................................................................. 94

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Inhaltsverzeichnis

6.2.2 6.2.3 6.2.3.1 6.2.3.2 6.2.3.3 6.2.3.4 6.2.3.5 6.2.4 6.2.5 6.2.6 6.2.7 6.2.8 6.2.8.1 6.2.9 7

8

9

Sicherheitshinweise für Braking Modules Booksize Compact.....................................................96 Schnittstellenbeschreibung ..........................................................................................................97 Übersicht ......................................................................................................................................97 X1 Anschluss Bremswiderstand ..................................................................................................98 X21 Digitaleingänge/-ausgänge...................................................................................................99 X22 Digitalausgang/Temperaturschalter ...................................................................................100 DIP-Schalter...............................................................................................................................101 Anschlussbeispiele ....................................................................................................................102 Bedeutung der LEDs am Braking Module Booksize Compact ..................................................104 Maßbild ......................................................................................................................................105 Montage .....................................................................................................................................106 Technische Daten ......................................................................................................................108 Kennlinien ..................................................................................................................................109 Hinweise zur Projektierung ........................................................................................................111

Bremswiderstände ................................................................................................................................. 113 7.1

Beschreibung .............................................................................................................................113

7.2

Sicherheitshinweise für Bremswiderstände ...............................................................................114

7.3

Maßbilder ...................................................................................................................................115

7.4 7.4.1

Technische Daten ......................................................................................................................120 Kennlinien ..................................................................................................................................121

Control Supply Module (CSM) ............................................................................................................... 123 8.1

Beschreibung .............................................................................................................................123

8.2

Sicherheitshinweise für Control Supply Modules.......................................................................124

8.3 8.3.1 8.3.2 8.3.3 8.3.4 8.3.5

Schnittstellenbeschreibung ........................................................................................................125 Übersicht ....................................................................................................................................125 X1 Netzanschluss ......................................................................................................................126 X21 Meldekontakt ......................................................................................................................126 X24 24-V-Klemmenadapter .......................................................................................................127 S1 DIP-Schalter .........................................................................................................................128

8.4 8.4.1 8.4.2

Anschlussbeispiele ....................................................................................................................129 Allgemeines................................................................................................................................129 Einzelbetrieb ..............................................................................................................................130

8.5

Bedeutung der LEDs..................................................................................................................131

8.6

Maßbild ......................................................................................................................................132

8.7

Montage .....................................................................................................................................133

8.8 8.8.1

Technische Daten ......................................................................................................................134 Kennlinien ..................................................................................................................................135

Zwischenkreisadapter............................................................................................................................ 137 9.1

Beschreibung .............................................................................................................................137

9.2

Sicherheitshinweise für Zwischenkreisadapter..........................................................................137

9.3 9.3.1 9.3.2

Schnittstellenbeschreibung ........................................................................................................138 Übersicht ....................................................................................................................................138 Zwischenkreisanschluss ............................................................................................................138

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

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Inhaltsverzeichnis

10

11

12

9.4

Maßbild...................................................................................................................................... 139

9.5

Montage .................................................................................................................................... 140

9.6

Elektrischer Anschluss .............................................................................................................. 141

9.7

Technische Daten ..................................................................................................................... 142

Projektierung ......................................................................................................................................... 143 10.1 10.1.1 10.1.2 10.1.3

Funktionsmerkmale................................................................................................................... 143 Drehzahlbegrenzung................................................................................................................. 143 Stern-Dreieck- oder Motor-Umschaltung .................................................................................. 146 Pollage-Identifikation................................................................................................................. 147

10.2 10.2.1 10.2.2 10.2.3 10.2.4

Inbetriebnahme-Voraussetzungen............................................................................................ 147 Checklisten................................................................................................................................ 147 Topologieregeln für DRIVE-CLiQ.............................................................................................. 147 DRIVE-CLiQ-Topologie am High Frequency Drive................................................................... 148 DRIVE-CLiQ-Topologie am HF-Verband .................................................................................. 150

10.3 10.3.1 10.3.2 10.3.3

Inbetriebnahme mit SINUMERIK Operate ................................................................................ 152 Voraussetzungen ...................................................................................................................... 152 Ablauf ........................................................................................................................................ 152 Anzeigen der Konfiguration/Topologie...................................................................................... 153

10.4

Übersicht wichtiger Parameter .................................................................................................. 156

10.5

Warn- und Störmeldungen ........................................................................................................ 156

10.6

Sicherheitsrelevante Funktionen............................................................................................... 156

Schaltschrankbau und EMV................................................................................................................... 157 11.1

Allgemeines............................................................................................................................... 157

11.2

Sicherheitshinweise für den Schaltschrankbau ........................................................................ 157

11.3 11.3.1 11.3.2 11.3.3 11.3.4

Versorgung DC 24 V ................................................................................................................. 158 Allgemeines............................................................................................................................... 158 24-V-Versorgung und Verbindung der Komponenten .............................................................. 159 Typische 24-V-Stromaufnahme der Komponenten .................................................................. 160 Auswahl der Stromversorgungsgeräte...................................................................................... 161

11.4 11.4.1 11.4.2

Verbindungstechnik................................................................................................................... 162 Anschließbare Leiterquerschnitte für Netz- und Leistungsleitungen der BooksizeKomponenten............................................................................................................................ 162 Schraubklemmen ...................................................................................................................... 163

11.5

Schutzverbindungen und Potenzialausgleich ........................................................................... 163

11.6

Anordnung der Geräte .............................................................................................................. 166

11.7

Kühlkreislauf und Kühlmitteleigenschaften ............................................................................... 166

11.8

Isolationsprüfung....................................................................................................................... 167

Service und Wartung ............................................................................................................................. 169 12.1 12.1.1 12.1.2 12.1.3

Lüftertausch .............................................................................................................................. 169 Sicherheitshinweise für den Lüftertausch ................................................................................. 169 Lüftertausch am HF Choke Module .......................................................................................... 169 Lüftertausch am HF Damping Module ...................................................................................... 171 High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Inhaltsverzeichnis

12.2 A

Recycling und Entsorgung .........................................................................................................172

Anhang A............................................................................................................................................... 173 A.1

Abkürzungsverzeichnis ..............................................................................................................173

Index...................................................................................................................................................... 183

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Inhaltsverzeichnis

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Grundlegende Sicherheitshinweise 1.1

1

Allgemeine Sicherheitshinweise GEFAHR Lebensgefahr durch Berühren unter Spannung stehender Teile Beim Berühren unter Spannung stehender Teile erleiden Sie Tod oder schwere Verletzungen. • Arbeiten Sie an elektrischen Geräten nur, wenn Sie dafür qualifiziert sind. • Halten Sie bei allen Arbeiten die landesspezifischen Sicherheitsregeln ein. Generell gelten sechs Schritte zum Herstellen von Sicherheit: 1. Bereiten Sie das Abschalten vor und informieren Sie Teammitglieder, die von dem Vorgang betroffen sind. 2. Schalten Sie die Maschine spannungsfrei. – Schalten Sie die Maschine ab. – Warten Sie die Entladezeit ab, die auf den Warnschildern genannt ist. – Prüfen Sie die Spannungsfreiheit von Leiter gegen Leiter und Leiter gegen Schutzleiter. – Prüfen Sie, ob vorhandene Hilfsspannungskreise spannungsfrei sind. – Stellen Sie sicher, dass sich Motoren nicht bewegen können. 3. Identifizieren Sie alle weiteren gefährlichen Energiequellen, z. B. Druckluft, Hydraulik oder Wasser. 4. Isolieren oder neutralisieren Sie alle gefährlichen Energiequellen, z. B. durch das Schließen von Schaltern, das Erden oder Kurzschließen oder das Schließen von Ventilen. 5. Sichern Sie die Energiequellen gegen Wiedereinschalten. 6. Vergewissern Sie sich, dass die Maschine völlig verriegelt ist ... und dass Sie die richtige Maschine haben. Nach Abschluss der Arbeiten stellen Sie die Betriebsbereitschaft in umgekehrter Reihenfolge wieder her. WARNUNG Lebensgefahr durch gefährliche Spannung beim Anschluss einer nicht geeigneten Stromversorgung Beim Berühren unter Spannung stehender Teile können Sie im Fehlerfall Tod oder schwere Verletzungen erleiden. • Verwenden Sie für alle Anschlüsse und Klemmen der Elektronikbaugruppen nur Stromversorgungen, die SELV- (Safety Extra Low Voltage) oder PELV- (Protective Extra Low Voltage) Ausgangsspannungen zur Verfügung stellen.

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Grundlegende Sicherheitshinweise 1.1 Allgemeine Sicherheitshinweise

WARNUNG Lebensgefahr durch Berührung unter Spannung stehender Teile bei beschädigten Geräten Unsachgemäße Behandlung von Geräten kann zu deren Beschädigung führen. Bei beschädigten Geräten können gefährliche Spannungen am Gehäuse oder an freiliegenden Bauteilen anliegen. • Halten Sie bei Transport, Lagerung und Betrieb die in den technischen Daten angegebenen Grenzwerte ein. • Verwenden Sie keine beschädigten Geräte. • Schützen Sie die Komponenten gegen leitfähige Verschmutzung, z. B. durch Einbau in einen Schaltschrank mit der Schutzart IP54 nach EN 60529. Unter der Voraussetzung, dass am Aufstellort das Auftreten von leitfähigen Verschmutzungen ausgeschlossen werden kann, ist auch eine entsprechend geringere Schutzart des Schaltschranks zulässig. WARNUNG Gefahr der Brandausbreitung durch unzureichende Gehäuse Durch Feuer und Rauchentwicklung können schwere Personen- oder Sachschäden auftreten. • Bauen Sie Geräte ohne Schutzgehäuse derart in einem Metallschaltschrank ein (bzw. schützen Sie das Gerät durch eine andere gleichwertige Maßnahme), dass der Kontakt mit Feuer innerhalb und außerhalb des Gerätes verhindert wird. WARNUNG Lebensgefahr durch unerwartete Bewegung von Maschinen beim Einsatz mobiler Funkgeräte oder Mobiltelefone Bei Einsatz von mobilen Funkgeräten oder Mobiltelefonen mit einer Sendeleistung > 1 W näher als ca. 2 m an den Komponenten können Funktionsstörungen der Geräte auftreten, die Einfluss auf die funktionale Sicherheit von Maschinen haben und somit Menschen gefährden oder Sachschäden verursachen können. • Schalten Sie Funkgeräte oder Mobiltelefone in unmittelbarer Nähe der Komponenten aus. WARNUNG Brandgefahr des Motors durch Überlastung der Isolation Bei einem Erdschluss in einem IT-Netz entsteht eine höhere Belastung der Motorisolation. Mögliche Folge ist ein Versagen der Isolation mit Personengefährdung durch Rauchentwicklung und Brand. • Verwenden Sie eine Überwachungseinrichtung, die einen Isolationsfehler meldet. • Beseitigen Sie den Fehler so schnell wie möglich, um die Motorisolation nicht zu überlasten.

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Grundlegende Sicherheitshinweise 1.2 Sicherheitshinweise zu elektromagnetischen Feldern (EMF)

WARNUNG Brandgefahr durch Überhitzung bei unzureichenden Lüftungsfreiräumen Unzureichende Lüftungsfreiräume können zu Überhitzung mit Personengefährdung durch Rauchentwicklung und Brand führen. Weiterhin können erhöhte Ausfälle und verkürzte Lebensdauer von Geräten / Systemen auftreten. • Halten Sie unbedingt die für die jeweilige Komponente angegebenen Mindestabstände als Lüftungsfreiräume ein. Diese finden Sie in Maßbildern bzw. in den "Produktspezifischen Sicherheitshinweisen" am Beginn des jeweiligen Kapitels. WARNUNG Lebensgefahr durch elektrischen Schlag bei nicht aufgelegten Leitungsschirmen Durch kapazitive Überkopplung können lebensgefährliche Berührspannungen bei nicht aufgelegten Leitungsschirmen entstehen. • Legen Sie Leitungsschirme und nicht benutzte Adern von Leistungsleitungen (z. B. Bremsadern) mindestens einseitig auf geerdetes Gehäusepotenzial auf.

1.2

Sicherheitshinweise zu elektromagnetischen Feldern (EMF) WARNUNG Lebensgefahr durch elektromagnetische Felder Anlagen der elektrischen Energietechnik, z. B. Transformatoren, Umrichter, Motoren erzeugen beim Betrieb Elektromagnetische Felder (EMF). Dadurch sind insbesondere Personen mit Herzschrittmachern oder Implantaten gefährdet, die sich in unmittelbarer Nähe der Geräte/Systeme aufhalten. • Halten Sie mindestens 2 m Abstand ein.

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Grundlegende Sicherheitshinweise 1.3 Umgang mit Elektrostatisch Gefährdeten Bauelementen (EGB)

1.3

Umgang mit Elektrostatisch Gefährdeten Bauelementen (EGB) Elektrostatisch gefährdete Bauelemente (EGB) sind Einzelbauteile, integrierte Schaltungen, Baugruppen oder Geräte, die durch elektrostatische Felder oder elektrostatische Entladungen beschädigt werden können. ACHTUNG Schädigung durch elektrische Felder oder elektrostatische Entladung Elektrische Felder oder elektrostatische Entladung können Funktionsstörungen durch geschädigte Einzelbauteile, integrierte Schaltungen, Baugruppen oder Geräte verursachen. • Verpacken, lagern, transportieren und versenden Sie elektronische Bauteile, Baugruppen oder Geräte nur in der Original-Produktverpackung oder in anderen geeigneten Materialien, z. B. leitfähigem Schaumgummi oder Aluminiumfolie. • Berühren Sie Bauteile, Baugruppen und Geräte nur dann, wenn Sie durch eine der folgenden Maßnahmen geerdet sind: – Tragen eines EGB-Armbands – Tragen von EGB-Schuhen oder EGB-Erdungsstreifen in EGB-Bereichen mit leitfähigem Fußboden • Legen Sie elektronische Bauteile, Baugruppen oder Geräte nur auf leitfähigen Unterlagen ab (Tisch mit EGB-Auflage, leitfähigem EGB-Schaumstoff, EGBVerpackungsbeutel, EGB-Transportbehälter).

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Grundlegende Sicherheitshinweise 1.4 Restrisiken von Antriebssystemen (Power Drive Systems)

1.4

Restrisiken von Antriebssystemen (Power Drive Systems)

Restrisiken von Antriebssystemen (Power Drive Systems) Die Komponenten für Steuerung und Antrieb eines Antriebssystems sind für den industriellen und gewerblichen Einsatz in Industrienetzen zugelassen. Der Einsatz in öffentlichen Netzen erfordert eine andere Projektierung und / oder zusätzliche Maßnahmen. Der Betrieb dieser Komponenten ist nur in geschlossenen Gehäusen oder in übergeordneten Schaltschränken mit geschlossenen Schutzabdeckungen unter Anwendung sämtlicher Schutzeinrichtungen zulässig. Der Umgang mit diesen Komponenten ist nur qualifiziertem und eingewiesenem Fachpersonal gestattet, das alle Sicherheitshinweise auf den Komponenten und in der zugehörenden Technischen Anwenderdokumentation kennt und einhält. Der Maschinenhersteller muss bei der gemäß EG-Maschinenrichtlinie durchzuführenden Beurteilung des Risikos seiner Maschine folgende von den Komponenten für Steuerung und Antrieb eines Antriebssystems ausgehende Restrisiken berücksichtigen: 1. Ungewollte Bewegungen angetriebener Maschinenteile bei Inbetriebnahme, Betrieb, Instandhaltung und Reparatur z. B. durch – HW- und / oder SW-Fehler in Sensorik, Steuerung, Aktorik und Verbindungstechnik – Reaktionszeiten der Steuerung und des Antriebs – Betrieb und / oder Umgebungsbedingungen außerhalb der Spezifikation – Betauung / leitfähige Verschmutzung – Fehler bei der Parametrierung, Programmierung, Verdrahtung und Montage – Benutzung von Funkgeräten / Mobiltelefonen in unmittelbarer Nähe der Steuerung – Fremdeinwirkungen / Beschädigungen 2. Im Fehlerfall kann es innerhalb und außerhalb des Umrichters zu außergewöhnlich hohen Temperaturen, einschließlich eines offenen Feuers, sowie Emissionen von Licht, Geräuschen, Partikeln, Gasen etc. kommen, z. B.: – Bauelementeversagen – Software-Fehler – Betrieb und / oder Umgebungsbedingungen außerhalb der Spezifikation – Fremdeinwirkungen / Beschädigungen Umrichter der Schutzart Open Type / IP20 müssen derart in einem Metallschaltschrank eingebaut (oder durch eine andere gleichwertige Maßnahme geschützt) werden, dass der Kontakt mit Feuer innerhalb und außerhalb des Umrichters verhindert wird.

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Grundlegende Sicherheitshinweise 1.4 Restrisiken von Antriebssystemen (Power Drive Systems) 3. Gefährliche Berührspannungen z. B. durch – Bauelementeversagen – Influenz bei elektrostatischen Aufladungen – Induktion von Spannungen bei bewegten Motoren – Betrieb und / oder Umgebungsbedingungen außerhalb der Spezifikation – Betauung / leitfähige Verschmutzung – Fremdeinwirkungen / Beschädigungen 4. Betriebsmäßige elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder, die z. B. für Träger von Herzschrittmachern, Implantaten oder metallischen Gegenständen bei unzureichendem Abstand gefährlich sein können 5. Freisetzung umweltbelastender Stoffe und Emissionen bei unsachgemäßem Betrieb und / oder bei unsachgemäßer Entsorgung von Komponenten Hinweis Die Komponenten müssen gegen leitfähige Verschmutzung geschützt werden, z. B. durch Einbau in einen Schaltschrank mit der Schutzart IP54 nach EN 60529. Unter der Voraussetzung, dass am Aufstellort das Auftreten von leitfähigen Verschmutzungen ausgeschlossen werden kann, ist auch eine entsprechend geringere Schutzart des Schaltschranks zulässig. Weitergehende Informationen zu den Restrisiken, die von den Komponenten eines Antriebssystems ausgehen, finden Sie in den zutreffenden Kapiteln der Technischen Anwenderdokumentation.

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Systemübersicht 2.1

2

Komponenten SINAMICS S120 High Frequency Drive

Systemkomponenten ● Netzseitige Leistungskomponenten wie Sicherungen und Schütze zum Schalten der Energiezufuhr ● Netzfilter zur Einhaltung der EMV-Vorschriften ● Zwischenkreiskomponenten (Braking Module, Control Supply Module), die optional zur Stabilisierung der Zwischenkreisspannung eingesetzt werden ● Ergänzende Systemkomponenten und Gebersystemanbindungen, um die Funktionalität zu erweitern und verschiedene Schnittstellen zu Gebern und Prozesssignalen abzudecken.

Komponenten für High Frequency Drives ● HF-Motor Module, das als Wechselrichter arbeitet und die Energie für den angeschlossenen Motor zur Verfügung stellt. ● HF-Sine Filter Module bestehend aus – HF Choke Module und – HF Damping Module. ● Voltage Protection Module zum Schutz des Zwischenkreises vor hohen Motorspannungen (optional). Zur Abdeckung der erforderlichen Funktionen werden weitere SINAMICS-Komponenten benötigt: ● Control Unit zur Bearbeitung von Antriebs- und Technologiefunktionen. ● Active Line Module, das die Funktion der zentralen Energieeinspeisung in den Zwischenkreis übernimmt. ● Braking Module (optional) ● Control Supply Module (optional) Der SINAMICS S120 High Frequency Drive ist ausschließlich für den Einbau in einen Schaltschrank vorgesehen.

Entwärmungsarten Das SINAMICS S120 High Frequency Motor Module steht mit der Entwärmungsart "Liquid Cooled" zur Verfügung. Das HF Sine Filter Module, das aus HF Choke Module und HF Damping Module besteht, steht mit der Entwärmungsart "Cold-Plate" mit zusätzlichen internen Lüftern zur Verfügung. High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

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Systemübersicht 2.2 Übersicht

2.2

Übersicht 6,1$0,&66 +LJK)UHTXHQF\'ULYH

1

2

3

4

5

6

7

8

1HW]OHLWXQJ $& 9 %DVLF/LQH)LOWHU RSWLRQDO

/HLVWXQJVOHLWXQJ

9ROWDJH3URWHFWLRQ 0RGXOH RSWLRQDO

+LJK)UHTXHQF\ 6SLQGHOPRWRU

'5,9(&/L4/HLWXQJ

① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧

Active Interface Module Booksize Control Unit NX15.3 Active Line Module Booksize HF Motor Module HF Choke Module HF Damping Module

〉HF Sine Filter Module

Control Supply Module (optional) Braking Module mit Bremswiderstand (optional)

Bild 2-1

Beispiel für einen HF-Antriebsverband mit Active Line Module Booksize

WARNUNG Lebensgefahr durch Brand Bei Verwendung eines Synchronmotors müssen ein Voltage Protection Module, Braking Module und Control Supply Module eingesetzt werden. Bei Nichtbeachtung besteht Lebensgefahr durch Brand mit Rauchentwicklung. • Setzen Sie bei Synchronmotoren unbedingt Voltage Protection Module, Braking Module und Control Supply Module ein.

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Systemübersicht 2.3 Systemdaten

2.3

Systemdaten Die folgenden technischen Daten gelten, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, für Komponenten im Antriebssystem SINAMICS S120.

Tabelle 2- 1

Elektrische Daten

Netzanschlussspannung

3 AC 380 V bis 3 AC 480 V ±10 %

Netzfrequenz

50 bis 60 Hz ±3 Hz

Netzarten

TN-Netze

Elektronikstromversorgung

DC 24 V -15/+20 % Schutzkleinspannung DVC A

Bemessungskurzschlussstrom SCCR gemäß UL508C (bis 600 V)

1,1 kW – 447 kW: 65 kA

Zwischenkreisanschlussspannung

DC 510 V bis 720 V

Funkentstörung nach EN 61800-3 (2004)

Kategorie C3 bei Anlagenausführung konform zur Dokumentation

Überspannungskategorie

III nach EN 61800-5-1

Verschmutzungsgrad

2 nach EN 61800-5-1

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

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Systemübersicht 2.3 Systemdaten Tabelle 2- 2

Umweltbedingungen

Schutzart

IP20 bzw. IPXXB nach EN 60529, open type gemäß UL508c

Schutzklasse Netzstromkreise Schutzklasse Elektronikkreise

I (mit Schutzleiteranschluss) und III (Schutzkleinspannung DVC A) nach EN 61800-5-1

Zulässige Kühlmitteltemperatur (Luft) und Aufstellhöhe im Betrieb

0 °C bis +40 °C bis 1000 m über NN ohne Derating, Ab einer Höhe von 1000 m reduziert sich die max. Umgebungstemperatur um 3,5 K pro 500 m. Aufstellhöhe max: 4000 m über NN.

Chemisch aktive Stoffe Langzeitlagerung in Transportverpackung

Klasse 1C2 nach EN 60721-3-1

Transport in Transportverpackung

Klasse 2C2 nach EN 60721-3-2

Betrieb

Klasse 3C2 nach EN 60721-3-3

Biologische Umweltbedingungen Langzeitlagerung in Transportverpackung

Klasse 1B1 nach EN 60721-3-1

Transport in Transportverpackung

Klasse 2B1 nach EN 60721-3-2

Betrieb

Klasse 3B1 nach EN 60721-3-3

Schwingbeanspruchung Langzeitlagerung in Transportverpackung

Klasse 1M2 nach EN 60721-3-1

Transport in Transportverpackung

Klasse 2M3 nach EN 60721-3-2

Betrieb

Klasse 3M2 nach EN 60721-3-3

Schockbeanspruchung Langzeitlagerung in Transportverpackung

Klasse 1M2 nach EN 60721-3-1

Transport in Transportverpackung

Klasse 2M3 nach EN 60721-3-2

Betrieb

Prüfwerte: 15 g / 11 ms

Klimatische Umweltbedingungen Langzeitlagerung in Transportverpackung

Klasse 1K4 nach EN 60721-3-1 Temperatur -25 °C bis +55 °C

Transport in Transportverpackung

Klasse 2K4 nach EN 60721-3-2 Temperatur -40 °C bis +70 °C

Betrieb

Klasse 3K3 nach EN 60721-3-3 Temperatur +0 °C bis +40 °C Relative Luftfeuchte 5 % bis 90 % Ölnebel, Salznebel, Eisbildung, Betauung, Tropf-, Sprüh-, Spritz- und Strahlwasser nicht zulässig

Tabelle 2- 3

Zertifikate

Konformitätserklärungen

CE (Niederspannungs- und EMV-Richtlinien)

Approbationen

USA-Zulassung (TÜV-SÜD NRTL-Zulassung)

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

3

Netzanschaltung High Frequency Modules

Zur Anschaltung des SINAMICS S120 High Frequency Drive Antriebsverbands an das Versorgungsnetz werden diese Komponenten verwendet: ● Überstromschutzeinrichtung (Netzsicherung oder Leistungsschalter) ● Netzschütz, Netztrenneinrichtung (optional) ● Netzfilter ● Active Interface Module

Booksize

1HW]$&

Die Netzanschaltung für ein S120 High Frequency Drive mit einem Active Line Module Booksize setzt sich neben den regional notwendigen Schutzeinrichtungen aus einem optionalen Netzfilter und einem Active Interface Module zusammen.

$FWLYH/LQH0RGXOH%RRNVL]H

%DVLF/LQH)LOWHU RSWLRQDO

Bild 3-1

$FWLYH,QWHUIDFH0RGXOH

Übersichtsbild Netzanschaltung Booksize

Hinweis Der High Frequency Drive erreicht mit Netzfilter, Active Interface Module und Active Line Module die Funkstörspannungs-Kategorie C3 (INetz > 100 A) nach EN 61800-3.

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

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Netzanschaltung High Frequency Modules

Chassis

1HW]$&

Die Netzanschaltung für ein S120 High Frequency Drive mit einem Active Line Module Chassis setzt sich neben den regional notwendigen Schutzeinrichtungen aus einem Active Interface Module und je nach Baugröße des Active Interface Module einem zusätzlichen Überbrückungsschütz zusammen. Ein Antriebsverband mit Chassis-Komponenten ist mit der Funkstörspannungs-Kategorie C3 nach EN 61800-3 ausführbar.

$FWLYH/LQH0RGXOH&KDVVLV

žEHUEU¾FNXQJVVFK¾W] I¾U$FWLYH,QWHUIDFH0RGXOHV GHU%DXJU¸¡H+,XQG+-

Bild 3-2

$FWLYH,QWHUIDFH0RGXOH &KDVVLV

Übersichtsbild Netzanschaltung Chassis

Hinweis Ausführliche Informationen zur Netzanschaltung finden Sie in den Gerätehandbüchern: • Gerätehandbuch Leistungsteile Booksize (GH2) • Gerätehandbuch Leistungsteile Chassis (GH3)

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.1

4

Einleitung Der SINAMICS S120 High Frequency Drive ist ein Umrichter mit integriertem Ausgangsfilter (HF Sine Filter Module) zur Ansteuerung von Motoren mit hohen Ausgangsfrequenzen (bis 2400 Hz). Der High Frequency Drive wird mit Pulsfrequenzen von 16 kHz oder 32 kHz sowie mit Stromreglertakten von 62,5 μs oder 31,25 μs betrieben. High Frequency Drives werden im Werkzeug- und Formenbau bei der Hochleistungszerspanung sowie bei der Zahnradbearbeitung eingesetzt. Sie können in Verbindung mit hochtourigen Spindelmotoren und Torquemotoren verwendet werden. High Frequency Drives sind ausschließlich für die Montage im Schaltschrank konzipiert. Ein High Frequency Drive besteht aus drei Komponenten (HF-Modulen), die nur gemeinsam im HF-Verband betrieben werden können: ● HF Motor Module ● HF Choke Module (Drosselmodul) ● HF Damping Module (Dämpfungsmodul) HF Choke Module und HF Damping Module bilden zusammen das HF Sine Filter Module. Der HF-Verband wird ab Werk in einzelnen Komponenten geliefert. Die Abbildung zeigt die Anordnung der Komponenten im HF-Verband.

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

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High Frequency Modules 4.1 Einleitung

1

HF Motor Module

2

DC Zwischenkreisverschienung (hinter der Schutzklappe)

3

HF Choke Module

4

HF Damping Module

5

Stromschienenverbinder HF Damping Module - HF Choke Module

6

Motoranschluss

7

Schirmanschlussblech

8

Anschluss für ein Voltage Protection Module (VPM)

9

Stromschienenverbinder HF Motor Module - HF Choke Module

10

Erdungsschiene

Bild 4-1

High Frequency Drive: Mechanischer Aufbau

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.1 Einleitung Für den Betrieb eines High Frequency Drive werden zusätzlich diese Komponenten benötigt: ● Active Line Module Booksize oder Chassis in Verbindung mit einem Active Interface Module ● Control Unit ● Voltage Protection Module (für Synchronmotoren) ● Braking Module (für Synchronmotoren) ● Control Supply Module (für Synchronmotoren) ● 24-V-Stromversorgung z. B. SITOP Das HF-Modulpaket Liquid Cooled ist in zwei Ausführungen lieferbar: Tabelle 4- 1

HF-Modulpakete Liquid Cooled

Bestellnummer

Maße (B x H x T) [mm]

Technische Daten

Kühlung

6SL3125-1UE31-5AD0

750 x 622 x 226

32 kHz, 400 V, 150 A

Flüssigkeitskühlung

6SL3125-1UE32-2AD0

750 x 622 x 226

16 kHz, 400 V, 225 A

Flüssigkeitskühlung

Das HF-Modulpaket umfasst die in der Tabelle aufgeführten Teile. Tabelle 4- 2

Lieferumfang

Bezeichnung

Stück

Bestellnummer 225 A

150 A

HF-Motor Module

6SL3125-1UE32-2AA0

6SL3125-1UE31-5AA0

HF-Choke Module

6SL3125-2UE32-2AA0

6SL3125-2UE31-5AA0

1

HF-Damping Module

6SL3125-3UE32-2AA0

6SL3125-3UE31-5AA0

1

1

Stromschienenverbinder 3-phasig für Querverschienung

2

Erdungsschiene

1

Schirmanschlussblech

1

Terminal Kit

1

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29

High Frequency Modules 4.2 Sicherheitshinweise für High Frequency Modules

4.2

Sicherheitshinweise für High Frequency Modules Hinweis Beachten Sie beim Einsatz eines High Frequency Module zusätzlich die Sicherheitshinweise in Kapitel 1. WARNUNG Lebensgefahr bei Unterbrechen des externen Schutzleiters durch hohe Ableitströme Die Antriebskomponenten führen einen hohen Ableitstrom über den Schutzleiter. Das Berühren leitfähiger Teile kann bei Unterbrechung des Schutzleiters zum Tod oder schweren Verletzungen führen. • Sorgen Sie dafür, dass der externe Schutzleiter zumindest eine der nachfolgenden Bedingungen erfüllt: – Er ist gegen mechanische Beschädigung geschützt verlegt. 1) – Bei einem Einzelleiter weist er einen Querschnitt von mindestens 10 mm² Cu auf. – Als Ader eines Mehraderkabels weist er einen Querschnitt von mindestens 2,5 mm² Cu auf. – Er weist einen parallelen zweiten Schutzleiter mit gleichem Querschnitt auf. – Er entspricht den örtlichen Vorschriften für Ausrüstungen mit erhöhtem Ableitstrom. Innerhalb von Schaltschränken oder geschlossenen Maschinengehäusen verlegte Leitungen gelten als ausreichend geschützt gegen mechanische Beschädigungen.

1)

GEFAHR Lebensgefahr durch elektrischen Schlag durch Restladung der Zwischenkreiskondensatoren Durch die Zwischenkreiskondensatoren steht noch für bis zu 5 Minuten nach dem Abschalten der Versorgung gefährliche Spannung an. Das Berühren spannungsführender Teile führt zum Tod oder schweren Verletzungen. • Öffnen Sie die Schutzklappe des Zwischenkreises erst nach Ablauf von 5 Minuten. • Messen Sie die Spannung vor Beginn der Arbeiten an den Zwischenkreisklemmen DCP und DCN. GEFAHR Lebensgefahr durch elektrischen Schlag bei offener Schutzklappe des Zwischenkreises Das Berühren spannungsführender Teile führt zum Tod oder schweren Verletzungen. • Betreiben Sie die Komponenten nur mit geschlossener Schutzklappe der Zwischenkreiskomponenten.

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.2 Sicherheitshinweise für High Frequency Modules

WARNUNG Lebensgefahr durch elektrischen Schlag bei unsachgemäßem Anschluss an den Zwischenkreis Unsachgemäße Anschlüsse können zu Überhitzung und somit zu Brand mit Rauchentwicklung führen. Darüber hinaus besteht das Risiko eines elektrischen Schlags. Die Folge können schwere Verletzungen oder Tod sein. • Verwenden Sie zum Anschluss an den Zwischenkreis ausschließlich freigegebene Adapter (Zwischenkreisadapter und Zwischenkreis-Einspeiseadapter). WARNUNG Lebensgefahr durch elektrischen Schlag bei fehlenden Zwischenkreis-Seitenabdeckungen Bei fehlenden Zwischenkreis-Seitenabdeckungen besteht bei Berührung die Gefahr eines elektrischen Schlags. • Montieren Sie die mitgelieferten Seitenabdeckungen an der ersten und letzten Komponente im Antriebsverband. Sie können fehlende Seitenabdeckungen nachbestellen (Bestellnummer: 6SL3162-5AA000AA0). WARNUNG Unfallgefahr durch fehlende Warnschilder in Landessprache Fehlende Warnschilder in Landessprache können Unfälle mit Todesfolge oder mit schweren Verletzungen auslösen. • Bringen Sie auf den Komponenten Warnschilder in der jeweiligen Landessprache an. ACHTUNG Sachschaden durch lockere Leistungsverbindungen Ungenügende Anzugsdrehmomente oder Vibrationen können zu fehlerhaften elektrischen Verbindungen führen. Dadurch können Brandschäden oder Funktionsstörungen entstehen. • Ziehen Sie alle Leistungsverbindungen mit vorgeschriebenen Anzugsdrehmomenten an, z.B. Netzanschluss, Motoranschluss, Zwischenkreisverbindungen. • Prüfen Sie in regelmäßigen Abständen die Anzugsdrehmomente aller Leistungsverbindungen und ziehen Sie diese entsprechend nach. Dies gilt insbesondere nach einem Transport. ACHTUNG Schäden durch Verwendung falscher DRIVE-CLiQ-Leitungen Beim Einsatz falscher oder nicht freigegebener DRIVE-CLiQ-Leitungen können Schäden oder Funktionsstörungen an Geräten bzw. dem System auftreten. • Verwenden Sie ausschließlich passende DRIVE-CLiQ-Leitungen, die von Siemens für den jeweiligen Anwendungsfall freigegeben sind.

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High Frequency Modules 4.3 HF Motor Module

4.3

HF Motor Module

4.3.1

Beschreibung Ein HF Motor Module ist ein Leistungsteil (Wechselrichter), das die Energie für den angeschlossenen Motor zur Verfügung stellt. Die Energieversorgung übernimmt ein Active Line Module. Dieses erzeugt aus der dreiphasigen Netzspannung eine geregelte konstante Gleichspannung im Zwischenkreis des HF-Antriebsverbands. HF Motor Modules sind mit einer Pulsfrequenz von 16 kHz und 32 kHz verfügbar. Sie können nur mit einem entsprechenden HF Sine Filter Module betrieben werden. Das HF Motor Module muss über DRIVE-CLiQ mit der Control Unit verbunden werden.

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.3 HF Motor Module

4.3.2

Schnittstellen

4.3.2.1

Übersicht

; .OHPPH .¾KOSODWWH

;; '5,9(&/L4 6FKQLWWVWHOOHQ (QWULHJHOXQJ 6FKXW]NODSSH

(OHNWURQLNVWURPYHUVRUJXQJ [

=ZLVFKHQNUHLVVFKLHQHQ

/('V

7\SHQVFKLOG

4XHUYHUVFKLHQXQJ]XP +)&KRNH0RGXOH 6WURPVFKLHQHQ SKDVLJ 6FKXW]OHLWHUDQVFKOXVV 01P

7URSIZDQQH

=XODXIPLWLQWHJULHUWHU 6WDXVFKHLEH

Bild 4-2

5¾FNODXI

Schnittstellenübersicht HF Motor Module Liquid Cooled 150 A und 225 A

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High Frequency Modules 4.3 HF Motor Module

4.3.2.2 Tabelle 4- 3

X21 EP-Klemme/Temperatursensor Motor Module X21 EP-Klemme/Temperatursensor Klemme

Funktion

Technische Angaben

1

+ Temp

2

- Temp

Temperatursensoren: KTY84–1C130 / PTC / Bimetallschalter mit Öffnerkontakt

3

EP +24 V (Enable Pulses)

4

EP M1 (Enable Pulses)

Anschlussspannung: DC 24 V (20,4 V - 28,8 V) Stromaufnahme: 10 mA Potenzialgetrennter Eingang Signallaufzeiten: L → H: 100 μs H → L: 1000 μs Die Pulssperrfunktion wird nur gegeben, wenn Safety Integrated Basic Functions freigegeben sind.

max. anschließbarer Querschnitt 1,5 mm2 Art: Schraubklemme 1 (siehe Kapitel "Schaltschrankbau/Verbindungstechnik")

EP-Klemme Die Filterzeiten zur Entprellung der Klemmen X21.3 und X21.4 werden mit den Parametern p9651 und p9851 eingestellt. Zur Vermeidung von Diskrepanzfehlern bei Bitmustertests (Hell-/Dunkeltest) sind zusätzliche Parametereinstellungen notwendig. Ausführliche Informationen finden Sie im SINAMICS S120 Funktionshandbuch Safety Integrated im Kapitel 6 "Ansteuerung der Sicherheitsfunktionen". WARNUNG Legensgefahr durch elektrischen Schlag An den Klemmen "EP +24 V" und "EP M1" dürfen nur Schutzkleinspannungen der Kategorie DVC A nach EN 61800-5-1 angeschlossen werden. Bei Nichtbeachtung besteht Gefahr durch elektrischen Schlag. ACHTUNG Funktion der EP-Klemmen Die Funktion der EP-Klemmen steht nur bei freigegebenen Safety Integrated Basic Functions zur Verfügung.

High Frequency Drive

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High Frequency Modules 4.3 HF Motor Module

Temperatursensor WARNUNG Lebensgefahr durch elektrischen Schlag An den Klemmen "+Temp" und "-Temp" dürfen nur Temperatursensoren angeschlossen werden, die die Vorgaben der Schutztrennung (DVC A-Kreise) gemäß EN 61800-5-1 erfüllen. Wenn die sichere elektrische Trennung nicht gewährleistet werden kann (z. B. bei Linearmotoren oder Fremdmotoren), muss ein Sensor Module External (SME120 oder SME125) oder das Terminal Module TM120 verwendet werden. Bei Nichtbeachtung besteht Gefahr durch elektrischen Schlag. ACHTUNG Überhitzungsgefahr am Motor Ein verpolt angeschlossener KTY-Temperatursensor kann eine Überhitzung des Motors nicht erkennen. • Schließen Sie den KTY-Temperatursensor unbedingt polrichtig an. ACHTUNG Verbindungsleitungen zu Temperatursensoren Verbindungsleitungen zu Temperatursensoren müssen grundsätzlich geschirmt verlegt werden. Der Leitungsschirm muss beidseitig großflächig mit Massepotenzial verbunden werden. Temperatursensorleitungen, die gemeinsam mit der Motorleitung geführt werden, müssen paarweise verdrillt und separat geschirmt werden.

4.3.2.3 Tabelle 4- 4

X200-X202 DRIVE-CLiQ-Schnittstellen X200-X202 DRIVE-CLiQ-Schnittstellen Pin

Name

Technische Angaben

1

TXP

Sendedaten +

2

TXN

Sendedaten -

3

RXP

Empfangsdaten +

4

Reserviert, nicht belegen

5

Reserviert, nicht belegen

6

RXN

7

Reserviert, nicht belegen

8

Reserviert, nicht belegen

A

+ (24 V)

Spannungsversorgung

B

M (0 V)

Elektronikmasse

Empfangsdaten -

Die Blindabdeckungen für die DRIVE-CLiQ-Schnittstellen sind im Lieferumfang enthalten. Blindabdeckungen (50 Stck.) Bestellnummer: 6SL3066-4CA00-0AA0

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High Frequency Modules 4.3 HF Motor Module

4.3.2.4 Tabelle 4- 5

Schutzleiteranschluss Schutzleiteranschluss für HF-Motor Module Klemmen

Technische Angaben

PE-Anschluss zur Befestigung der Erdungsschiene

Gewindebohrung M8 / 13 Nm 1)

1) für Ringkabelschuhe gemäß DIN 46234

4.3.2.5 Tabelle 4- 6

Stromschienen Stromschienen am HF Motor Module Technische Angaben Gewindebohrung: M5 Anzugsdrehmoment: 3 Nm

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.3 HF Motor Module

4.3.3

Bedeutung der LEDs

Tabelle 4- 7

Bedeutung der LEDs Zustand

RDY

Beschreibung, Ursache

Abhilfe

DC LINK

Aus

Aus

Elektronikstromversorgung fehlt oder ist außerhalb des zulässigen Toleranzbereichs.



Grün

--

Komponente ist betriebsbereit und zyklische DRIVECLiQ-Kommunikation findet statt.



Orange

Komponente ist betriebsbereit und zyklische DRIVECLiQ-Kommunikation findet statt. Die Zwischenkreisspannung liegt an.



Rot

Komponente ist betriebsbereit und zyklische DRIVECLiQ-Kommunikation findet statt. Die Zwischenkreisspannung ist zu hoch.

Netzspannung prüfen

Orange

Orange

Die DRIVE-CLiQ-Kommunikation wird aufgebaut.



Rot

--

Es liegt mindestens eine Störung von dieser Komponente an. Hinweis: Die LED wird unabhängig vom Umprojektieren der entsprechenden Meldungen angesteuert.

Störung beheben und quittieren

Grün/Rot (0,5 Hz)

--

Firmware-Download wird durchgeführt.



Grün/Rot (2 Hz)

--

Firmware-Download ist abgeschlossen. Warten auf POWER ON.

POWER ON durchführen

Grün/Orange oder Rot/Orange

--

Erkennung der Komponente über LED ist aktiviert – (p0124). Hinweis: Die beiden Möglichkeiten hängen vom Zustand der LED beim Aktivieren über p0124 = 1 ab.

GEFAHR Unabhängig vom Zustand der LED "DC LINK" kann immer gefährliche Zwischenkreisspannung anliegen. Die Warnhinweise auf der Komponente sind zu beachten!

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

37

High Frequency Modules 4.3 HF Motor Module

4.3.4

Bild 4-3

Maßbild

Maßbild HF Motor Modules Liquid Cooled 150 A und 225 A, alle Angaben in mm und (inch)

High Frequency Drive

38

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.4 HF Sine Filter Module

4.4

HF Sine Filter Module

4.4.1

Beschreibung Das HF Sine Filter Module stellt den Ausgangsfilter (Sinusfilter) im High Frequency Drive dar. Es begrenzt die durch die Schalthandlungen des Wechselrichters erzeugten Oberschwingungen und Schaltflanken auf Werte, die für den Motor zulässig und verträglich sind. Es wirkt einem zu starken du/dt-Anstieg entgegen. Das HF Sine Filter Module besteht aus einem HF Choke Module und einem HF Damping Module. Durch diesen Filter ist die Spannung zwischen den Motorklemmen nahezu sinusförmig. Dadurch sinkt die Spannungsbelastung der Motorwicklungen, die durch die Pulsfrequenz des HF Motor Module angeregt werden würde. HF Sine Filter Modules sind passend zum HF Motor Module mit einer Pulsfrequenz von 16 kHz und 32 kHz verfügbar. Das HF Sine Filter Module muss zwingend unmittelbar rechts neben dem HF Motor Module montiert werden. Der HF-Modulverband mit einer Pulsfrequenz von 16 kHz kann auch mit 32 kHz betrieben werden. Das erhöht die Dämpfungseigenschaften des Systems.

HF Choke Module Das HF Choke Module beinhaltet die Drossel des Sinusfilters. Es besitzt je einen Klemmenblock für den Anschluss der Leistungsleitungen zum Motor und zum Voltage Protection Module (VPM). Zur Überwachung und Diagnose werden im HF Choke Module folgende Signale erfasst und zum HF Damping Module übertragen: ● Drosseltemperatur über KTY-Temperatursensor ● Übertemperaturabschaltung

HF Damping Module Das HF Damping Module beinhaltet die Kondensatoren des Sinus Filters. Über dieses Modul wird außerdem ein Teil der Filterverlustleistung wieder in den Zwischenkreis zurückgespeist. Aus diesem Grund muss das Modul mit dem Zwischenkreis verbunden werden. Im HF Damping Module werden vier Messwerte erfasst und über DRIVE-CLiQ an die Regelungseinheit übermittelt: ● Filterströme in allen drei Phasen der Filterkondensatoren ● Dämpfungsspannung ● Gerätetemperatur ● Temperatur des HF Choke Module über den KTY-Temperatursensor

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

39

High Frequency Modules 4.4 HF Sine Filter Module

4.4.2

Schnittstellen HF Choke Module

4.4.2.1

Übersicht

0RQWDJHKLOIH šPP ;; .OHPPHQ

(QWULHJHOXQJ 6FKXW]NODSSH

(OHNWURQLNVWURPYHUVRUJXQJ =ZLVFKHQNUHLVVFKLHQHQ [

/('V

7\SHQVFKLOG

4XHUYHUVFKLHQXQJ]XP +)0RWRU0RGXOH 6WURPVFKLHQHQ SKDVLJ

4XHUYHUVFKLHQXQJ]XP +)'DPSLQJ0RGXOH 6WURPVFKLHQHQ SKDVLJ

6FKXW]OHLWHUDQVFKOXVV 01P 6FKXW]OHLWHUDQVFKOXVV 01P

$QVFKOXVV 9ROWDJH3URWHFWLRQ0RGXOH

Bild 4-4

0RWRUDQVFKOXVV

Schnittstellenübersicht HF Choke Module

High Frequency Drive

40

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.4 HF Sine Filter Module

4.4.2.2 Tabelle 4- 8

X21 Ausgänge für Temperaturüberwachung X21 Ausgänge für Temperaturüberwachung Klemme

Funktion

Technische Angaben

1

+ KTY

2

- KTY

Temperatur HF Choke Module analog: KTY84-1C130 Temperatursensor

3

+ Temp switch

4

- Temp switch

Temperaturüberwachung für HF Choke Module über eingebauten Bimetallschalter

Max. anschließbarer Querschnitt 1,5 mm2 Art: Schraubklemme 1 (siehe Kapitel "Schaltschrankbau / Verbindungstechnik")

Hinweis Interne Lüfter Die internen Lüfter des HF Choke Module laufen unabhängig von der Temperatur und einer Pulsfreigabe permanent.

Verbinden der Klemmen zur Übertragung der Temperatursignale Der HF-Verband funktioniert ohne die Verbindung der X21-Klemmen nicht. Verbinden Sie deshalb zur Übertragung der Temperatursignale vom HF Choke Module zum HF Damping Module unbedingt folgende Klemmen miteinander: ● X21.1 und X21.2 am HF Choke Module mit X21.1 und X21.2 am HF Damping Module ● X21.3 und X21.4 am HF Choke Module mit X21.3 und X21.4 am HF Damping Module Verwenden Sie geschirmte Signalleitungen und legen Sie die Leitungsschirme auf die mitgelieferte Schirmanschlussklemme auf.

4.4.2.3 Tabelle 4- 9

X22 Lüftersteuerung für Inbetriebnahme X22 Lüftersteuerung für Inbetriebnahme Klemme

Funktion

1

n.c.

2

n.c

3

Disable FAN

4

Disable FAN

Technische Angaben

Durch eine Brücke können die Lüfter für die Inbetriebnahme deaktiviert werden.

max. anschließbarer Querschnitt 1,5 mm2 Art: Schraubklemme 1 (siehe Kapitel "Schaltschrankbau / Verbindungstechnik")

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

41

High Frequency Modules 4.4 HF Sine Filter Module

4.4.2.4

Anschluss Voltage Protection Module

Tabelle 4- 10 Anschluss Voltage Protection Module Klemmen

Technische Angaben

U1

Gewindebolzen M8 / 13 Nm 1)

V1 W1

PE-Anschluss

Gewindebohrung M8 / 13 Nm 1) Anschlussfoto siehe Kapitel "Elektrischer Anschluss"

1) für Ringkabelschuhe gemäß DIN 46234

Hinweis Die Leistungsleitungen zum Voltage Protection Module dürfen eine maximale Länge von 3 m haben.

High Frequency Drive

42

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.4 HF Sine Filter Module

4.4.2.5

Motoranschluss

Tabelle 4- 11 Motoranschluss Klemmen

Technische Angaben

U2

Gewindebolzen M8 / 13 Nm 1)

V2 W2

PE-Anschluss

Gewindebohrung M8 / 13 Nm 1) Anschlussfoto siehe Kapitel "Elektrischer Anschluss"

1) für Ringkabelschuhe gemäß DIN 46234

Hinweis Die Gesamtlänge der geschirmten Motor-Leistungsleitungen darf 100 m nicht überschreiten.

4.4.2.6

Schutzleiteranschlüsse für die Erdungsschiene

Tabelle 4- 12 Schutzleiteranschlüsse HF Choke Module Klemmen

Technische Angaben

PE-Anschlüsse direkt am Gehäuse zur Befestigung der Erdungsschiene

Gewindebohrung M8 / 13 Nm 1)

1) für Ringkabelschuhe gemäß DIN 46234

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

43

High Frequency Modules 4.4 HF Sine Filter Module

4.4.2.7

Stromschienen

Tabelle 4- 13 Stromschienen zum HF Motor Module Technische Angaben Gewindebohrung: M5 Anzugsdrehmoment: 3 Nm

Tabelle 4- 14 Stromschienen zum HF Damping Module Technische Angaben Gewindebohrung: M5 Anzugsdrehmoment: 3 Nm

High Frequency Drive

44

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.4 HF Sine Filter Module

4.4.3

Schnittstellen HF Damping Module

4.4.3.1

Übersicht

; .OHPPH

;; '5,9(&/L4 6FKQLWWVWHOOHQ (QWULHJHOXQJ 6FKXW]NODSSH

(OHNWURQLNVWURPYHUVRUJXQJ

[

=ZLVFKHQNUHLVVFKLHQHQ

/('V

7\SHQVFKLOG

4XHUYHUVFKLHQXQJ]XP +)&KRNH0RGXOH 6WURPVFKLHQHQ SKDVLJ

6FKXW]OHLWHUDQVFKOXVV 01P

Bild 4-5

Schnittstellenübersicht HF Damping Module

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

45

High Frequency Modules 4.4 HF Sine Filter Module

4.4.3.2

X21 Eingänge für Temperaturüberwachung

Tabelle 4- 15 X21 Eingänge für Temperaturüberwachung Klemme

Funktion

Technische Angaben

1

+ Temp

2

- Temp

Temperatur Choke Module analog: KTY84-1C130 Temperatursensor

3

+ Temp

4

- Temp

Temperatur Choke Module digital: Bimetallschalter

max. anschließbarer Querschnitt 1,5 mm2 Art: Schraubklemme 1 (siehe Kapitel "Schaltschrankbau / Verbindungstechnik")

Verbinden der Klemmen zur Übertragung der Temperatursignale Der HF-Verband funktioniert ohne die Verbindung der X21-Klemmen nicht. Verbinden Sie deshalb zur Übertragung der Temperatursignale vom HF Choke Module zum HF Damping Module unbedingt folgende Klemmen miteinander: ● X21.1 und X21.2 am HF Choke Module mit X21.1 und X21.2 am HF Damping Module ● X21.3 und X21.4 am HF Choke Module mit X21.3 und X21.4 am HF Damping Module Verwenden Sie geschirmte Signalleitungen und legen Sie die Leitungsschirme auf die mitgelieferte Schirmanschlussklemme auf.

4.4.3.3

X200-X203 DRIVE-CLiQ-Schnittstellen

Tabelle 4- 16 X200-X203 DRIVE-CLiQ-Schnittstellen Pin

Name

Technische Angaben

1

TXP

Sendedaten +

2

TXN

Sendedaten -

3

RXP

Empfangsdaten +

4

reserviert, nicht belegen

5

reserviert, nicht belegen

6

RXN

7

reserviert, nicht belegen

8

reserviert, nicht belegen

A

+ (24 V)

Spannungsversorgung

B

M (0 V)

Elektronikmasse

Empfangsdaten -

Die Blindabdeckungen für die DRIVE-CLiQ-Schnittstellen sind im Lieferumfang enthalten. Blindabdeckungen (50 Stck.) Bestellnummer: 6SL3066-4CA00-0AA0

High Frequency Drive

46

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.4 HF Sine Filter Module

4.4.3.4

Stromschienen

Tabelle 4- 17 Stromschienen zum HF Choke Module Technische Angaben Gewindebohrung: M5 Anzugsdrehmoment: 3 Nm

4.4.4

Bedeutung der LEDs

Bedeutung der LEDs am HF Choke Module Tabelle 4- 18 Bedeutung der LEDs Zustand RDY Aus

Beschreibung, Ursache

Abhilfe

DC LINK Aus

Elektronikstromversorgung fehlt oder ist außerhalb des zulässigen Toleranzbereichs.



Grün

--

Komponente ist betriebsbereit.



Rot

--

Temperaturschalter hat angesprochen (Temperaturüberwachung für HF Choke Module über eingebauten Bimetallschalter)

Entwärmung und Lüfter kontrollieren

GEFAHR Unabhängig vom Zustand der LED "DC LINK" kann immer gefährliche Zwischenkreisspannung anliegen. Die Warnhinweise auf der Komponente sind zu beachten!

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

47

High Frequency Modules 4.4 HF Sine Filter Module

Bedeutung der LEDs am HF Damping Module Tabelle 4- 19 Bedeutung der LEDs Zustand RDY

Beschreibung, Ursache

Abhilfe

DC LINK

Aus

Aus

Elektronikstromversorgung fehlt oder ist außerhalb des zulässigen Toleranzbereichs.



Grün

--

Komponente ist betriebsbereit und zyklische DRIVECLiQ-Kommunikation findet statt.



Orange

Komponente ist betriebsbereit und zyklische DRIVECLiQ-Kommunikation findet statt. Die Zwischenkreisspannung liegt an.



Rot

Komponente ist betriebsbereit und zyklische DRIVECLiQ-Kommunikation findet statt. Die Zwischenkreisspannung ist zu hoch.

Netzspannung prüfen

Orange

Orange

Die DRIVE-CLiQ-Kommunikation wird aufgebaut.



Rot

--

Es liegt mindestens eine Störung von dieser Komponente an. Hinweis: Die LED wird unabhängig vom Umprojektieren der entsprechenden Meldungen angesteuert.

Störung beheben und quittieren

Grün/Rot (0,5 Hz)

--

Firmware-Download wird durchgeführt.



Grün/Rot (2 Hz)

--

Firmware-Download ist abgeschlossen. Warten auf POWER ON.

POWER ON durchführen

Grün/Orange oder Rot/Orange

--

Erkennung der Komponente über LED ist aktiviert – (p0124). Hinweis: Die beiden Möglichkeiten hängen vom Zustand der LED beim Aktivieren über p0124 = 1 ab.

GEFAHR Unabhängig vom Zustand der LED "DC LINK" kann immer gefährliche Zwischenkreisspannung anliegen. Die Warnhinweise auf der Komponente sind zu beachten!

High Frequency Drive

48

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.4 HF Sine Filter Module

4.4.5

Maßbilder

4.4.5.1

HF Choke Modules

Bild 4-6

Maßbild HF Choke Modules 150 A und 225 A, alle Angaben in mm (inch)

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

49

High Frequency Modules 4.4 HF Sine Filter Module

4.4.5.2

Bild 4-7

HF Damping Modules

Maßbild HF Damping Modules 150 A und 225 A, alle Angaben in mm (inch)

High Frequency Drive

50

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.5 Montage

4.5

Montage Der High Frequency Drive wird je nach Einsatzgebiet mit einem Active Line Module Chassis oder Booksize betrieben. Eine Erweiterung des HF-Antriebsverbands ist mit Komponenten der Baureihe SINAMICS S120 Booksize mit Cold-Plate-Kühlung möglich. Damit wird eine einheitliche Bautiefe der Komponenten sowie eine einfache Verbindung der Zwischenkreisund 24-V-Schienen erreicht. Innerhalb des Antriebsverbands ist die Position des High Frequency Drive frei wählbar. Hinweis Stellen Sie bei der Montage des High Frequency Drive im Schaltschrank in jedem Fall sicher, dass der Funktionsverbund HF Choke Module und HF Damping Module (HF Sine Filter Module) immer unmittelbar rechts neben dem HF Motor Module angeordnet ist.

Einbaulage im Schaltschrank Montieren Sie die SINAMICS S120 Komponenten im Schaltschrank immer senkrecht. Andere zulässige Einbaulagen sind in der Beschreibung der einzelnen Komponenten hinterlegt. ACHTUNG Reduzierung der Lebensdauer von Bauteilen Werden die Einbauvorschriften des HF-Verbands im Schaltschrank nicht eingehalten, kann dies zu einer Reduzierung der Lebensdauer von Bauteilen und dem Frühausfall von Komponenten führen.

Lüftungsfreiräume Tabelle 4- 20 Lüftungsfreiräume HF-Module Oberhalb der HF-Module

Unterhalb der HF-Module

80 mm

80 mm

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51

High Frequency Modules 4.5 Montage

Verwendung der Montagehilfe Zum Abheben des HF Choke Module von der Transportpalette mit Hilfe eines Krans müssen an den beiden Ösen der Montagehilfe Schäkel nach DIN EN 13889 angebracht werden.

① ②

Schäkel nach DIN EN 13889 mit einem Bolzendurchmesser von ca. 16 mm Montagehilfe

Bild 4-8

Montagehilfe mit Schäkeln

ACHTUNG Beschädigungen der Bauteile ohne Einsatz der Schäkel Die Kranhaken dürfen nicht direkt in die Ösen der Montagehilfe eingehängt werden. Anderenfalls können Beschädigungen der Bauteile nicht ausgeschlossen werden.

Montageplatte Verwenden Sie für die Montage des High Frequency Drive im Schaltschrank eine Montageplatte mit folgenden Eigenschaften: ● Material: Aluminium ● Stärke: 15 mm ● Oberflächenrauheit: Rz25 Hinweis Die Montageplatte muss mit dem Schutzleiteranschluss des Schaltschranks niederimpedant verbunden werden. Siehe auch Kapitel Schutzverbindungen und Potenzialausgleich (Seite 163)

Entwärmung Für die Entwärmung des HF Choke Module und HF Damping Module muss keine separate Cold-Plate-Kühlung installiert werden. Die Entwärmung der beiden Module erfolgt über die Montageplatte. Die Kühlung der Montageplatte übernimmt der interne Kühlkreislauf in der Cold-Plate des HF Motor Module. High Frequency Drive

52

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.5 Montage

Bohrbilder Die nachfolgend dargestellten Bohrbilder gelten für den High Frequency Drive mit und ohne Active Line Module Booksize. Bereiten Sie die Montageplatte wie folgt vor: 1. Bringen Sie die Gewindebohrungen M6 ein. 2. Senken Sie die Bohrungen mit ∅ 18+2 mm. (Details siehe Bohrbilder)

 

 

PLQš 

   

 

 

 

š  0 5]

 

 

 

 

5]

Bild 4-9

Bohrbild für den High Frequency Drive mit Active Line Module Booksize, alle Angaben in mm und (inch)

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

53

High Frequency Modules 4.5 Montage

 

PLQš 

   

   

 

 

0

 

š 

5] 5]

Bild 4-10

Bohrbild für den High Frequency Drive ohne Active Line Module Booksize, alle Angaben in mm und (inch)

High Frequency Drive

54

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.5 Montage

Montage auf der Montageplatte Montieren Sie die HF-Module einzeln und nacheinander auf der Montageplatte. Beginnen Sie mit der linken Komponente. Verbinden Sie erst nach der Montage aller Module die Zwischenkreis- und die 24-V-Schienen. Setzen Sie vor der Montage die Schrauben und Unterlegscheiben wie unten dargestellt von hinten in die Montageplatte ein.

① ② ③ ④ ⑤

Montageplatte Gewindebohrung, gesenkt Unterlegscheibe Federring Sechskantschraube M6

Bild 4-11

Vorbereitung der Montageplatte

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

55

High Frequency Modules 4.5 Montage

① ② ③ ④ ⑤

Montageplatte Sechskantschraube M6 Unterlegscheibe Federring Mutter M6, SW10 Anzugsdrehmoment 10 Nm

Bild 4-12

Montage des High Frequency Drive mit einem Active Line Module Booksize auf einer Montageplatte

High Frequency Drive

56

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.5 Montage

① ② ③ ④ ⑤

Montageplatte Sechskantschraube M6 Unterlegscheibe Federring Mutter M6, SW10 Anzugsdrehmoment 10 Nm

Bild 4-13

Montage des High Frequency Drive auf einer Montageplatte

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

57

High Frequency Modules 4.6 Elektrischer Anschluss

4.6

Elektrischer Anschluss

4.6.1

Anschluss der Zwischenkreisschienen und 24-V-Schienen 1. Verbinden Sie die Zwischenkreisschienen der HF-Module entsprechend den Standard Booksize-Komponenten. 2. Verbinden Sie die 24-V-Schienen mit Hilfe der roten 24-V-Verbinder aus dem Beipack. 3. Montieren Sie an der ersten und letzten Komponente des Antriebsverbandes jeweils eine Seitenabdeckung für den Zwischenkreis. GEFAHR Schutzkleinspannungen an 24-V-Schienen An die 24-V-Schiene dürfen nur Schutzkleinspannungen (PELV = Protective Extra Low Voltage) nach EN 61800-5-1 angeschlossen werden. Diese Spannungen müssen von allen gefährlichen Spannungen sicher getrennt sein. Weitere Informationen und Abbildungen finden Sie im SINAMICS S120 Gerätehandbuch Leistungsteile Booksize (Kapitel: Elektrischer Anschluss für Line Modules und Motor Modules).

Anzugsdrehmoment der Schrauben Das Anzugsdrehmoment der Schrauben für die Zwischenkreisverschienung beträgt 1,8 Nm (Toleranz +30%). ACHTUNG Überprüfen der Anzugsdrehmomente Das korrekte Anzugsdrehmoment der Zwischenkreisverschienungsschrauben (1,8 Nm) muss vor der Inbetriebnahme im spannungsfreien Zustand der Gesamtanlage bei entladenem Zwischenkreis überprüft werden. Die Schrauben an Klemmenverbindungen, z. B. Zwischenkreisschienen und Motorklemmen müssen nach einem Transport oder bei Wartungsarbeiten, spätestens aber alle fünf Jahre, geprüft und nachgezogen werden.

High Frequency Drive

58

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.6 Elektrischer Anschluss

4.6.2

Verbindung der Stromschienen Verbinden Sie vor der Inbetriebnahme des Antriebsverbandes die Stromschienen zwischen ● HF Motor Module und HF Choke Module, ● HF Choke Module und HF Damping Module. Montageschritte 1. Entnehmen Sie die Stromschienenverbinder dem Beipack. 2. Setzen Sie die Verbinder auf die Stromschienen und halten Sie sie fest. 3. Ziehen Sie die Schrauben mit einem Torx-Schraubendreher handfest und in einem zweiten Schritt mit dem Anzugsdrehmoment von 3 Nm an. 2

3

1 4

1

Stromschienen (3-teilig) am HF Motor Module

2

Stromschienenverbinder

3

6 Schrauben Torx T25, M5

4

Stromschienen (3-teilig) am HF Choke Module

Bild 4-14

Verbindung der Stromschienen am HF Motor Module und HF Choke Module 2

1

3

4

1

Stromschienen (3-teilig) am HF Choke Module

2

Stromschienenverbinder

3

6 Schrauben Torx T25, M5

4

Stromschienen (3-teilig) am HF Damping Module

Bild 4-15

Verbindung der Stromschienen am HF Choke Module und HF Damping Module

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

59

High Frequency Modules 4.6 Elektrischer Anschluss

4.6.3

Schutzleiterverbindung der HF-Module

Schutzleiteranschlüsse für Voltage Protection Module und Motor Die Schutzleiter der Leistungsleitungen zum Voltage Protection Module und zum Motor werden wie unten dargestellt am HF Choke Module angeschlossen.

① ② ③ ④

Schutzleiteranschluss für Erdungsschiene Schutzleiteranschluss Motor Schutzleiteranschluss Voltage Protection Module Schutzleiteranschluss für Erdungsschiene

Bild 4-16

Schutzleiteranschlüsse am HF Choke Module

Schutzleiterverbindung über die Erdungsschiene Die Schutzleiterverbindung zwischen den HF-Modulen muss über die mitgelieferte Erdungsschiene erfolgen. Die Erdungsschiene befindet sich im Beipack. Die Schutzleiterverbindung der HF-Module mit der Erdungsschiene des Schaltschranks erfolgt über eine Erdungsleitung, die am HF Motor Module befestigt wird. 1. Entfernen Sie die M8-Schrauben mit Federring und Unterlegscheibe an folgenden Schutzleiteranschlüssen: – HF Motor Module (links) – HF Choke Module links und rechts direkt am Gehäuse – HF Damping Module 2. Befestigen Sie die Erdungsschiene (①) an den Schutzleiteranschlüssen am Gehäuse des HF Damping Module (②) und HF Choke Module (③ und ④) mit den zuvor entfernten Schrauben, Unterlegscheiben und Federringen. 3. Legen Sie die Erdungsleitung des Schaltschranks mit dem Ringkabelschuh auf der Erdungsschiene am HF Motor Module (⑤) auf und befestigen Sie beides mit der verbleibenden Schraube. Anzugsdrehmomente: 13 Nm

High Frequency Drive

60

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.6 Elektrischer Anschluss

Bild 4-17

Montage der Erdungsschiene

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

61

High Frequency Modules 4.7 Anschlussbeispiele

4.7

Anschlussbeispiele

4.7.1

High Frequency Drive mit Komponenten der Bauform Booksize / / / 3(

H[W 9



6LFKHUXQJHQ



; ; ;

7HPS 7HPS (39 (30

'5,9(&/L4%XFKVH

;    

0

 0

'5,9(&/L4%XFKVH

;

1HW]WUHQQ HLQULFKWXQJ

'5,9(&/L4%XFKVH

/ / / 3(

 0 '&3 '&1

'2  &8

'&9

1HW]VFK¾W] RSWLRQDO

$FWLYH/LQH 0RGXOH %RRNVL]H

 

+LJK )UHTXHQF\ 'ULYH

',  &8

1HW]ILOWHU RSWLRQDO /('V



5($'< '&/,1.

/ / / ; 7

$FWLYH ,QWHUIDFH 0RGXOH

7 ˽

 

8 9 :

 

PE

PE

    0  ; : 9 8

PE

 9RUHLOHQG¸IIQHQGHU.RQWDNWW!PV  ','2YRQGHU&RQWURO8QLWJHVWHXHUW  .HLQ]XV¦W]OLFKHU9HUEUDXFKHUKLQWHUGHP1HW]VFK¾W]]XJHODVVHQ  'LH6WURPEHODVWEDUNHLWGHV'2LVW]XEHDFKWHQHYHQWXHOOPXVVHLQ$XVJDQJVNRSSHOJOLHGHLQJHVHW]WZHUGHQ  .RQWDNWLHUXQJ¾EHU0RQWDJHU¾FNZDQGRGHU6FKLUPVFKLHQHQQDFK(095LFKWOLQLH

Bild 4-18

Anschlussbeispiel für den Netzanschluss eines High Frequency Drive über ein Active Line Module Booksize mit Active Interface Module

High Frequency Drive

62

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.7 Anschlussbeispiele

4



'5,9(&/L4

;

;     QF QF 'LVDEOH)$1 'LVDEOH)$1

;

;

;     .7< .7< 7HPSVZLWFK 7HPSVZLWFK

'5,9(&/L4

;

(39 (30

;

;     7HPS 7HPS

;

;

;



'5,9(&/L4 .7< .7< 7HPSVZLWFK 7HPSVZLWFK

 0

;

'5,9( &/L4

;

3

;

2

;



1

˽





;    

1 2 3 4

 '&3 '&1

'&/,1.

5($'
@ 







  

Bild 4-25



  8PJHEXQJVWHPSHUDWXU

>r&@

Ausgangsstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur

>@ $XVJDQJVVWURP

         







>P@



$XIVWHOOK¸KH¾EHU11

$XVJDQJVVWURP

Bild 4-26

Ausgangsstrom in Abhängigkeit von der Aufstellhöhe

 >@ 

 

  



  

>r&@

.¾KOPLWWHOWHPSHUDWXU

Bild 4-27

Ausgangsstrom in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur

High Frequency Drive

68

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

High Frequency Modules 4.8 Technische Daten Wird ein HF Drive mit einem Ausgangsstrom von 225 A mit einer Pulsfrequenz von 32 kHz betrieben, gilt für den Ausgangsstrom ein Derating auf 60% (135 A).

$XVJDQJVVWURP

>@          

 >N+]@

 3XOVIUHTXHQ]

Bild 4-28

Ausgangsstrom in Abhängigkeit von der Pulsfrequenz für ein 225A HF Drive

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

69

High Frequency Modules 4.8 Technische Daten

High Frequency Drive

70

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

5

Voltage Protection Module (VPM) 5.1

Beschreibung Das Voltage Protection Module (VPM) dient der Spannungsbegrenzung beim Einsatz von Synchronmotoren. Es wird direkt an das HF Choke Module angeschlossen. Fällt bei maximaler Drehzahl des Motors die Netzspannung aus oder werden als Folge davon die Impulse am HF Motor Module gelöscht, speist der Motor mit hoher Spannung in den Zwischenkreis zurück. Das Voltage Protection Module misst die Motorspannung. Wenn die gleichgerichtete Motorspannung > 800 V ist, wird ein Ankerkurzschluss ausgelöst. Der Motor wird durch den Kurzschluss abgebremst. Die im Motor verbleibende Energie wird in Wärme umgesetzt. Als Voltage Protection Module wird in einem High Frequency Drive ein VPM200 Dynamik eingesetzt. Tabelle 5- 1

Schnittstellenübersicht VPM200 Dynamik

Art

Anzahl

Meldeschnittstelle

1

PE-Anschluss

4

Lastanschlussbolzen Eingang

5

Lastanschlussbolzen Ausgang

5

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71

Voltage Protection Module (VPM) 5.2 Sicherheitshinweise für Voltage Protection Modules

5.2

Sicherheitshinweise für Voltage Protection Modules Hinweis Beachten Sie beim Umgang mit einem Voltage Protection Module zusätzlich unbedingt die Sicherheitshinweise in Kapitel 1. GEFAHR Lebensgefahr durch hohe Spannungen Durch die Zwischenkreiskondensatoren des Umrichters steht gefährliche Spannung noch bis zu 30 Minuten nach Abschalten der Versorgung an. • Vermeiden Sie Berührungen des Voltage Protection Module, solange es unter Spannung steht. WARNUNG Lebensgefahr durch elektrischen Schlag bei zu hoher Drehzahl des Motors während der Hochlaufzeit des VPM Wird der Motor während der Hochlaufzeit des Voltage Protection Module (siehe Technische Daten) mit höherer Drehzahl als der Feldschwächeinsatzdrehzahl betrieben, ist die Schutzfunktion des VPM in dieser Phase inaktiv. Dadurch können hohe Spannungen in den Zwischenkreis eingespeist werden, die bei Berührung Unfälle mit Todesfolge verursachen können. • Betreiben Sie einen Motor während der Hochlaufzeit des VPM nur unterhalb der Feldschwächeinsatzdrehzahl. WARNUNG Lebensgefahr durch elektrischen Schlag durch Überschreiten der Isolationsspannung Motoren, deren Elektromotorische Kraft (EMK) bei höchster Drehzahl eine Zwischenkreisspannung > 2 kV (EMK = 1,4 kVeff) erreichen kann, dürfen nicht an ein HF Motor Module angeschlossen werden. Die Isolationsspannung könnte überschritten werden, was zu Unfällen mit Todesfolge durch elektrischen Schlag führen kann. An abgescherten oder beschädigten Leitungen können im Fehlerfall Spannungen bis 2 kV auftreten. Die Motorklemmenspannung der 1FE1-Motoren kann drehzahlabhängig Werte bis 2 kV annehmen. • Schließen Sie derartige Motoren nicht an ein HF Motor Module an. WARNUNG Lebensgefahr durch Selbstanlauf des Antriebs Ein unkontrollierter Selbstanlauf des Antriebs kann zu Unfällen mit Todesfolge führen. • Treffen Sie Vorkehrungen gegen einen Selbstanlauf des Antriebs.

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72

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Voltage Protection Module (VPM) 5.2 Sicherheitshinweise für Voltage Protection Modules

WARNUNG Brandgefahr durch Überhitzung bei unzureichenden Lüftungsfreiräumen Unzureichende Lüftungsfreiräume können zu Überhitzung mit Personengefährdung durch Rauchentwicklung und Brand führen. Weiterhin können erhöhte Ausfälle und verkürzte Lebensdauer von Komponenten auftreten. • Halten Sie die Lüftungsfreiräume von 200 mm oberhalb und unterhalb der Komponente ein. ACHTUNG Schäden beim Einsatz nicht kurzschlussfester Motoren Der Einsatz nicht kurzschlussfester Motoren in Verbindung mit einem Voltage Protection Module kann zu ihrer Zerstörung führen. • Setzen Sie nur kurzschlussfeste Motoren ein. ACHTUNG Geräteschäden durch nicht bestimmungsgemäßen Einsatz Das Gerät ist eine Sicherheitsschalteinrichtung und ist nur bestimmungsgemäß einzusetzen. Andere Anwendungen, z. B. betriebsmäßiger Ankerkurzschluss u. ä. sind nicht zulässig, da sie zu Schäden an angeschlossenen Komponenten führen können. • Beachten Sie die auf dem Gerät angebrachten Warnhinweise. • Verwenden Sie in Kombination mit dem VPM ausschließlich geschirmte MOTIONCONNECT 800PLUS-Leitungen vom Typ 6FX8.

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

73

Voltage Protection Module (VPM) 5.3 Schnittstellen

5.3

Schnittstellen

5.3.1

Übersicht ]XP+)&KRNH0RGXOH /HLWXQJVGXUFKI¾KUXQJ

; 0HOGHNRQWDNW $QVFKOXVVVFKLHQHQ 8 9 :

Bild 5-1

3($QVFKO¾VVH

Schnittstellenübersicht Voltage Protection Module VPM200 Dynamik (ohne Abdeckung)

Im Betrieb ist das Gehäuse verschlossen, so dass die elektrischen Anschlusspunkte verdeckt sind.

5.3.2 Tabelle 5- 2

X3 Meldekontakt X3 Meldekontakt

Klemme

Bezeichnung

Technische Angaben

1

Betriebsmeldung für Control Unit



2

Betriebsspannung +24 V (von extern)

Leitungsschirm und VPM-Gehäuse sind über eine Leitung verbunden.



Potentialfreier Kontakt, Belastbarkeit: 30 V DC bei 0,1 A

max. anschließbarer Querschnitt: 1,5 mm2 , geschirmte Leitung, Art: Federdruckklemme Leitungsdurchführung: ∅ max. 9 mm •

Verschraubung: 1 x M16, z. B. Fa. Pflitsch, Best.- Bez.: UNI DICHT EMV 2165211S05



Gegenmutter M16: GM216PA.

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74

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Voltage Protection Module (VPM) 5.3 Schnittstellen

Betriebsmeldung über Meldekontakt X3 Wenn ein Temperaturfehler auftritt, öffnet der Meldekontakt X3 und unterbricht die Impulsfreigabe des Umrichtersystems. Wenn kein Temperaturfehler mehr anliegt, schließt der Meldekontakt X3 nach einer Zeit von t > 2 min.

!PLQ

Bild 5-2

˽

˽RIIุr& ˽RQืr&

Meldekontakt X3 des Voltage Protection Module

GEFAHR Es sind Vorkehrungen gegen einen Selbstanlauf des Antriebs zu treffen, da der Meldekontakt nach t > 2 min die Impulsfreigabe wieder herstellt.

5.3.3

Anschlussschienen U, V, W, PE Für die Leistungsanschlüsse zum HF Choke Module werden die Leitungen durch die Leitungsdurchführung des Voltage Protection Module geführt und auf die Anschlussschienen innen im Gerät aufgelegt. Tabelle 5- 3

Anschlüsse U, V, W und PE VPM 200 Dynamik

Anschlussbolzen

M8 x 14 1)

Kabelschuh

Rohrkabelschuh M8, 90° abgewinkelt

Leiterquerschnitt

≤ 50 mm2

Anzugsdrehmoment

25 Nm

Leitungsdurchführung

für Leitungen mit ∅40 mm max.

Verschraubung

4 x M50 z. B. Fa. Pflitsch, Best.-Bez.: UNI DICHT EMV 250584117 Gegenmutter M50: GM250PA

2)

1) Für die Phasen U, W und PE stehen jeweils vier Anschlusspunkte, für die Phase V stehen zwei Anschlusspunkte zur Verfügung. 2) Die Verschraubungen sind getrennt zu bestellen.

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Voltage Protection Module (VPM) 5.4 Anschlussbeispiel

Hinweis Leistungsleitungen mit Querschnitten > 50 mm2 werden zwischen dem HF Choke Module und dem Voltage Protection Module jeweils als zwei parallele Stränge ausgeführt.

5.4

Anschlussbeispiel .

8

9

:

8

:

8

:

9

8

Bild 5-3 Tabelle 5- 4

.

3(

;

:

3(

3(

3(

Anschlusspunkte am VPM200 Dynamik

Kurzbezeichnungen

Kurzbezeichnung

Erklärung

K1, K2

Leitung 1 bzw. 2 vom HF Choke Module

U1, U2, U3, U4

Anschlussbolzen an der Sammelschiene U

V1, V2

Anschlussbolzen an der Sammelschiene V

W1, W2, W3, W4

Anschlussbolzen an der Sammelschiene W

PE1, PE2, PE3, PE4

Anschlussbolzen an der Sammelschiene PE

U

Sammelschiene U im VPM

V

Sammelschiene V im VPM

W

Sammelschiene W im VPM

High Frequency Drive

76

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Voltage Protection Module (VPM) 5.4 Anschlussbeispiel



: 9 8



3(

3(

:

:

3(

:

9

;

8

3(

:

9

8

8

8

+)&KRNH0RGXOH ;

]XGHQ6DPPHOVFKLHQHQ 89:

','2[[ .XU]VFKOXVV HLQULFKWXQJ

&RQWURO8QLW 9

$QVWHXHUXQJ

9ROWDJH3URWHFWLRQ0RGXOH

 /HLWXQJVVFKLUPLVWPLWGHU/HLWXQJVGXUFKI¾KUXQJOHLWHQGYHUEXQGHQ

Bild 5-4

Anschlussbeispiel für eine geteilte Leistungsleitung am VPM200 Dynamik

Leitungslängen Die maximale Länge der Leistungsleitung zwischen HF Choke Module und Voltage Protection Module beträgt 3 m. Sie muss frei von Schaltelementen sein. Für die Signalleitung gilt eine maximale Leitungslänge von 10 m.

Meldekontakt Die Meldeschnittstelle X3 des Voltage Protection Module wird mit einem Digitaleingang (DI) der Control Unit verdrahtet, die diese Spindel regelt. Bei einem Ankerkurzschluss muss die betroffene Achse in Impulssperre gehalten werden. Dazu wird der angeschlossene Digitaleingang über p0845 = r0722.xx auf das Steuerbit AUS2 (Impulssperre) verschaltet. Die Meldeschnittstelle wird mit +24 V betrieben.

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Voltage Protection Module (VPM) 5.5 Maßbild

5.5

Maßbild    

   

 

 

 

 

 

 

š



 

Bild 5-5







 



š

Maßbild Voltage Protection Module VPM200 Dynamik, alle Angaben in mm (inch)

High Frequency Drive

78

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Voltage Protection Module (VPM) 5.6 Montage

5.6

Montage

a  

Das Voltage Protection Module wird im Schaltschrank in der Nähe des HF Choke Module montiert.

 

  

YRP+)&KRNH0RGXOH

 %RKUPD¡I¾U0RQWDJHSODWWH 6FKUDXEEHIHVWLJXQJPLW[0  0RQWDJHIUHLUDXPI¾U/HLWXQJVI¾KUXQJ DEK¦QJLJYRP/HLWXQJVW\S

  

Bild 5-6

Montagemaße für ein Voltage Protection Module VPM200 Dynamik

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

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Voltage Protection Module (VPM) 5.7 Elektrischer Anschluss

5.7

Elektrischer Anschluss GEFAHR Vor Beginn der Installations- oder Instandhaltungsarbeiten ist der Hauptschalter der Anlage auszuschalten und gegen Wiedereinschalten zu sichern. Hinweis Das Öffnen des Gehäusedeckels ist ausschließlich zum elektrischen Anschluss des Voltage Protection Module gestattet. Zum Anschluss des Voltage Protection Module an das HF Choke Module sind diverse vorbereitende Arbeiten notwendig. Die Querschnitte der Leitungen sind abhängig von der Motornennleistung und können bis zu 2 x 50 mm2 für einen Leiter erreichen. Vorbereitung des Voltage Protection Module zur Installation der Leitungen 1. Lockern Sie die vier Schrauben am Gehäusedeckel, so dass der Deckel in den Aussparungen verschoben werden kann. 2. Schieben Sie den Gehäusedeckel bis zur Verbreiterung der Aussparung und nehmen Sie den Deckel ab. 3. Befestigen Sie die Leitungsverschraubungen für die Meldeleitung und für die Leistungsleitungen an den Gehäusedurchführungen des Voltage Protection Module. 4. Isolieren Sie den Leitungsmantel der Leistungsleitungen auf 300 mm ab und legen Sie die Schirmauflage frei. 5. Isolieren Sie die Leitungsenden der Einzeladern ab und pressen Sie die Kabelschuhe an. 6. Schließen Sie die Meldeleitung an X3 an und fixieren Sie die Leitung mit Kabelbinder im Innern des Voltage Protection Module.

High Frequency Drive

80

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Voltage Protection Module (VPM) 5.7 Elektrischer Anschluss

5.7.1

Anschluss Meldekontakt X3 Der Meldekontakt X3 muss verdrahtet werden, bevor die Leistungsleitungen angeschlossen werden.

.DEHOELQGHU

; 0HOGHVFKQLWWVWHOOH

Bild 5-7

Anschluss der Klemme X3 beim Voltage Protection Module

Hinweis Der Meldekontakt X3 des Voltage Protection Module wird über ein bistabiles Relais geführt. Sehr starke Schockbeanspruchungen bei Transport und Montage können dazu führen, dass das Relais in den anderen Schaltzustand kippt. Damit ist ein Anlaufen der Anlage nicht mehr gewährleistet. VORSICHT Nach Auslösung eines Voltage Protection Module muss der Kurzschlussthyristor sicher gelöscht sein, bevor der angeschlossene Umrichter wieder eingeschaltet werden darf. Das ist nur gegeben, wenn der Motor vorher zum Stillstand gekommen ist. Ein wieder geschlossener Meldekontakt X3 ist dafür kein eindeutiges Signal! Darauf ist besonders im Servicefall bzw. bei der Inbetriebnahme zu achten.

Ursache und Behebung von Störungen Weitere Informationen über die Ursache und Behebung von Störungen ist im folgenden Dokument im Abschnitt "Installation" dargestellt: Betriebsanleitung Voltage Protection Module VPM 200 Dynamik, Best.-Nr.: A5E00302261B

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81

Voltage Protection Module (VPM) 5.8 Technische Daten

5.8 Tabelle 5- 5

Technische Daten Technische Daten VPM200 Dynamik

6SN1113–1AA00–1KCx Spannungsart Hochlaufzeit des VPM Normaler Bereich der Zwischenkreisspannung: - Untergrenze - Obergrenze Arbeitsbereich des VPM Zeitbereich 0...10 ms 10...500 ms 500 ms...2 min > 2 min Max. zulässige Kurzschlusszeit Schutzklasse nach EN 61800-5-1 Sichere elektrische Trennung DVC A Schutzart nach EN 60529 Zulässige Luftfeuchte Feuchteklassifizierung nach EN 60721-3-3 Zulässige Umgebungstemperatur, min. / max. Kühlungsart Gewicht Maße (H x B x T) [mm]

3-phasig, gepulste Wechselspannung, Motor EMK 1 s (ab Impulsfreigabe) 490 V DC 795 V DC 830 V bis 2000 V (Scheitelwert) Zulässiger maximaler Kurzschlussstrom 2000 A 600 A 200 A 0A 120 s I Zwischen Meldekontakt und Motorleitungen U, V, W gem. EN 61800-5-1, UL 508 C IP20 < 90 % Kl. 3K5, Betauung und Eisbildung ausgeschlossen. Niedrige Lufttemperatur 0 °C 0 °C / 55 °C Luftkühlung, freie Konvektion ca. 13 kg 300 x 250 x 260

High Frequency Drive

82

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.1

Braking Module Booksize

6.1.1

Beschreibung

6

Das Braking Module Booksize wird immer zusammen mit einem externen Bremswiderstand verwendet. Es hat folgende Aufgaben: ● Gezielte Stillsetzung der Antriebe bei Netzausfall (z. B. Notrückzug oder NOT-AUS Kategorie 1). ● Begrenzen der Zwischenkreisspannung bei kurzzeitigem Generatorbetrieb (z. B. wenn die Rückspeisefähigkeit des Line Modules deaktiviert oder nicht ausreichend dimensioniert ist)., um Das Braking Module enthält die dafür notwendige Leistungselektronik samt Ansteuerung. Bei Betrieb des Braking Module wird die in den Zwischenkreis zurückgespeiste Energie über einen externen Bremswiderstand abgeführt.

Externe Bremswiderstände Am Braking Module Booksize können Bremswiderstände ohne Thermoschalter 6SN11131AA00-0DA0 (PN = 0,3 kW) und 6SL3100-1BE31-0AA0 (PN = 1,5 kW) betrieben werden. Die Leitungslänge zwischen Braking Module und Bremswiderstand ist auf maximal 10 m begrenzt. Im Lieferumfang des Bremswiderstands 6SN1113-1AA00-0DA0 ist eine geschirmte Anschlussleitung (3 m, 3 x 1,5 mm2) enthalten.

Schnellentladung Das Braking Module Booksize kann zusammen mit einem Bremswiderstand zur Schnellentladung der Zwischenkreiskondensatoren eingesetzt werden. Dazu wird nach dem Ausschalten der Einspeiseeinheit und der Trennung des Verbandes vom Netz (z. B. Hauptschalter, Netzschütz) der Zwischenkreis über den Bremswiderstand gezielt entladen. Die Funktion ist über einen Digitaleingang am Braking Module aktivierbar. Eine Schnellentladung ist z. B. dann sinnvoll, wenn am Motor Module und/oder der Motorinstallation Wartungsarbeiten ausgeführt werden sollen (Reduzierung der Entladezeit). ACHTUNG Das Antriebssystem muss für die Schnellentladung vollständig vom Netz getrennt sein. Die Motoren müssen sich im Stillstand befinden.

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

83

Braking Modules 6.1 Braking Module Booksize

Überwachungsfunktionen ● Automatische Erkennung der Bremswiderstände und Bremsleistungsüberwachung ● I2t-Überwachung der Bremswiderstände ● Temperaturüberwachung des Braking Module ● Kurzschluss- und Überlasterkennung ● Erdschlusserkennung

6.1.2

Sicherheitshinweise für Braking Modules Booksize Hinweis Beachten Sie beim Umgang mit einem Braking Module unbedingt die Sicherheitshinweise in Kapitel 1. WARNUNG Brandgefahr durch Überhitzung bei unzureichenden Lüftungsfreiräumen Unzureichende Lüftungsfreiräume können zu Überhitzung mit Personengefährdung durch Rauchentwicklung und Brand führen. Weiterhin können erhöhte Ausfälle und verkürzte Lebensdauer von Komponenten auftreten. • Halten Sie die Lüftungsfreiräume von 80 mm oberhalb und unterhalb der Komponente ein. ACHTUNG Ausführung der Verbindungsleitungen zu Bremswiderständen • Führen Sie die Verbindung zu den Bremswiderständen mit geschirmten Leitungen aus. ACHTUNG Geräteschäden bei Verwendung nicht zugelassener Bremswiderstände Werden andere als die in diesem Gerätehandbuch aufgeführten Bremswiderstände eingesetzt, können diese zerstört werden. • Setzen Sie ausschließlich von Siemens freigegebene Bremswiderstände ein.

High Frequency Drive

84

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.1 Braking Module Booksize

6.1.3

Schnittstellenbeschreibung

6.1.3.1

Übersicht

; .OHPPH

(QWULHJHOXQJ 6FKXW]NODSSH

(OHNWURQLNVWURPYHUVRUJXQJ [

6FKXW]NODSSH

=ZLVFKHQNUHLVVFKLHQHQ

/('V

7\SHQVFKLOG ; $QVFKOXVV%UHPVZLGHUVWDQG

6FKXW]OHLWHU DQVFKOXVV 01P

Bild 6-1

Schnittstellenübersicht Braking Module Booksize

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

85

Braking Modules 6.1 Braking Module Booksize

6.1.3.2 Tabelle 6- 1

X1 Anschluss Bremswiderstand X1 Anschluss Bremswiderstand

5 5

Klemme

Bezeichnung

Technische Angaben

1

Bremswiderstandsanschluss R1

dauerkurzschlussfest

2

Bremswiderstandsanschluss R2

Max. anschließbarer Querschnitt: 4 mm2 Art: Schraubklemme 4 (siehe Kapitel "Schaltschrankbau / Verbindungstechnik")

Tabelle 6- 2

Bremswiderstände ohne Thermoschalter für Braking Modules

Bremswiderstand

R in Ω

PN in kW

Pmax in kW

6SN1113-1AA00-0DA0

17

0,3

25

6SL3100-1BE31-0AA0

5,7

1,5

100

Detaillierte technische Informationen zu den Bremswiderständen finden Sie im Kapitel "Bremswiderstände".

High Frequency Drive

86

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.1 Braking Module Booksize

6.1.3.3 Tabelle 6- 3

X21 Digitaleingänge/-ausgänge X21 Digitaleingänge/-ausgänge Klemme

Bezeichnung 1)

Technische Angaben

1

DI Low: Braking Module freigeben Di High: Sperre / Quittierung

Spannung: -3 V bis +30 V Stromaufnahme typisch: 10 mA bei DC 24 V

2

DI Low: Bremswiderstand manuell nicht angesteuert DI High: Bremswiderstand manuell angesteuert (Schnellentladung) 2)

Flankenwechsel High -> Low: Störquittierung

Pegel (einschl. Welligkeit) High-Pegel: 15 V bis 30 V Low-Pegel: -3 V bis +5 V

Werden X21.1 und 2 zeitgleich angesteuert, so hat die Braking Module - Sperre Vorrang. 3

DO High: keine Vorwarnung DO Low: Vorwarnung, Abschaltung steht kurz bevor

4

DO High: betriebsbereit, keine Störung DO Low: Störung

5

Masse

max. Laststrom pro Ausgang: 100 mA dauerkurzschlussfest Spannung: DC 24 V

6 Max. anschließbarer Querschnitt 1,5 mm2 Art: Schraubklemme 1 (siehe Kapitel "Schaltschrankbau und EMV / Verbindungstechnik") 1) DI: Digitaleingang; DO: Digitalausgang; M: Elektronikmasse 2) Die Funktion "Schnellentladung" dient zur Entladung der Kondensatoren im Zwischenkreis nach Unterbrechung der Netzversorgung. Die Funktion darf max. 1-2 mal pro Woche benutzt werden.

Klemme X21.1 - Sperre/Quittierung Durch Anlegen eines High-Pegels an Klemme X21.1 wird das Braking Module gesperrt. Bei einer abfallenden Flanke werden anstehende Fehlermeldungen quittiert. Klemme X21.3 - Vorwarnung Beim Absetzen einer Vorwarnung steht die Abschaltung des Braking Module kurz bevor. Folgende Ursachen können vorliegen: ● Die Temperatur des Braking Module liegt bei 80% des Maximalwerts. ● 80% der maximalen Einschaltdauer des Bremswiderstands wurde erreicht (I2tÜberwachung). ● 80% der maximal zulässigen Bremsenergie des Bremswiderstands sind erreicht. ● Es ist ein falscher Bremswiderstand angeschlossen. (Nur die von Siemens für diese Komponente freigegebenen Bremswiderstände werden automatisch erkannt). Klemme X21.4 - Störung Folgende Ursachen können für die Störung vorliegen: ● Elektronikstromversorgung fehlt oder ist außerhalb des zulässigen Toleranzbereichs ● Freigabe fehlt (Eingangsklemme).

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87

Braking Modules 6.1 Braking Module Booksize ● Übertemperatur ● Überstromabschaltung ● I2t-Überwachung hat angesprochen ● Erdschluss/Kurzschluss Bei Übertemperatur kann der Fehler erst nach einer Abkühlzeit mit X21.1=high quittiert werden. GEFAHR Gefahr durch elektrischen Schlag! An den Klemmen "X21" dürfen nur Schutzkleinspannungen der Kategorie DVC A nach EN 61800-5-1 angeschlossen werden. Bei Nichtbeachtung besteht Gefahr durch elektrischen Schlag.

6.1.4

Anschlussbeispiel

 0

 0

'&3 '&1

'&3 '&1

%UDNLQJ0RGXOH%RRNVL]H ',

',

'2

'2

&8

&8

&8

&8









PD[P/HLWXQJVO¦QJH ;

;      

',

6SHUUH4XLWWLHUXQJ

', =ZLVFKHQNUHLV6FKQHOOHQWODGXQJ

5 5

 

'2 9 9RUZDUQXQJ '2 6W¸UXQJ ൺ 0

%UHPVZLGHUVWDQGRKQH 7KHUPRVFKDOWHU

0

 9HUVFKDOWXQJ¾EHU%L&RDXI3DUDPHWHUU  9HUVFKDOWXQJ¾EHU%L&RDXI3DUDPHWHUU  9HUVFKDOWXQJ¾EHU%L&RDXI3DUDPHWHUS  9HUVFKDOWXQJ¾EHU%L&RDXI3DUDPHWHUS

Bild 6-2

Anschlussbeispiel Braking Module Booksize

High Frequency Drive

88

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.1 Braking Module Booksize

6.1.5

Bedeutung der LEDs

Tabelle 6- 4

Bedeutung der LEDs am Braking Module Booksize

LED READY

Farbe -

Zustand Aus

Beschreibung, Ursache Elektronikstromversorgung fehlt oder ist außerhalb des zulässigen Toleranzbereichs.

Abhilfe –

Komponente über Klemme deaktiviert. Grün

Dauerlicht

Komponente ist betriebsbereit.



Rot

Dauerlicht

Freigabe fehlt (Eingangsklemme) Übertemperatur Überstromabschaltung I2t-Überwachung angesprochen Erdschluss/Kurzschluss

Störung diagnostizieren (über Ausgangsklemmen) und quittieren (über Eingangsklemme)

Hinweis: Bei Übertemperatur kann der Fehler erst nach einer Abkühlzeit quittiert werden. DC LINK

-

Aus

Es liegt keine Zwischenkreisspannung an oder die Elektronikstromversorgung fehlt bzw. ist außerhalb des zulässigen Toleranzbereichs. Komponente nicht aktiv.



Grün

Blinklicht

Komponente aktiv (Zwischenkreisentladung über Bremswiderstand läuft).



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89

Braking Modules 6.1 Braking Module Booksize

6.1.6

Bild 6-3

Maßbild

Maßbild Braking Module, alle Angaben in mm und (inch)

High Frequency Drive

90

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.1 Braking Module Booksize

6.1.7

① ② Bild 6-4

Montage

Auslieferungszustand mit Abstandshalter - Einbautiefe für Booksize Antriebsverband mit interner Luftkühlung Demontierter Abstandshalter - Einbautiefe für Booksize Antriebsverband mit externer Luftkühlung Montagearten Braking Module mit und ohne Abstandshalter

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91

Braking Modules 6.1 Braking Module Booksize

6.1.8 Tabelle 6- 5

Technische Daten Technische Daten

6SL3100-1AE31-0AB0 Zwischenkreisspannung

VDC

510 - 720

Einschaltschwelle

V

770

Elektronikspannungsversorgung

VDC

24 (20,4 - 28,8)

Elektronikstromaufnahme (bei DC 24 V)

ADC

0,5

Strombelastbarkeit Zwischenkreisschienen 24-V-Schiene

ADC ADC

100 20

Bremsleistung max. Dauerbremsleistung

kW kW

100 1,5

Verlustleistung 1)

W

20

Kühlart

Eigenkonvektion

Gewicht

kg

4,1

1) Überblick siehe Verlustleistungstabellen im Kapitel Schaltschrankbau

6.1.8.1

Kennlinien

Lastspiel für Bremswiderstände ohne Thermoschalter 3>N:@ 3PD[ 31 N: $

Bild 6-5

7

N: $

W>V@

Lastspiel für Bremswiderstände ohne Thermoschalter

T [s] Periodendauer des Bremslastspiels A [s] Belastungsdauer PN [W] Bemessungsleistung (Dauerleistung) des Bremswiderstandes Pmax [W] Spitzenleistung des Bremswiderstandes (6 x PN)

High Frequency Drive

92

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.1 Braking Module Booksize Tabelle 6- 6

Lastspiele 6SN1113–1AA00–0DA0

6SL3100–1BE31–0AAx

Lastspiel kurz

Lastspiel lang

Lastspiel kurz

Lastspiel lang

A [s]

0,1

0,4

1

2

T [s]

11,5

210

68

460

Für Parallelschaltung von Bremseinheiten gilt: PN Gesamt = 0,9 x Summe PN der Einzelgeräte Pmax Gesamt = Summe Pmax der Einzelgeräte

6.1.9

Hinweise zur Projektierung

Zwischenkreiskapazität Für den Betrieb der Braking Module ist im Zwischenkreis eine Mindestkapazität notwendig. Die Zwischenkreiskapazität der Bremswiderstände beträgt jeweils 440 μF. Die Kapazität des Braking Module von 110 µF geht in die Summenkapazität mit ein. Bei Parallelschaltung von Braking Modules muss pro Braking Module die obige Zwischenkreiskapazität vorhanden sein. Hinweis Nur die Komponenten, die direkt über die Zwischenkreisverschienung miteinander verbunden sind, dürfen zur Gesamtkapazität hinzugerechnet werden. Zwischenkreisleitung In einem zweireihigen oder verteilten Antriebsverband sind die Zwischenkreise über eine Zwischenkreisleitung miteinander verbunden. Bei Verwendung eines Braking Module darf diese Leitung maximal 10 m lang sein. Die Zwischenkreisleitung ist in jedem Fall niederinduktiv und mit einem Querschnitt von mindestes 10 mm2 auszuführen.

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

93

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

6.2

Braking Module Booksize Compact

6.2.1

Beschreibung Das Braking Module Booksize Compact wird immer zusammen mit einem Bremswiderstand verwendet. Es hat folgende Aufgaben: ● Gezielte Stillsetzung der Antriebe bei Netzausfall (z. B. Notrückzug oder NOT-AUS Kategorie 1). ● Begrenzen der Zwischenkreisspannung bei kurzzeitigem Generatorbetrieb (z. B. wenn die Rückspeisefähigkeit des Line Modules deaktiviert oder nicht ausreichend dimensioniert ist). Das Braking Module enthält die dafür notwendige Leistungselektronik samt Ansteuerung. Bei Betrieb des Moduls wird die in den Zwischenkreis zurückgespeiste Energie über einen externen Bremswiderstand abgeführt. Das Braking Module kann sowohl an 200 V als auch 400 V Netzen betrieben werden. Die Auswahl erfolgt über den 4-poligen DIP-Schalter an der Oberseite des Moduls. Die Werksvoreinstellung ist 400 V. Bei Verwendung von Abstandsbolzen (6SL3462-1CC00-0AA0) kann das Braking Module Booksize Compact in einen Booksize-Antriebsverband mit interner Luftkühlung integriert werden.

Externe Bremswiderstände Am Braking Module Booksize Compact können Bremswiderstände mit und ohne Thermoschalter betrieben werden (Liste der anschließbaren Bremswiderstände siehe Kapitel "X1 Anschluss Bremswiderstand"). Die Art des eingesetzten Bremswiderstands wird über den DIP-Schalter eingestellt. Die Werksvoreinstellung ist "Bremswiderstand mit Thermoschalter". Die Leitungslänge zwischen Braking Module und Bremswiderstand ist auf maximal 10 m begrenzt.

Schnellentladung Das Braking Module Booksize Compact kann zusammen mit einem Bremswiderstand zur Schnellentladung des Zwischenkreises eingesetzt werden. Dazu wird nach dem Ausschalten der Einspeiseeinheit und der Trennung des Verbandes vom Netz (z. B. Hauptschalter, Netzschütz) der Zwischenkreis über den Bremswiderstand gezielt entladen. Die Funktion ist über einen Digitaleingang am Braking Module aktivierbar. Eine Schnellentladung ist z. B. dann sinnvoll, wenn am Motor Module und/oder der Motorinstallation Wartungsarbeiten ausgeführt werden sollen (Reduzierung der Entladezeit).

High Frequency Drive

94

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

ACHTUNG Sicherheit bei der Schnellentladung Das Antriebssystem muss für die Schnellentladung vollständig vom Netz getrennt sein. Die Motoren müssen sich im Stillstand befinden. Nach Abschluss der Schnellentladung steht am Zwischenkreis noch eine Spannung von 30 V an. Wird die Schnellentladung vor Abschluss abgebrochen, kann diese Spannung noch >60 V betragen. Die Zwischenkreisspannung ist in jedem Fall vor Beginn der Arbeiten zu prüfen!

Entwärmungsarten Das Braking Module Booksize Compact kann in folgenden Entwärmungsarten betrieben werden: ● interne Luftkühlung ● Cold-Plate-Kühlung Die gewünschte Entwärmungsart wird über den DIP-Schalter eingestellt. Die Werksvoreinstellung ist "interne Luftkühlung".

Interner Lüfter Der interne Lüfter läuft bei Betrieb des Braking Modules mit interner Luftkühlung sofort an und temperaturabhängig nach. Um zu verhindern, dass bei einer versehentlichen Einstellung des DIP-Schalters auf ColdPlate-Kühlung das Braking Module wegen Übertemperatur abschaltet, läuft der Lüfter ab einer bestimmten Temperaturschwelle dennoch an. Bei Überschreiten dieser Temperaturschwelle wird durch den Digitalausgang "Vorwarnung" eine Warnung abgesetzt. Damit wird ein Nothalt sichergestellt.

Überwachungsfunktionen ● Automatische Erkennung der Bremswiderstände ohne Thermoschalter und entsprechende Bremsleistungsüberwachung (nur bei Einstellung "Bremswiderstand ohne Thermoschalter") ● I2t-Überwachung des Braking Module ● Temperaturüberwachung des Braking Module ● Temperaturüberwachung des angeschlossenen Bremswiderstands mit Thermoschalter (nur bei Einstellung "Bremswiderstand mit Thermoschalter") ● Kurzschluss- und Überlasterkennung (für alle Bremswiderstände) ● Erdschlusserkennung (für alle Bremswiderstände)

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95

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

Parallelbetrieb Zur Steigerung der Bremsleistung können mehrere Braking Modules Booksize Compact parallel geschaltet werden. Die Bremsenergie wird dabei auf die Module aufgeteilt. Berechnungsformeln zur Parallelschaltung finden Sie im Kapitel "Hinweise zur Projektierung". Eine Parallelschaltung des Braking Module Booksize Compact ist auch zu SINAMICS S120 Basic Line Modules 20 kW und 40 kW möglich.

6.2.2

Sicherheitshinweise für Braking Modules Booksize Compact Hinweis Beachten Sie beim Umgang mit einem Braking Module Booksize Compact unbedingt die Sicherheitshinweise in Kapitel 1. WARNUNG Brandgefahr durch Überhitzung bei unzureichenden Lüftungsfreiräumen Unzureichende Lüftungsfreiräume können zu Überhitzung mit Personengefährdung durch Rauchentwicklung und Brand führen. Weiterhin können erhöhte Ausfälle und verkürzte Lebensdauer von Komponenten auftreten. • Halten Sie die Lüftungsfreiräume von 80 mm oberhalb und unterhalb der Komponente ein. ACHTUNG Ausführung der Verbindungsleitungen zu Bremswiderständen • Führen Sie die Verbindung zu den Bremswiderständen mit geschirmten Leitungen aus. ACHTUNG Geräteschäden bei Verwendung nicht zugelassener Bremswiderstände Werden andere als die in diesem Gerätehandbuch aufgeführten Bremswiderstände eingesetzt, können diese zerstört werden. • Setzen Sie ausschließlich von Siemens freigegebene Bremswiderstände ein.

High Frequency Drive

96

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

6.2.3

Schnittstellenbeschreibung

6.2.3.1

Übersicht

;; .OHPPHQ

',36FKDOWHU SROLJ

(QWULHJHOXQJ 6FKXW]NODSSH

(OHNWURQLNVWURPYHUVRUJXQJ

 [ =ZLVFKHQNUHLVVFKLHQHQ 6FKXW]NODSSH

/('V

7\SHQVFKLOG

6FKXW]OHLWHU DQVFKOXVV 01P

Bild 6-6

; $QVFKOXVVI¾U %UHPVZLGHUVWDQG

Schnittstellenübersicht Braking Module Booksize Compact

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

97

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

6.2.3.2 Tabelle 6- 7

X1 Anschluss Bremswiderstand X1 Anschluss Bremswiderstand Klemme

Bezeichnung

Technische Angaben

1

Bremswiderstandsanschluss R1

dauerkurzschlussfest

2

Nicht belegt

3

Bremswiderstandsanschluss R2

Max. anschließbarer Querschnitt: 6 mm2 Art: Schraubklemme 5 (siehe Kapitel "Schaltschrankbau / Verbindungstechnik")

Bremswiderstände ohne Thermoschalter Das Braking Module Booksize Compact ist nur für den Betrieb mit den unten aufgeführten Bremswiderständen ausgelegt. Tabelle 6- 8

Bremswiderstände ohne Thermoschalter

Bremswiderstand

R in Ω

PN in kW

Pmax in kW

6SN1113-1AA00-0DA0

17

0,3

25

6SL3100-1BE31-0AA0

5,7

1,5

100

Bremswiderstände mit Thermoschalter Das Braking Module Booksize Compact ist nur für den Betrieb mit den unten aufgeführten Bremswiderständen ausgelegt. Tabelle 6- 9

Bremswiderstände mit Thermoschalter

Bremswiderstand

R in Ω

PN in kW

P20 in kW

Pmax in kW

6SE7018-0ES87-2DC0

80

1,25

5

7,5

6SE7021-6ES87-2DC0

40

2,5

10

15

6SE7023-2ES87-2DC0

20

5

20

30

Detaillierte technische Informationen zu den Bremswiderständen finden Sie im Kapitel "Bremswiderstände".

High Frequency Drive

98

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

6.2.3.3

X21 Digitaleingänge/-ausgänge

Tabelle 6- 10 X21 Digitaleingänge/-ausgänge Klemme

Bezeichnung 1)

Technische Angaben

1

DI Low: Braking Module freigeben DI High: Sperre / Quittierung

Spannung: -3 V bis +30 V Stromaufnahme typisch: 10 mA bei DC 24 V

2

DI Low: Bremswiderstand manuell nicht angesteuert DI High: Bremswiderstand manuell angesteuert (Schnellentladung) 2)

Flankenwechsel High -> Low: Störquittierung

Pegel (einschl. Welligkeit) High-Pegel: 15 V bis 30 V Low-Pegel: -3 V bis +5 V

Werden X21.1 und X21.2 zeitgleich angesteuert, so hat die Braking Module - Sperre Vorrang. 3

DO High: keine Vorwarnung DO Low: Vorwarnung

max. Laststrom pro Ausgang: 100 mA dauerkurzschlussfest

4

DO High: betriebsbereit, keine Störung DO Low: Störung

Spannung: DC 24 V

5

Masse

6 Max. anschließbarer Querschnitt 1,5 mm2 Art: Schraubklemme 1 (siehe Kapitel "Schaltschrankbau und EMV / Verbindungstechnik") 1) DI: Digitaleingang; DO: Digitalausgang; M: Elektronikmasse 2) Die Funktion "Schnellentladung" dient zur Entladung der Kondensatoren im Zwischenkreis nach Unterbrechung der Netzversorgung.

Klemme X21.1 - Sperre/Quittierung Durch Anlegen eines High-Pegels an Klemme X21.1 wird das Braking Module gesperrt. Bei einer abfallenden Flanke werden anstehende Fehlermeldungen quittiert. Klemme X21.3 - Vorwarnung Beim Absetzen einer Vorwarnung steht die Abschaltung des Braking Module kurz bevor. Folgende Ursachen können vorliegen: ● Der Temperaturschalter des Bremswiderstands hat ausgelöst (nur bei Einstellung "Bremswiderstand mit Thermoschalter"). ● Die Temperatur des Braking Module liegt bei 80% des Maximalwerts. ● Der I2t-Zähler des Braking Module steht bei 80% des Maximalwerts. ● 80% der maximal zulässigen Bremsenergie des Bremswiderstands sind erreicht (nur bei Einstellung "Bremswiderstand ohne Thermoschalter"). ● Es ist ein falscher Bremswiderstand angeschlossen (nur bei Einstellung "Bremswiderstand ohne Thermoschalter").

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99

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact Klemme X21.4 - Störung Bei Störung durch Übertemperatur-, I2t- oder Bremsleistungsüberwachung wird der Fehler nach einer Abkühlphase automatisch quittiert. Ein manuelles Quittieren ist nicht notwendig! GEFAHR Gefahr durch elektrischen Schlag An den Klemmen "X21" dürfen nur Schutzkleinspannungen der Kategorie DVC A nach EN 61800-5-1 angeschlossen werden. Bei Nichtbeachtung besteht Gefahr durch elektrischen Schlag.

6.2.3.4

X22 Digitalausgang/Temperaturschalter

Tabelle 6- 11 X22 Digitalausgang/Temperaturschalter Bremswiderstand Klemme

Bezeichnung 1)

Technische Angaben

1

+ Temp

2

- Temp

Temperaturschalter des Bremswiderstands

3

Reserviert

Bitte nicht belegen

4

Reserviert

5

DO High: 200 V-Netz ist angewählt DO Low: 400 V-Netz ist angewählt

6

Reserviert

Bitte nicht belegen

mm2

Max. anschließbarer Querschnitt 1,5 Art: Schraubklemme 1 (siehe Kapitel "Schaltschrankbau / Verbindungstechnik") 1) DO: Digitalausgang

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100

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

6.2.3.5

DIP-Schalter Der 4-polige DIP-Schalter befindet sich oben auf dem Braking Module und dient der Einstellung des verwendeten Bremswiderstands, der Entwärmungsart und der Netzspannung. Nehmen Sie die notwendigen Einstellungen vor dem Einbau in den Schaltschrank vor. Der DIP-Schalter ist im eingebauten Zustand nicht mehr von vorne zugänglich.

Tabelle 6- 12 DIP-Schalter für Braking Module Booksize Compact Schalter 1 2 3 4

Schalterstellung

Funktion

Werkseinstellung

ON

Bremswiderstand ohne Thermoschalter

OFF

OFF

Bremswiderstand mit Thermoschalter

ON

Cold-Plate-Kühlung

OFF

Interne Luftkühlung

ON

200 V Netzspannung

OFF

400 V Netzspannung

ON

Reserviert

OFF OFF OFF

OFF

ACHTUNG Klemmenbelegung für den Betrieb "Bremswiderstand ohne Thermoschalter" Für den Betrieb "Bremswiderstand ohne Thermoschalter" (Schalter 1 = ON) dürfen die Klemmen X22.1 und X22.2 nicht belegt werden, damit das Braking Module in diesem Modus funktioniert.

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101

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

6.2.4

Anschlussbeispiele

Anschluss eines Bremswiderstands ohne Thermoschalter an ein Braking Module Booksize Compact

',

',

'2

'2

&8

&8

&8

&8









 0

 0

'&3 '&1

'&3 '&1

%UDNLQJ0RGXOH%RRNVL]H&RPSDFW ;      

', 6SHUUH4XLWWLHUXQJ ', =ZLVFKHQNUHLV6FKQHOOHQWODGXQJ '2 9 9RUZDUQXQJ$EVFKDOWXQJVWHKWEHYRU '2 6W¸UXQJ ൺ 0B',

 ', &8

   

; 5

; 

PD[P/HLWXQJVO¦QJH

0B',

 

7HPS

5



7HPS 5HVHUYLHUW 5HVHUYLHUW +LJK91HW]DQJHZ¦KOW

'2 /RZ91HW]DQJHZ¦KOW

%UHPVZLGHUVWDQGRKQH 7KHUPRVFKDOWHU

5HVHUYLHUW

 9HUVFKDOWXQJ¾EHU%L&RDXI3DUDPHWHUU  9HUVFKDOWXQJ¾EHU%L&RDXI3DUDPHWHUU  9HUVFKDOWXQJ¾EHU%L&RDXI3DUDPHWHUS  9HUVFKDOWXQJ¾EHU%L&RDXI3DUDPHWHUS

Bild 6-7

Anschlussbeispiel Braking Module Booksize Compact und Bremswiderstand ohne Thermoschalter

Hinweis Die digitalen Eingänge DI sind potentialgetrennt und beziehen sich auf M_DI (X21.5 und X21.6). Der Bezugspunkt der digitalen Ausgänge DO ist die Masse M der 24-V-Versorgung. Die Anschlüsse für den Temperaturschalter (X22.1 und X22.2) dürfen für den Betrieb "Bremswiderstand ohne Thermoschalter" nicht belegt werden, damit das Braking Module in diesem Modus funktioniert.

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102

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

Anschluss eines Bremswiderstands mit Thermoschalter an ein Braking Module Booksize Compact

',

',

'2

'2

&8

&8

&8

&8









 0

 0

'&3 '&1

'&3 '&1

%UDNLQJ0RGXOH%RRNVL]H&RPSDFW ;      

',

6SHUUH4XLWWLHUXQJ

',

=ZLVFKHQNUHLV6FKQHOOHQWODGXQJ

'2 9 9RUZDUQXQJ '2 6W¸UXQJ ൺ 0B',

 

',



&8

 

; 5

; 

PD[P/HLWXQJVO¦QJH

0B',

 

7HPS

5



7HPS 5HVHUYLHUW 5HVHUYLHUW +LJK91HW]DQJHZ¦KOW

'2 /RZ91HW]DQJHZ¦KOW

%UHPVZLGHUVWDQGPLW 7KHUPRVFKDOWHU

5HVHUYLHUW

 9HUVFKDOWXQJ¾EHU%L&RDXI3DUDPHWHUU  9HUVFKDOWXQJ¾EHU%L&RDXI3DUDPHWHUU  9HUVFKDOWXQJ¾EHU%L&RDXI3DUDPHWHUS  9HUVFKDOWXQJ¾EHU%L&RDXI3DUDPHWHUS

Bild 6-8

Anschlussbeispiel Braking Module Booksize Compact und Bremswiderstand mit Thermoschalter

Hinweis Die digitalen Eingänge DI sind potentialgetrennt und beziehen sich auf M_DI (X21.5 und X21.6). Der Bezugspunkt der digitalen Ausgänge DO ist die Masse M der 24-V-Versorgung.

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103

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

6.2.5

Bedeutung der LEDs am Braking Module Booksize Compact

Tabelle 6- 13 Bedeutung der LEDs am Braking Module Booksize Compact LED

Farbe

Zustand

Beschreibung

Abhilfe

READY

-

Aus

Elektronikstromversorgung fehlt oder ist außerhalb des zulässigen Toleranzbereichs.

Elektronikstromversorgung prüfen

Grün

Dauerlicht

Die Komponente ist betriebsbereit

-

Rot

Dauerlicht

Freigabe fehlt (Eingangsklemme) Übertemperatur IGBT / Bremswiderstand Überstromabschaltung I2t-Überwachung angesprochen Bremsleistungsüberwachung angesprochen Erdschluss / Kurzschluss

Störung diagnostizieren (über Ausgangsklemmen) und quittieren (über Eingangsklemme)

Hinweis: Bei Übertremperatur, I2t- oder Bremsleistungsüberwachung wird der Fehler nach einer Abkühlphase automatisch quittiert. Ein manuelles Quittieren ist nicht möglich! DC LINK

-

Aus

Es liegt keine Zwischenkreisspannung an oder die Elektronikstromversorgung fehlt bzw. ist außerhalb des zulässigen Toleranzbereichs. Die Komponente ist nicht aktiv.

Orange

Dauerlicht

Die Zwischenkreisspannung liegt an.

-

Orange

Blinklicht

Komponente aktiv (Zwischenkreisentladung über Bremswiderstand läuft)

-

High Frequency Drive

104

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

6.2.6

Bild 6-9

Maßbild

Maßbild Braking Module Booksize Compact, alle Angaben in mm und (inch)

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

105

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

6.2.7

Montage

Montage eines Braking Module Booksize Compact mit interner Luftkühlung

① ②

Befestigungswand Schraube M6 x 16 Sechskant-Kombischraube oder Sechskantschraube mit Federring und Unterlegscheibe

Bild 6-10

Montage Braking Module Booksize Compact mit interner Luftkühlung

Anzugsdrehmomente: ● Zunächst handfest (0,5 Nm) anziehen ● Festziehen mit 6 Nm

High Frequency Drive

106

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

Montage eines Braking Module Booksize Compact mit Cold-Plate

① ② ③ ④ ⑤ ⑥

Schraubbolzen M6 Cold-Plate (Luft- oder Flüssigkeitskühlung) Wärmeleitfolie Unterlegscheibe Federring Mutter M6

Bild 6-11

Montage Braking Module Booksize Compact mit Cold-Plate

Anzugsdrehmomente: ● Muttern zunächst handfest (0,5 Nm) anziehen ● Festziehen mit 10 Nm

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107

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

Besonderheiten bei der Montage auf eine Cold-Plate Für einen besseren Wärmeübergang muss ein Wärmeleitmedium verwendet werden. Dafür ist eine spezielle kalottengeprägte Wärmeleitfolie vorgesehen. Jedes Braking Module Booksize Compact wird mit einer formatgenauen Wärmeleitfolie geliefert. Die Einbauposition der Wärmeleitfolie ist zu beachten. Hinweis Bei Austausch einer Komponente ist die Wärmeleitfolie zu ersetzen! Es darf nur die von Siemens freigegebene / mitgelieferte Wärmeleitfolie verwendet werden.

Bestellnummer Wärmeleitfolie 50 mm

6.2.8

6SL3162-6FB01-0AA0

Technische Daten

Tabelle 6- 14 Technische Daten 6SL3400-1AE31-0AAx Netz

200 V

400 V

Zwischenkreisspannung

VDC

250 - 360

510 - 720

Einschaltschwelle

VDC

400

760

Bremsleistung maximal 1) Dauerbremsleistung

kW kW

50 2,5

100 5

Elektronikspannungsversorgung

VDC

Elektronikstromaufnahme (bei DC 24 V) Standby Betrieb

ADC

24 (20,4 - 28,8) 0,2 0,4

Strombelastbarkeit: Zwischenkreisschienen 24-V-Schiene

ADC ADC

100 20

Verlustleistung 2) Standby Betrieb

W W

5 25

Schaltfrequenz

Hz

Kühlarten

2000 Interne Luftkühlung Cold-Plate-Kühlung

Max. Umgebungstemperatur

°C

55

Gewicht

kg

2,7

1) bei oberer Einschaltschwelle 2) Überblick siehe Verlustleistungstabellen im Kapitel Schaltschrankbau

High Frequency Drive

108

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

6.2.8.1

Kennlinien

Lastspiel für Bremswiderstände ohne Thermoschalter 3>N:@ 3PD[ 31 N: $

Bild 6-12

N: $

7

W>V@

Lastspiel für Bremswiderstände ohne Thermoschalter

T [s] Periodendauer des Bremslastspiels A [s] Belastungsdauer PN [W] Bemessungsleistung (Dauerleistung) des Bremswiderstandes Pmax [W] Spitzenleistung des Bremswiderstandes (6 x PN) Tabelle 6- 15 Lastspiele 6SN1113–1AA00–0DA0

6SL3100–1BE31–0AAx

Lastspiel kurz

Lastspiel lang

Lastspiel kurz

Lastspiel lang

A [s]

0,1

0,4

1

2

T [s]

11,5

46

68

136

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

109

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

Lastspiele für Bremswiderstände mit Thermoschalter

3>N:@ 3PD[

[31

31

$ [31

$ [31

$ 3PD[

$ 3PD[



Bild 6-13

7

 

W V



Lastspiele für Bremswiderstände mit Thermoschalter

T [s] Periodendauer des Bremslastspiels A [s] Belastungsdauer PN [W] Bemessungsleistung (Dauerleistung) des Bremswiderstandes Pmax [W] Spitzenleistung des Bremswiderstandes (6 x PN) 4 x PN [W] = Leistung, die alle 90 s für 20 s zulässig ist Tabelle 6- 16 Lastspiele 6SE7018-0ES87-2DC0

6SE7021-6ES87-2DC0

6SE7023-2ES87-2DC0

Lastspiel Pmax

Lastspiel 4 x PN

Lastspiel Pmax

Lastspiel 4 x PN

Lastspiel Pmax

Lastspiel 4 x PN

A [s]

3

20

3

20

3

20

T [s]

90

90

90

90

90

90

High Frequency Drive

110

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

6.2.9

Hinweise zur Projektierung

Zwischenkreiskapazität Beachten Sie bei der Projektierung des Antriebsverbands, dass pro vollen 500 µF Zwischenkreiskapazität maximal ein Braking Module Booksize Compact eingesetzt werden darf. Tabelle 6- 17 Projektierungsbeispiele Zwischenkreiskapazität in µF

Max. Anzahl Braking Modules

900

1

2400

4

9800

19

Zwischenkreisleitung In einem zweireihigen oder verteilten Antriebsverband sind die Zwischenkreise über eine Zwischenkreisleitung miteinander verbunden. Bei Verwendung eines Braking Module Booksize Compact im Antriebsverband darf diese Leitung maximal 10 m lang sein. Die Zwischenkreisleitung ist in jedem Fall niederinduktiv und mit einem Querschnitt von mindestens 10 mm2 auszuführen.

Parallelbetrieb Bei der Projektierung einer Parallelschaltung von Braking Modules Booksize Compact darf nur auf 90 % der angegebenen Bremsleistung ausgelegt werden. Nur die Spitzenleistungen dürfen ohne Derating addiert werden. Für die Parallelschaltung von Bremseinheiten gilt: PN Gesamt = 0,9 x Summe PN der Einzelgeräte 4 x PN Gesamt = 0,9 x Summe (4 x PN) der Einzelgeräte Pmax Gesamt = Summe Pmax der Einzelgeräte

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Braking Modules 6.2 Braking Module Booksize Compact

High Frequency Drive

112

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7

Bremswiderstände 7.1

Beschreibung Über einen Bremswiderstand wird die überschüssige Energie des Zwischenkreises bei generatorischem Betrieb abgebaut. Bremswiderstände werden an ein Braking Module angeschlossen werden. Es stehen Widerstände mit und ohne Thermoschalter mit verschiedenen Bemessungsleistungen zur Verfügung. Der Thermoschalter überwacht die Bremswiderstände auf Übertemperatur und stellt beim Überschreiten des Grenzwertes eine Meldung auf einem potenzialfreien Kontakt zur Verfügung. Bremswiderstand

Braking Module Booksize

Braking Module Booksize Compact

Bremswiderstände ohne Thermoschalter 6SN1113-1AA00-0DA0 Widerstand: 17 Ω PN: 0,3 kW

x

x

6SL3100-1BE31-0AA0 Widerstand: 5,7 Ω PN: 1,5 kW

x

x

Bremswiderstände mit Thermoschalter 6SE7018-0ES87-2DC0 Widerstand: 80 Ω PN: 1,25 kW

x

6SE7021-6ES87-2DC0 Widerstand: 40 Ω PN: 2,5 kW

x

6SE7023-2ES87-2DC0 Widerstand: 20 Ω PN: 5 kW

x

Montage Die Montage der Bremswiderstände kann stehend auf dem Schaltschrankboden oder hängend erfolgen. Es ist darauf zu achten, dass die Bremswiderstände nicht im Kühlluftstrom des Antriebsverbands liegen. Durch die Platzierung des Bremswiderstandes außerhalb des Schaltschrankes bzw. außerhalb des Schaltanlagenraumes kann die entstehende Verlustwärme herausgeführt werden. Damit reduziert sich der Klimatisierungsaufwand.

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113

Bremswiderstände 7.2 Sicherheitshinweise für Bremswiderstände

Anschlussleitungen Im Lieferumfang des Bremswiderstands 6SN1113-1AA00-0DA0 ist eine geschirmte Anschlussleitung (3 m, 3 x 1,5 mm2) enthalten. Alle anderen Bremswiderstände werden ohne Anschlussleitung geliefert. Die maximalen Anschlussquerschnitte sind in den technischen Daten aufgeführt. Die maximale Leitungslänge beträgt bei allen Bremswiderständen 10 m.

7.2

Sicherheitshinweise für Bremswiderstände Hinweis Beachten Sie beim Einsatz von Bremswiderständen zusätzlich die Sicherheitshinweise in Kapitel 1. WARNUNG Brandgefahr und Geräteschäden durch Erdschluss / Kurzschluss Die Leitungen zum Bremswiderstand müssen so verlegt werden, dass ein Erdschluss bzw. Kurzschluss ausgeschlossen werden kann. Ein Erdschluss kann einen Brand mit Rauchentwicklung auslösen. • Wenden Sie lokale Installationsvorschriften an, die diesen Fehlerausschluss ermöglichen. • Schützen Sie die Leitungen vor einer mechanischen Beschädigung. Ergreifen Sie zusätzlich eine der folgenden Maßnahmen: • Verwenden Sie Leitungen mit doppelter Isolation. • Halten Sie ausreichender Abstände ein, z. B. mittels Abstandshalter. • Verlegen Sie die Leitungen in getrennten Installationskanälen bzw. -rohren. VORSICHT Verbrennungsgefahr durch hohe Oberflächentemperaturen Der Bremswiderstand kann sehr heiß werden. Durch Berühren der Oberfläche können Sie sich schwere Verbrennungen zuziehen. • Montieren Sie den Bremswiderstand so, dass ein Berühren ausgeschlossen ist. Wo das nicht möglich ist, bringen Sie an gefährdeten Stellen einen entsprechenden Warnhinweis deutlich sichtbar und verständlich an. • Um temperaturbedingte Schäden an den benachbarten Komponenten zu vermeiden, halten Sie Lüftungsfreiräume von 100 mm rings um den Bremswiderstand ein.

High Frequency Drive

114

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Bremswiderstände 7.3 Maßbilder

7.3

Maßbilder

Bremswiderstände ohne Thermoschalter

 

 

š š

Bild 7-1

 

 

 

 

 

Maßbild Bremswiderstand 6SN1113-1AA00-0DA0 mit Pn / Pmax = 0,3 kW / 25 kW, alle Angaben in mm und (inch)

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

115

Bremswiderstände 7.3 Maßbilder

 

 

 

 

 

 

 

 

[  [    š   š

Bild 7-2

Maßbild Bremswiderstand 6SL3100-1BE31-0AA0 mit Pn / Pmax = 1,5 kW / 100 kW, alle Angaben in mm und (inch)

High Frequency Drive

116

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Bremswiderstände 7.3 Maßbilder

Bremswiderstände mit Thermoschalter

ื 

6FKDOWVFKUDQN'DFKPRQWDJH



5 5 7 7

  ื 

:DQGPRQWDJH HOHNWULVFKHU$QVFKOXVVOLQNV

š[ š [

  ื   5 $QVFKOXVV/HLVWXQJVOHLWXQJ  7 $QVFKOXVV7HPSHUDWXUVHQVRU

/XIWVWURP .RQYHNWLRQ

Bild 7-3

Maß- und Montagebild (Dach- und Wandmontage) für Bremswiderstand 6SE7018-0ES87-2DC0 mit Pn / Pmax = 1,25 kW / 7,5 kW, alle Angaben in mm und (inch)

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117

Bremswiderstände 7.3 Maßbilder

ื 

6FKDOWVFKUDQN'DFKPRQWDJH



5 5 7 7

  ื  :DQGPRQWDJH HOHNWULVFKHU$QVFKOXVVOLQNV

  ื   5 $QVFKOXVV/HLVWXQJVOHLWXQJ  7 $QVFKOXVV7HPSHUDWXUVHQVRU

/XIWVWURP .RQYHNWLRQ

Bild 7-4

Maß- und Montagebild (Dach- und Wandmontage) für Bremswiderstand 6SE7021-6ES87-2DC0 mit Pn / Pmax = 2,5 kW / 15 kW, alle Angaben in mm und (inch)

High Frequency Drive

118

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Bremswiderstände 7.3 Maßbilder

 

%RGHQPRQWDJH

 

 

  0 0

1 2

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

º º

 

 

º º

 

 

:DQGPRQWDJH

 

1

Anschluss Thermoschalter T1 / T2 mit Anschlussquerschnitt 2,5 mm2

2

Anschluss Leistungsleitung, 2 x Bolzen M6

Bild 7-5

Maß- und Montagebild (Boden- und Wandmontage) für Bremswiderstand 6SE7023-2ES87-2DC0 mit Pn / Pmax = 5 kW / 30 kW, alle Angaben in mm und (inch)

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119

Bremswiderstände 7.4 Technische Daten

7.4 Tabelle 7- 1

Technische Daten Technische Daten Bremswiderstände ohne Thermoschalter Einheit

6SN1113–1AA00–0DA0

6SL3100–1BE31–0AAx

Widerstand R

Ω

17

5,7

Bemessungsleistung PN

kW

0,3

1,5

Spitzenleistung Pmax

kW

25

100

Max. Energieaufnahme Emax

kWs

Anschluss Leistungsleitung

7,5

200

Im Lieferumfang enthalten; Länge 3 m, 3 x 1,5 mm2

Schraubklemme, 4 mm2

Gewicht

kg

3,4

5,6

Maße (B x H x T)

mm

80 x 210 x 53

193 x 410 x 240

IP54B

IP20

Schutzart nach EN60529

Tabelle 7- 2

Technische Daten Bremswiderstände mit Thermoschalter Einheit

6SE7018-0ES872DC0

6SE7021-6ES872DC0

6SE7023-2ES872DC0

Widerstand R

Ω

80

40

20

Bemessungsleistung PN

kW

1,25

2,5

5

Bremsleistung 4 x PN

kW

5

10

20

kW

7,5

15

30

kWs kWs

22,5 100

45 200

90 400

Anschluss Thermoschalter

Schraubklemme2), 4 mm2

Schraubklemme2), 4 mm2

Schraubklemme, 2,5 mm2

Anschluss Leistungsleitung

Schraubklemme3), 4mm2

Schraubklemme3), 4mm2

Schraubbolzen für Ringkabelschuh M6

PE-Anschluss

Bolzen M5

Bolzen M5

Bolzen M6

Spitzenleistung

Pmax 1)

Max. Energieaufnahme Emax bei Pmax bei 4xPn

Gewicht

kg

6

12

17

Maße (B x H x T)

mm

145 x 180 x 540

145 x 360 x 540

450 x 305 x 485

IP20

IP20

IP20

Schutzart nach EN60529 1) gilt für eine Zwischenkreisspannung von 760 V

2) empfohlener Anschlussquerschnitt: 0,75 bis 1,5 mm2 3) empfohlener Anschlussquerschnitt: 2,5 mm2

High Frequency Drive

120

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Bremswiderstände 7.4 Technische Daten

7.4.1

Kennlinien

Lastspiel für Bremswiderstände ohne Thermoschalter 3>N:@ 3PD[ 31 N: $

Bild 7-6

N: $

7

W>V@

Lastspiel für Bremswiderstände ohne Thermoschalter

T [s] Periodendauer des Bremslastspiels A [s] Belastungsdauer PN [W] Bemessungsleistung (Dauerleistung) des Bremswiderstandes Pmax [W] Spitzenleistung des Bremswiderstandes (6 x PN) Tabelle 7- 3

Lastspiele für Braking Module Booksize 6SN1113–1AA00–0DA0

6SL3100–1BE31–0AAx

Lastspiel kurz

Lastspiel lang

Lastspiel kurz

Lastspiel lang

A [s]

0,1

0,4

1

2

T [s]

11,5

210

68

460

Tabelle 7- 4

Lastspiele für Braking Module Booksize Compact 6SN1113–1AA00–0DA0 Lastspiel kurz

6SL3100–1BE31–0AAx

Lastspiel lang

Lastspiel kurz

Lastspiel lang

A [s]

0,1

0,4

1

2

T [s]

11,5

210

68

460

Für Parallelschaltung von Bremseinheiten gilt: PN Gesamt = 0,9 x Summe PN der Einzelgeräte Pmax Gesamt = Summe Pmax der Einzelgeräte

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121

Bremswiderstände 7.4 Technische Daten

Lastspiele für Bremswiderstände mit Thermoschalter

3>N:@ 3PD[

[31

31

$ [31

$ [31

$ 3PD[

$ 3PD[



Bild 7-7

7

 

W V



Lastspiele für Bremswiderstände mit Thermoschalter

T [s] Periodendauer des Bremslastspiels A [s] Belastungsdauer PN [W] Bemessungsleistung (Dauerleistung) des Bremswiderstandes Pmax [W] Spitzenleistung des Bremswiderstandes (6 x PN) 4 x PN [W] = Leistung, die alle 90 s für 20 s zulässig ist Tabelle 7- 5

Lastspiele 6SE7018-0ES87-2DC0

6SE7021-6ES87-2DC0

6SE7023-2ES87-2DC0

Lastspiel Pmax

Lastspiel 4 x PN

Lastspiel Pmax

Lastspiel 4 x PN

Lastspiel Pmax

Lastspiel 4 x PN0

A [s]

3

20

3

20

3

20

T [s]

90

90

90

90

90

90

Für Parallelschaltung von Bremseinheiten gilt: PN Gesamt = 0,9 x Summe PN der Einzelgeräte 4 x PN Gesamt = 0,9 x Summe (4 x PN) der Einzelgeräte Pmax Gesamt = Summe Pmax der Einzelgeräte

High Frequency Drive

122

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Control Supply Module (CSM) 8.1

8

Beschreibung Das Control Supply Module stellt eine Ausgangsspannung von DC 24 V - 28,8 V zur Verfügung. Die Ausgangsspannung ist über ein integriertes Potentiometer einstellbar. Im Normalbetrieb versorgt sich das Control Supply Module aus der Netzspannung. Im Falle eines Netzausfalles schaltet das Modul automatisch auf Versorgung aus dem Zwischenkreis um. Damit ist es z. B. möglich, gezielte Rückzugsbewegungen bei Netzausfall durchzuführen. Das Control Supply Module besitzt eine sichere elektrische Trennung zwischen dem Netzund dem Zwischenkreispotenzial. Damit ist sichergestellt, dass der Zwischenkreis nicht ungewollt aufgeladen wird. Das Control Supply Module kann daher am Netz bleiben, wenn das Line Module z. B. über ein Netzschütz galvanisch vom Netz getrennt wird. Die 24-V-Masse des Control Supply Modules ist intern geerdet. Die Entwärmung des Control Supply Modules erfolgt über einen internen Lüfter. Temperatur und Spannungen werden intern überwacht. Temperaturüberwachung: Bei Übertemperatur im Control Supply Module wird über einen Meldekontakt eine Temperaturvorwarnung abgesetzt. Fällt innerhalb der Vorwarnzeit die Temperatur unter den Grenzwert, bleibt das Modul in Betrieb und der Meldekontakt wird abgesteuert. Bei andauernder Übertemperatur wird das Modul abgeschaltet und neu gestartet. Spannungsüberwachung: Bei Überschreiten der Überwachungsschwelle (32 V) der Ausgangsspannung für > 20 ms schaltet sich das Control Supply Module ab und versucht nach 10 s einen Neustart. Hinzu kommt eine hardwareseitig arbeitende Überspannungsbegrenzung. Diese verhindert, dass im Fehlerfall mehr als 35 V ausgegeben werden können. Das Control Supply Module kann einzeln oder in Parallelschaltung mit maximal 10 Geräten betrieben werden. Die Umschaltung zwischen Einzel- und Parallelbetrieb erfolgt im stromlosen Zustand über einen DIP-Schalter an der Oberseite des Moduls. Hinweis Kompatibilität Das hier beschriebene neue Control Supply Module 6SL3100-1DE22-0AA1 mit erweiterter Funktionalität ersetzt das Control Supply Module 6SL3100-1DE22-0AA0. Die Module sind ersatzteilkompatibel.

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123

Control Supply Module (CSM) 8.2 Sicherheitshinweise für Control Supply Modules

8.2

Sicherheitshinweise für Control Supply Modules Hinweis Beachten Sie beim Umgang mit einem Control Supply Module unbedingt die Sicherheitshinweise in Kapitel 1. WARNUNG Lebensgefahr durch elektrischen Schlag Das Control Supply Module besitzt zwei Versorgungskreise. Durch die Zwischenkreiskondensatoren steht noch für bis zu 5 min nach dem Abschalten der Versorgung gefährliche Spannung an. Deshalb ist das Öffnen der Komponenten erst nach Ablauf dieser Zeit zulässig. Zum Öffnen der Schutzklappe des Zwischenkreises muss die Entriegelung mit einem geeigneten Schraubendreher betätigt werden. Der Betrieb der Komponenten ist nur mit geschlossener Schutzklappe des Zwischenkreises erlaubt. Beschädigte Komponenten dürfen nicht weiter betrieben werden. Nichtbeachtung kann schwere Körperverletzung oder Tod nach sich ziehen. WARNUNG Brandgefahr durch Überhitzung bei unzureichenden Lüftungsfreiräumen Unzureichende Lüftungsfreiräume können zu Überhitzung mit Personengefährdung durch Rauchentwicklung und Brand führen. Weiterhin können erhöhte Ausfälle und verkürzte Lebensdauer von Komponenten auftreten. • Halten Sie die Lüftungsfreiräume von 80 mm oberhalb und unterhalb der Komponente ein. ACHTUNG Verwendung des 24-V-Klemmenadapters Der 24-V-Klemmenadapter muss bei der Verwendung am Control Supply Module angeschraubt werden. Verwenden Sie dazu die beiliegende Schraube EJOT-PT-Schraube K30 x 16 (Anzugsdrehmoment 0,5 Nm).

High Frequency Drive

124

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Control Supply Module (CSM) 8.3 Schnittstellenbeschreibung

8.3

Schnittstellenbeschreibung

8.3.1

Übersicht

; 0HOGHNRQWDNW 6 ',36FKDOWHU $EVWDQGVKDOWHU

; 9.OHPPHQDGDSWHU (QWULHJHOXQJ 6FKXW]NODSSH

(OHNWURQLNVWURP YHUVRUJXQJ  [

=ZLVFKHQNUHLV VFKLHQHQ

(LQVWHOOSRWHQWLRPHWHU $XVJDQJVVSDQQXQJ /('V

7\SHQVFKLOG

6FKXW]OHLWHU DQVFKOXVV 01P

Bild 8-1

; 1HW]DQVFKOXVV

Schnittstellenübersicht Control Supply Module

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125

Control Supply Module (CSM) 8.3 Schnittstellenbeschreibung

8.3.2 Tabelle 8- 1

X1 Netzanschluss X1 Netzanschluss Klemme

Technische Angaben

U1

Anschlussspannung:

V1

3 AC 380 V - 480 V, 50 / 60 Hz

W1

max. anschließbarer Querschnitt: 4 mm2 Art: Schraubklemme 4 (siehe Kapitel " Schaltschrankbau und EMV / Verbindungstechnik") Anzugsdrehmoment: 0,5 - 0,6 Nm

PE-Anschluss

8.3.3

Schraube M5 / 3 Nm am Gehäuse

X21 Meldekontakt Tabelle 8- 2

X21 Meldekontakt Klemme

Technische Angaben

1

Spannung DC 24 V

2

max. Laststrom 0,5 A (Ohmsche Last)

max. anschließbarer Querschnitt 1,5 mm2 Art: Schraubklemme 1_1 (siehe Kapitel " Schaltschrankbau und EMV / Verbindungstechnik) Der 2-polige Klemmenstecker für den Meldekontakt ist im Beipack enthalten.

Der Meldekontakt kann mit einem Digitaleingang (DI) der Control Unit oder einer anderen digitalen Schnittstelle (PLC, SCADA) verdrahtet werden. Im Parallel- oder Redundanzbetrieb wird damit der Ausfall eines Control Supply Modules angezeigt um z.B. einen Serviceeinsatz zu initiieren. Der Meldekontakt arbeitet als potenzialfreier Schließer. Im geschlossenen Zustand des Schalters ist das Control Supply Module "OK" und liefert die Ausgangsspannung. Im Fehlerfall "nicht OK" bei weiterhin anstehender Übertemperatur nach Vorwarnung, Drahtbruch, Kurzschluss etc. öffnet der Schalter. Das Control Supply Module wird entsprechend abgeschaltet.

High Frequency Drive

126

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Control Supply Module (CSM) 8.3 Schnittstellenbeschreibung Tabelle 8- 3

Montage des Meldekontakts

Meldekontakt ohne Klemmenstecker im Auslieferungszustand

8.3.4 Tabelle 8- 4

Meldekontakt komplett mit Klemmenstecker

X24 24-V-Klemmenadapter X24 24-V-Klemmenadapter Klemme

Bezeichnung

Technische Angaben

+

24-V-Versorgung

Versorgungsspannung DC 24 - 28,8 V

M

Masse

Elektronikmasse

Max. anschließbarer Querschnitt: 6 mm2 Art: Schraubklemme 5 (siehe Kapitel " Schaltschrankbau und EMV / Verbindungstechnik") Der 24-V-Klemmenadapter gehört zum Lieferumfang.

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127

Control Supply Module (CSM) 8.3 Schnittstellenbeschreibung

8.3.5

S1 DIP-Schalter

Tabelle 8- 5

DIP-Schalter S1 Klemme

Bezeichnung

Technische Angaben

1

Umschalter Einzelbetrieb / Parallelbetrieb

Links: Einzelbetrieb Rechts: Parallelbetrieb

2

Blindkontakt (nicht belegt)

Umschaltung der Ausgangskennlinie

Die Umschaltung erfolgt ausschließlich im spannungslosen Zustand.

6 ',36FKDOWHU

8PVFKDOWHU (LQ]HOEHWULHE 3DUDOOHOEHWULHE

%OLQGNRQWDNW QLFKWEHOHJW

/,1.6

Bild 8-2

5(&+76

DIP-Schalter an der Oberseite der Komponente

Im Auslieferungszustand ist "Einzelbetrieb" eingestellt. Beide Schalter stehen links.

High Frequency Drive

128

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Control Supply Module (CSM) 8.4 Anschlussbeispiele

8.4

Anschlussbeispiele

8.4.1

Allgemeines Das Control Supply Module wird über die Schnittstelle X1 (Schraubanschlussklemmen 0,2 bis 4 mm2) an das Energieversorgungsnetz (3 AC 380 V –10 % bis 480 V +10 %) angeschlossen. Die Anbindung sollte vorzugsweise ohne eine Trenneinrichtung (z. B. Schütz) erfolgen. Das Control Supply Module enthält ein internes Netzfilter (Klasse A bei TN-Netzen) und die Vorladeschaltung für den geräteinternen Zwischenkreis, aus dem die 24-V-Spannung potenzialfrei erzeugt wird. Das Control Supply Module beinhaltet außerdem eine Strombegrenzung. Hinweis Wenn Sie Leitungen mit einem Querschnitt von 2,5 mm2 verwenden, ist für folgende Leitungstypen 24-V-seitig keine zusätzliche Absicherung notwendig: • Leitungen vom Typ XLPE • Leitungen vom Typ EPR • gleichwertige Leitung mit einer Temperaturfestigkeit bis 90 °C. Hinweis Anschlussreihenfolge beachten Wird ein selektiv schaltender, allstromsensitiver FI-Schutzschalter für den Antriebsverband eingesetzt, sollte das Control Supply Module immer hinter diesem FI-Schutzschalter ans Netz angeschlossen werden. Anderenfalls würde der FI-Schutzschalter unberechtigt auslösen, sofern der Gleichstromanteil bei bestimmten Betriebszuständen unsymmetrisch entnommen wird. Hinweis Reihenfolge der Netzzuschaltung Bei der Projektierung der Netzversorgung des Control Supply Module ist zu beachten, dass die Netzzuschaltung des Control Supply Module vor der Netzzuschaltung des Line Module erfolgt. Damit wird verhindert, dass der Zwischenkreis beim Aufladen sofort durch das Control Supply Module belastet wird. Das Control Supply Module könnte eine aktive Last mitbringen, die verhindert, dass das Line Module in den Zustand "Ready" gelangt.

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129

Control Supply Module (CSM) 8.4 Anschlussbeispiele

8.4.2

Einzelbetrieb Im Einzelbetrieb muss das Control Supply Module sowohl über die Zwischenkreisschienen als auch über die 24-V-Schienen mit dem Antriebsverband verbunden werden. Der rote 24V-Verbinder aus dem Beipack ist dabei unbedingt zu stecken. Der DIP-Schalter am Control Supply Module ist auf "Einzelbetrieb" einzustellen. Der Anschluss kann wie unten dargestellt erfolgen. / / / 3(

/ / / 3(

ZHLWHUH9HUEUDXFKHU

1HW]WUHQQHLQULFKWXQJ

6LFKHUXQJHQ

Q0RWRU0RGXOHV

),6FKXW]VFKDOWHU  RSWLRQDO

 0

 0

'&3 '&1

 '2 1HW]VFK¾W] &8 RSWLRQDO

/LQH 0RGXOH

0RWRU 0RGXOHV

&RQWURO 6XSSO\ 0RGXOH

'&9

 

',  &8

1HW]ILOWHU 

5($'< '&/,1.

5($'
820 V ± 3 %

DC LINK

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131

Control Supply Module (CSM) 8.6 Maßbild

8.6

Bild 8-4

Maßbild

Maßbild Control Supply Module, alle Angaben in mm und (inch)

High Frequency Drive

132

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Control Supply Module (CSM) 8.7 Montage

8.7

① ② Bild 8-5

Montage

Auslieferungszustand mit Abstandshalter - Einbautiefe für Booksize Antriebsverband mit interner Luftkühlung Demontierter Abstandshalter - Einbautiefe für Booksize Antriebsverband mit externer Luftkühlung Montagearten Control Supply Module mit und ohne Abstandshalter

Das Control Supply Module kann mit und ohne Abstandshalter an der Schaltschrankwand befestigt werden.

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133

Control Supply Module (CSM) 8.8 Technische Daten

8.8 Tabelle 8- 7

Technische Daten Technische Daten

6SL3100-1DE22-0AA1

Einheit

Wert

VAC Hz

3 AC 380 - 480 VAC ± 15 % 45 bis 66

Bemessungseingangsstrom Nennwert (bei UE Nenn)

AAC

≤2

Einschaltstromstoß

AAC

≤ 28 bei > 5 ms

Bemessungseingangsspannung

VDC

600

Eingangsspannungsbereich

VDC

300 - 882

Zwischenkreisspannung (Eingangsspannung dauerhaft)

VDC

430 bis 800 300 - 430 < 1 min 800 - 853 < 1 min 853 - 882 < 10 s

Anschlussstrom (bei 600 V)

ADC

1,1

Überspannungsabschaltung Unterspannungsabschaltung

VDC VDC

> 882 280 ± 3 %

VDC

24 - 28,8 V

Eingangsdaten AC-Eingang Netzspannung Netzfrequenz

Eingangsdaten DC-Eingang

Ausgangsdaten Bemessungsausgangsspannung UA nenn Bemessungsausgangsstrom

IA nenn 1)

ADC

20

Bemessungsausgangsleistung PA nenn

W

520

Überstrombegrenzung bei Kurzschluss

ADC

ca. 23

Überspannungsbegrenzung

V

< 35

Strombelastbarkeit der 24-V-Schiene

ADC

20

Restwelligkeit (Taktfrequenz ca. 50 kHz)

mVpp

< 100

Schaltspitzen (Bandbreite 20 MHz)

mVpp

< 200

Netzausfallüberbrückung (bei 400 VAC)

ms

5

Verlustleistung Netz Zwischenkreis

W

70 65

%

>83

A kA

3RV1021-1DA10 2,2 bis 3,2 (Einstellwert 3) 100

A kA

6 200

2)

Wirkungsgrad Leistungsschalter (UL) Typbezeichnung: Bemessungsstrom: resultierender Bemessungskurzschlussstrom SCCR bei 480 VAC: Schmelzsicherungen (UL) Class RK1, listed JDDZ Bemessungsstrom: resultierender Bemessungskurzschlussstrom SCCR bei 480 VAC: Kühlart

Interne Luftkühlung

High Frequency Drive

134

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Control Supply Module (CSM) 8.8 Technische Daten

6SL3100-1DE22-0AA1

Einheit

Wert

Max. Umgebungstemperatur ohne Derating mit Derating ab 26 V Ausgangsspannung

°C °C

≤40 >40 bis 55

Gewicht

kg

4,8

1) ab 40 °C ist ein lineares Derating des Ausgangsstroms ab 26 V Ausgangsspannung zu beachten 2) Überblick siehe Verlustleistungstabellen im Kapitel Schaltschrankbau

8.8.1

Kennlinien

Derating-Kennlinie Bei Umgebungstemperaturen > 40 °C ist ab 26 V Ausgangsspannung ein lineares Derating für den Ausgangsstrom zu beachten. $

$XVJDQJVVWURP,RXW

 





 











9

$XVJDQJVVSDQQXQJ8RXW

Bild 8-6

Strom-Derating für Umgebungstemperaturen > 40 °C in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung

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135

Control Supply Module (CSM) 8.8 Technische Daten

High Frequency Drive

136

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Zwischenkreisadapter 9.1

9

Beschreibung Der Zwischenkreisadapter dient der direkten Einspeisung der DC-Zwischenkreisspannung in den Antriebsverband. Er wird beim High Frequency Drive dann benötigt, wenn die Einspeisung über ein Active Line Module Chassis erfolgt. Die Einspeisung erfolgt seitlich über das HF Damping Module. Der Querschnitt der Anschlussleitung ist auf den Summenstrombedarf aller angeschlossenen Komponenten auszulegen. Es wird die Verwendung von geschirmten Einzeladern empfohlen. Die Anschlussleitungen sind entsprechend abzusichern.

9.2

Sicherheitshinweise für Zwischenkreisadapter WARNUNG Brandgefahr und Geräteschäden durch Erdschluss / Kurzschluss Die Zwischenkreis-Verbindungsleitungen müssen so verlegt werden, dass ein Erdschluss bzw. Kurzschluss ausgeschlossen werden kann. Ein Erdschluss kann einen Brand mit Rauchentwicklung auslösen. • Wenden Sie lokale Installationsvorschriften an, die diesen Fehlerausschluss ermöglichen. • Schützen Sie die Leitungen vor einer mechanischen Beschädigung. Ergreifen Sie zusätzlich eine der folgenden Maßnahmen: • Verwenden Sie Leitungen mit doppelter Isolation. • Halten Sie ausreichender Abstände ein, z. B. mittels Abstandshalter. • Verlegen Sie die Leitungen in getrennten Installationskanälen bzw. -rohren. WARNUNG Brandgefahr durch Überhitzung bei Überschreiten der zulässigen Längen von Leistungsleitungen Durch zu lange Verbindungsleitungen im Zwischenkreis kann es zur Überhitzung von Komponenten mit Brand und Rauchentwicklung kommen. • Beschränken Sie die Gesamtlänge des Zwischenkreises inklusive der Verbindungsleitungen auf maximal 10 m.

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137

Zwischenkreisadapter 9.3 Schnittstellenbeschreibung

9.3

Schnittstellenbeschreibung

9.3.1

Übersicht



Montierter Zwischenkreisadapter

Bild 9-1

9.3.2 Tabelle 9- 1

HF Damping Module mit Zwischenkreisadapter

Zwischenkreisanschluss Zwischenkreisanschluss

Klemme

Funktion

Technische Angaben

DCP

ZK positiv

DCN

ZK negativ

Strombelastbarkeit: 200 A Anschlussquerschnitt: 35 – 95 mm² Abisolierlänge: 27 mm

High Frequency Drive

138

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Zwischenkreisadapter 9.4 Maßbild

9.4

Maßbild

Bild 9-2

Maßbild HF Damping Module mit Zwischenkreisadapter, alle Angaben in mm und (inch)

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139

Zwischenkreisadapter 9.5 Montage

9.5

Montage Benötigte Werkzeuge: ● Schlitzschraubendreher (1 x 5,5) zum Entriegeln der Schutzklappe ● Torx-Schraubendreher T20 für Zwischenkreisschrauben (Torx-Schlitz)

Tabelle 9- 2

Montage des Zwischenkreisadapters am HF Damping Module

Entriegeln und Öffnen der Schutzklappe

Entfernen der Zwischenkreisschrauben

Festschrauben des Zwischenkreisadapters (1,8 Nm) mit den Entfernen der Zwischenkreis-Seitenabdeckung und zuvor entfernten Zwischenkreisschrauben an den rechten Schließen der Schutzklappe, bis sie hörbar einrastet Bohrungen ①

GEFAHR Lebensgefahr durch elektrischen Schlag bei Berühren der Zwischenkreisschienen Zwischenkreisschienen führen im Betrieb lebensgefährliche Spannungen. • Montieren Sie die Schienen des Zwischenkreisadapters so, dass sie nach dem Schließen der Zwischenkreisklappe nicht berührt werden können.

High Frequency Drive

140

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Zwischenkreisadapter 9.6 Elektrischer Anschluss

9.6

Elektrischer Anschluss Benötigte Werkzeuge: ● Innensechskantschlüssel Größe 6 zum Befestigen der Leitungen ● Passendes Werkzeug für Schlauchschellen, z.B. Schlitzschraubendreher

Tabelle 9- 3

Elektrischer Anschluss des Zwischenkreisadapters

Verbindungsleitung durch die Schlauchschelle in den Zwischenkreisadapter führen

Leitung mit einem Innensechskant festschrauben

Schlauchschelle mit einem Schraubendreher festziehen

Angeschlossene DCN-Verbindungsleitung

Der oben beschriebene Vorgang gilt für beide Verbindungsleitungen des Zwischenkreises und muss für die DCP-Verbindungsleitung wiederholt werden. Es sind nur geschirmte Verbindungsleitungen zu verwenden.

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141

Zwischenkreisadapter 9.7 Technische Daten

9.7 Tabelle 9- 4

Technische Daten Technische Daten Zwischenkreisadapter

6SL3162-2BM01-0AA0

Einheit

Wert

Strombelastbarkeit

A

200

Anschlussquerschnitt

mm²

35 – 95

Abisolierlänge

mm

27

Anzugsdrehmoment - Klemmen - Zwischenkreisverschienung

Nm Nm

13 1,8

High Frequency Drive

142

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

10

Projektierung 10.1

Funktionsmerkmale

10.1.1

Drehzahlbegrenzung Der SINAMICS S120 High Frequency Drive wurde für den Betrieb von hochdrehenden Synchron- und Asynchronmotoren entwickelt. Um die anfallenden Motorverluste gering zu halten, arbeitet der HF Drive mit einem Ausgangsfilter (HF Sine Filter Module), der die pulsfrequenten Anteile der UmrichterAusgangsspannung an den Motorklemmen stark reduziert. Der Betrieb des HF Sine Filter Module kann eine Drehzahleinschränkung des Motors zur Folge haben. Um dieser Drehzahlbegrenzung des Motors entgegenzuwirken oder Einschränkungen der maximalen Umrichter-Ausgangsfrequenz zu vermeiden, gibt es zwei Möglichkeiten: ● Einsatz eines Voltage Protection Module (VPM) bei Synchronmotoren ● Einsatz eines HF Drive mit einer Pulsfrequenz von 32 kHz (6SL3125-1UE31-5AD0) anstelle eines HF Drive mit einer Pulsfrequenz von16 kHz (6SL3125-1UE32-2AD0), falls der verringerte Umrichterstrom für die Anwendung ausreichend ist. Die folgende Tabelle zeigt eine Übersicht, wie einer möglichen Drehzahlbegrenzung entgegengewirkt werden kann.

Tabelle 10- 1 Maßnahmen zur Verhinderung der Drehzahlbegrenzung Synchronmotoren

Asynchronmotoren

Anschluss eines Voltage Protection Module (VPM)

X

--

HF Drive 16 kHz mit 32 kHz Pulsfrequenz betreiben (Derating beachten)

X

X

Hinweis Das Voltage Protection Module muss bei Synchronmotoren immer zusammen mit einem Braking Module und einem Control Supply Module eingesetzt werden.

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

143

Projektierung 10.1 Funktionsmerkmale

Berechnung der maximalen Drehzahl für Synchron- und Asynchronmotoren Tabelle 10- 2 Übersicht der Parameter zur Drehzahlberechnung Parameter

Bedeutung

r0297

Überspannungsschwelle Zwischenkreis 820 V

p0233

Filterinduktivität 0,036 mH

p0234

Filterkapazität [µF]

p0304

Ohne Zusatzkapazität

Mit Zusatzkapazität

16 kHz

11,9 μF

15,2 µF

32 kHz

2,72 μF

3,4 µF

Motor-Bemessungsspannung [V]

p0310

Motor-Bemessungsfrequenz [Hz]

p0311

Motor-Bemessungsdrehzahl [1/min]

p0314

Motor-Polpaarzahl Synchronmotor:

Auf dem Typenschild

Asynchronmotor:

p0314 = (p0310 [Hz] • 60) / p0311 [1/min] 1)

p0315

Motor-Polpaarweite [mm]

p0316

Motor-Drehmomentkonstante rotatorisch [Nm/A] Motor-Kraftkonstante linear [N/A]

p0317

Motor-Spannungskonstante [V]

p0348

Einsatzdrehzahl Feldschwächung [1/min] bei Vdc = 600 V (425 Veff / p0317 · 1000 1/min)

p0353

Motor-Vorschaltinduktivität [mH]

p0356

Motor-Ständerstreuinduktivität [mH]

p0358

Motor-Läuferstreuinduktivität [mH]

p0360

Motor-Hauptfeldinduktivität [mH] Motor-Streuinduktivität / Ankerinduktivität (incl. Vorschaltinduktivität, wenn vorhanden) Synchronmotor:

L_motor [mH] = p0356 + p0353

Asynchronmotor:

L_motor [mH] = p0356 + p0360 - p03602 / (p0360 + p0358) + p0353

1) Die Polpaarzahl für Asynchronmotoren entspricht hier der Vorkommazahl des berechneten Parameters.

High Frequency Drive

144

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Projektierung 10.1 Funktionsmerkmale Die jeweils maximale Motordrehzahl für Synchron- und Asynchronmotoren kann mit folgenden Formeln berechnet werden. Dabei sind die Parameter in den in der oben stehenden Tabelle gelisteten Einheiten einzusetzen. HF Drive ohne VPM ● Synchronmotor, rotatorisch S S಺಺ U಺S ಺/BPRWRU಺S  S> PLQ @ื಺ U಺S಺/BPRWRU಺S

● Linearmotor SySyUy/BPRWRUySSyS P S> V @ ื y S Uy/BPRWRUyS

● Asynchronmotor Der größere Wert aus beiden Berechnungen ergibt die maximale Motordrehzahl.  S> PLQ @ื

಺ S಺ SSS ಺S

಺U಺S  S> PLQ @ื S

HF Drive mit VPM ● Synchronmotor /BPRWRUS  S> PLQ @ืS  S

ACHTUNG Minimalwert der Motorstreuinduktivität beachten Die Motorstreuinduktivität/Ankerinduktivität inklusive Vorschaltinduktivität (L_motor) darf nicht kleiner als 2 • p0233 sein. Gegebenenfalls ist diese Bedingung durch den Einsatz einer geeigneten Vorschaltinduktivität (p0353) zu erfüllen. Um die Verschiebung der Filterresonanzfrequenz durch den Motor zu kompensieren, muss ab einer Motorstreuinduktivität/Ankerinduktivität von < 3,6 · p0233 eine Zusatzkapazität im HF Sine Filter Module zugeschaltet werden (p5174.0 = 1). Die Vorbelegung für das Zuschalten der Zusatzkapazität wird bei der Erstinbetriebnahme automatisch vorgenommen. Der Kondensator kann auch mit Hilfe des Parameters p5174.0 (siehe auch Kapitel "Übersicht wichtiger Parameter") manuell parametriert werden. ● Der Parameter wird aktiviert, wenn die Motorstreuinduktivität < 3,6 • p0233 ist. ● Der Parameter wird deaktiviert, wenn die Motorstreuinduktivität > 3,6 • p0233 ist.

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

145

Projektierung 10.1 Funktionsmerkmale

Entscheidungsmatrix zum Einsatz des passenden HF-Drive Basis dieser Entscheidungsmatrix ist die Maximaldrehzahl des angeschlossenen Motors. Berücksichtigen Sie die Vorschaltinduktivität, wenn L_motor < 2 • p0233, so dass L_motor + p 0353 ≥ 2 • p0233. Ist die Ausgangsfrequenz < 1200 Hz? JA

Ist die berechnete maximale Motordrehzahl (entsprechend der Formel mit Filter des HF-Drive 16 kHz ohne VPM) kleiner als die gewünschte Maximaldrehzahl? JA

Ist der Motor ein kurzschlussfester Synchronmotor? JA

NEIN

NEIN NEIN

JA

Verwenden Sie den HF-Drive 16 kHz mit VPM und der Vorschaltinduktivität, die diese Formel erfüllt.

NEIN

Verwenden Sie den HF-Drive 16 kHz mit VPM.

Ist die berechnete Maximaldrehzahl des Motors (entsprechend der Formel mit Filter des HFDrive 32 kHz ohne VPM) kleiner als die gewünschte Maximaldrehzahl oder ist der Modulstrom zu klein? JA

Der Motor kann maximal nur bis zur berechneten Drehzahl betrieben werden. Strom und Maximaldrehzahl müssen gegeneinander abgewogen werden (HFDrive 16 kHz HF-Drive 32 kHz.)

NEIN

Verwenden Sie den HF-Drive 32 kHz.

Verwenden Sie den HF-Drive 16 kHz.

Ist die berechnete Maximaldrehzahl des Motors (entsprechend der Formel mit Filter des HF-Drive 32 kHz ohne VPM) kleiner als die gewünschte Maximaldrehzahl? JA

Ist der Motor ein kurzschlussfester Synchronmotor? JA

NEIN NEIN

10.1.2

Ist die berechnete Maximaldrehzahl des Motors (entsprechend der Formal mit VPM) kleiner als die gewünschte Maximaldrehzahl?

Ist die berechnete Maximaldrehzahl des Motors (entsprechend der Formel mit Filter des HFDrive 32 kHz mit VPM) kleiner als die gewünschte Maximaldrehzahl? JA

Verwenden Sie den HF-Drive 32 kHz mit VPM und der Vorschaltinduktivität, die diese Formel erfüllt.

NEIN

Verwenden Sie den HF-Drive 32 kHz.

Der Motor kann maximal nur bis zur berechneten Drehzahl mit dem HF-Drive 32 kHz betrieben werden.

Verwenden Sie den HF-Drive 32 kHz.

Stern-Dreieck- oder Motor-Umschaltung An einem High Frequency Drive können prinzipiell Stern-Dreieck-umschaltbare Motoren oder Motoren mit Motordatensatz-Umschaltung betrieben werden. Beachten Sie bei der Parametrierung unbedingt, dass die Motorstreuinduktivität/Ankerinduktivität für alle angeschlossenen Motoren entweder > 3,6 • p0233 oder < 3,6 • p0233 sein muss. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, kann keine Stern-Dreieck-Umschaltung ausgeführt werden, weil die Zusatzkapazität im HF Sine Filter Module nicht datensatzabhängig umgeschaltet werden kann.

High Frequency Drive

146

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Projektierung 10.2 Inbetriebnahme-Voraussetzungen

10.1.3

Pollage-Identifikation

Synchronmotoren Bei Synchronmotoren, die mit Pollage-Identifikation betrieben werden sollen, unterstützt das HF Sine Filter Module kein sättigungsbasiertes Verfahren (p1980 < 10).

Frei bewegliche Motoren Für frei bewegliche Motoren kann die bewegungsbasierte Pollage-Identifikation (p1980 = 10) eingesetzt werden.

Motoren mit Motorhaltebremse Für Motoren mit Motorhaltebremse kann die elastizitätsbasierte Pollage-Identifikation (p1980 = 20) eingesetzt werden.

10.2

Inbetriebnahme-Voraussetzungen

10.2.1

Checklisten Überprüfen Sie vor der Erstinbetriebnahme des High Frequency Drive, ob alle angeschlossenen Komponenten betriebsbereit sind. Verwenden Sie dafür die Checklisten, die Sie im SINAMICS S120 Inbetriebnahmehandbuch (IH1) im Kapitel: "Inbetriebnahmevorbereitung / Checklisten zur Inbetriebnahme von SINAMICS S" finden: ● Checkliste (1) zur Inbetriebnahme von Booksize-Leistungsteilen ● Checkliste (2) zur Inbetriebnahme von Chassis-Leistungsteilen

10.2.2

Topologieregeln für DRIVE-CLiQ Für jede Komponente wird in der Hochlaufphase der Control Unit (CU320-2, NCUxxx, NXxxx) eine Komponentennummer vergeben. Für den High Frequency Drive gelten feste Topologieregeln für DRIVE-CLiQ. Das gilt für: ● Die Verbindung der HF-Module untereinander. ● Die Verbindung der HF-Module mit einer Control Unit (HF-Verband). Wenn diese Regeln verletzt werden, wird auf der zugeordneten Control Unit bzw. der angeschlossenen Bedientafel eine entsprechende Warnmeldung ausgegeben.

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

147

Projektierung 10.2 Inbetriebnahme-Voraussetzungen

10.2.3

DRIVE-CLiQ-Topologie am High Frequency Drive Die Abbildungen zeigen, wie die DRIVE-CLiQ-Leitungen zwischen HF Motor Module, HF Choke Module und HF Damping Module angeschlossen werden müssen, um eine fehlerfreie Funktion sicherzustellen. ACHTUNG Schäden durch Verwendung falscher DRIVE-CLiQ-Leitungen Beim Einsatz falscher oder nicht freigegebener DRIVE-CLiQ-Leitungen können Schäden oder Funktionsstörungen an Geräten bzw. dem System auftreten. • Verwenden Sie ausschließlich passende DRIVE-CLiQ-Leitungen, die von Siemens für den jeweiligen Anwendungsfall freigegeben sind.

High Frequency Drive 16 kHz &RQWURO8QLW

;

; 

; 

; 

; 



; 

99HUVFKLHQXQJ =.9HUVFKLHQXQJ ; 

+)0RWRU0RGXOH

+)&KRNH0RGXOH

+)'DPSLQJ0RGXOH

89: 0RWRUDEJDQJ SKDVLJ  

Bild 10-1

6WU¸PHSKDVLJ

60[

0RWRU6SLQGHO

DRIVE-CLiQ-Topologie am High Frequency Drive 16 kHz

High Frequency Drive

148

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Projektierung 10.2 Inbetriebnahme-Voraussetzungen

High Frequency Drive 32 kHz &RQWURO8QLW &RQWURO8QLW

;

; 

; 

; 

; 



; 

99HUVFKLHQXQJ =.9HUVFKLHQXQJ ; 

+)0RWRU0RGXOH

+)&KRNH0RGXOH

+)'DPSLQJ0RGXOH

89: 0RWRUDEJDQJ SKDVLJ 

6WU¸PHSKDVLJ 60[

Bild 10-2

0RWRU6SLQGHO

DRIVE-CLiQ-Topologie am High Frequency Drive 32 kHz

DRIVE-CLiQ-Schnittstellenbelegung Tabelle 10- 3 Belegung der DRIVE-CLiQ-Schnittstellen am HF Motor Module DRIVE-CLiQ-Schnittstelle

Verbindung mit

X200

X101/X102/X103/X100 der Control Unit

X201

X200 HF Damping Module (nur 16 kHz)

X202

Motorgeber Spindel

Tabelle 10- 4 Belegung der DRIVE-CLiQ-Schnittstellen am HF Damping Module DRIVE-CLiQ-Schnittstelle

Verbindung mit

X200

X201 HF Motor Module (nur 16 kHz) X102 an der Control Unit (nur 32 kHz)

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

149

Projektierung 10.2 Inbetriebnahme-Voraussetzungen

10.2.4

DRIVE-CLiQ-Topologie am HF-Verband Für den Betrieb eines High Frequency Drive mit einer NX-Baugruppe richtet sich die Topologie nach der Abtastfrequenz. Die Tabelle zeigt dazu eine Übersicht. Abtastfrequenz

Baugruppe

Mögliche Anzahl HF Drives

16 kHz

NX15

2 und Einspeisung (optional)

32 kHz

NX15

1 und Einspeisung (optional)

1&8 1; ;

$FWLYH/LQH 0RGXOH

+)0RWRU 0RGXOH

+)&KRNH 0RGXOH

+)'DPSLQJ 0RGXOH

; ;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

1

;

;

+)0RWRU 0RGXOH

;

60[

+)&KRNH 0RGXOH

;

;

;

;

;

;

60[

60[

+)'DPSLQJ 0RGXOH

;

;



;

;

;

60[

Beim Betrieb mit nur einem HF Drive 16 kHz kann die DRIVE-CLiQ-Leitung direkt vom Active Line Module zum HF Motor Module verdrahtet werden.

Bild 10-3

DRIVE-CLiQ-Topologie für HF Drives 16 kHz (62,5 µs) mit Active Line Module und NXBaugruppe

High Frequency Drive

150

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Projektierung 10.2 Inbetriebnahme-Voraussetzungen 1&8 1; ;

$FWLYH/LQH 0RGXOH

+)0RWRU 0RGXOH

+)&KRNH 0RGXOH

+)'DPSLQJ 0RGXOH

; ;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

; ;

;

Bild 10-4

60[

;

;

60[

DRIVE-CLiQ-Topologie für ein HF Drive 32 kHz (31,25 µs) mit Active Line Module und NX-Baugruppe

Hinweis Anschluss an eine SINUMERIK NCU Ein High Frequency Drive kann direkt an der NCU angeschlossen werden. In diesem Fall reduziert sich die verfügbare Achsanzahl auf der NCU analog zur NX15.

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

151

Projektierung 10.3 Inbetriebnahme mit SINUMERIK Operate

10.3

Inbetriebnahme mit SINUMERIK Operate

10.3.1

Voraussetzungen Für die Inbetriebnahme des High Frequency Drive mit SINUMERIK Operate müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein: ● Der High Frequency Drive ist entsprechend der Topologieregeln an eine NX-Baugruppe angeschlossen (siehe "Inbetriebnahme-Voraussetzungen", Abschnitt: DRIVE-CLiQTopologie am HF-Verband). ● Der High Frequency Drive wird erstmals in Betrieb genommen. ● Der Steuerungsverband ist eingeschaltet. ● Die Antriebssoftware liegt in Version 4.5 vor.

10.3.2

Ablauf Die Inbetriebnahme des HF Drive entspricht der Standard-Inbetriebnahme über HMI. Eine detaillierte Beschreibung finden Sie im SINUMERIK Inbetriebnahmehandbuch. Lösen Sie über die Bedienoberfläche im Bedienbereich "Inbetriebnahme" die automatisierte Inbetriebnahme des Antriebssystems aus. Jeder Komponente des High Frequency Drive wird eine eigene Komponenten-ID zugewiesen. Ein zum HF Motor Module gehöriges SERVO-DO wird automatisch erzeugt. Die Messsysteme, die an den Schnittstellen X202 des HF Motor Module und X202 des HF Damping Module angeschlossen sind, werden dem SERVO-DO automatisch zugeordnet. Dabei gelten die Zuordnungen: ● p0161: HF Damping Module ● p0162: HF Choke Module Der Antrieb stellt den zum High Frequency Drive passenden Stromreglertakt (62,5 μs/31,25 μs) ein. Optional können Sie folgende Schritte durchführen: ● Manuelle Zuordnung des High Frequency Drive zum SERVO-DO über p0161/p0162 in der Expertenliste. ● Umbenennung der Einzelkomponenten über die entsprechenden Masken auf der Bedienoberfläche.

Fehler bei der Erstinbetriebnahme Der High Frequency Drive wird in folgenden Fällen nicht automatisch zugeordnet: 1. Das HF Damping Module ist nicht angeschlossen 2. Das HF Damping Module ist nicht entsprechend der DRIVE-CLiQ-Topologieregeln angeschlossen.

High Frequency Drive

152

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Projektierung 10.3 Inbetriebnahme mit SINUMERIK Operate Schließen Sie in diesen Fällen das HF Damping Module entsprechend den Topologieregeln an (siehe Abbildung: DRIVE-CLiQ-Topologie am High Frequency Drive, Kapitel: Inbetriebnahme-Voraussetzungen).

10.3.3

Anzeigen der Konfiguration/Topologie Für die Darstellung der Konfiguration und Topologie auf der Bedienoberfläche wurde ein High Frequency Drive mit einer Pulsfrequenz von 16 kHz an einer NX15.3 in Betrieb genommen.

Konfigurationsanzeige Um die Konfiguration des HF-Verbandes aufzurufen, wechseln Sie auf der Bedienoberfläche im Bedienbereich "Inbetriebnahme" zu "Antriebssystem" > "Antriebsgerät" > "Konfiguration". Die aktuelle Konfiguration wird, wie unten dargestellt, angezeigt.

Bild 10-5

High Frequency Drive in der Konfigurationsanzeige

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

153

Projektierung 10.3 Inbetriebnahme mit SINUMERIK Operate

Topologieanzeige Um den HF-Verband in der ausgelesenen Solltopologie anzuzeigen, wechseln Sie auf der Bedienoberfläche im Bedienbereich "Inbetriebnahme" zu "Antriebssystem" > "Antriebsgerät" > "Topologie". Der High Frequency Drive wird im Fenster "Topologie" mit seinen drei Einzelmodulen eingeblendet, denen jeweils eigene Komponentennummern zugeordnet sind. Hinweis HF Sine Filter Module Das HF Sine Filter Module wird nur angezeigt, wenn die DRIVE-CLiQ-Filterfunktion in den Anzeigeoptionen deaktiviert ist.

Bild 10-6

High Frequency Drive in der Topologieanzeige (Teil 1)

High Frequency Drive

154

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Projektierung 10.3 Inbetriebnahme mit SINUMERIK Operate

Bild 10-7

High Frequency Drive in der Topologieanzeige (Teil 2)

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

155

Projektierung 10.4 Übersicht wichtiger Parameter

10.4

Übersicht wichtiger Parameter Eine ausführliche Beschreibung der unten gelisteten Parameter finden Sie in folgendem Handbuch: SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch Übersicht wichtiger Parameter: ● r5170[0...5] HF Phasenstrom Istwerte ● r5171 CO: HF Dämpfungsspannung Istwert ● r5172[0...3] CO: HF Temperaturen ● r5173 CO: HF Damping Module Überlast I2t ● r5175[0...1] HF Diagnose ● p5174 HF Steuerwort ● p0161 HF Damping Module Komponentennummer ● p0162 HF Choke Module Komponentennummer ● p0233 Leistungsteil Motordrossel ● p0234 Leistungsteil Sinusfilter Kapazität ● p1980[0...n] PolID-Verfahren (Die Werte dieses Parameters sind nicht frei einstellbar.)

10.5

Warn- und Störmeldungen Alle Warn- und Störmeldungen werden auf dem Display der Bedientafel angezeigt. Ausführliche Informationen zu den angezeigten Warn- und Störmeldungen finden Sie im SINUMERIK Diagnosehandbuch, im SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch sowie in der Onlinehilfe.

10.6

Sicherheitsrelevante Funktionen Informationen zu den sicherheitsrelevanten Funktionen, die für den High Frequency Drive gelten, finden Sie in folgendem Handbuch: SINAMICS S120 Funktionshandbuch Safety Integrated (FHS)

High Frequency Drive

156

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Schaltschrankbau und EMV 11.1

11

Allgemeines High Frequency Drives sind ausschließlich für die Montage im EMV-Schaltschrank konzipiert. Für den Betrieb mit Komponenten der Bauform Chassis und Bauform Booksize gelten die Hinweise zu Schaltschrankbau und EMV aus in diesen Handbüchern: ● SINAMICS S120 Gerätehandbuch Leistungsteile Booksize (GH2) ● SINAMICS S120 Gerätehandbuch Leistungsteile Chassis (GH3)

11.2

Sicherheitshinweise für den Schaltschrankbau WARNUNG Kurzschlüsse und Schäden an der Isolierung durch Fremdkörper im Gehäuse In das Gehäuse fallende Bohrspäne, Aderendhülsen usw. können zu Kurzschlüssen und Schäden der Isolierung führen. • Beachten Sie die Sicherheitsvorschriften bezüglich des Berührungsschutzes. Siehe auch EN 60204-1. • Führen Sie Montage und sonstige Arbeiten grundsätzlich im spannungsfreien Zustand der Geräte durch. • Decken Sie die Lüftungsschlitze während der Montage des Schaltschrankes ab und entfernen Sie die Abdeckung vor dem Einschalten. WARNUNG Lebensgefahr durch hohe Berührspannungen Leitungsschirme und nicht benutzte Adern von Leistungsleitungen (z. B. Bremsadern) müssen auf PE-Potenzial gelegt werden, um durch kapazitive Überkopplung entstehende Ladungen abzuleiten. Bei Nichtbeachtung können lebensgefährliche Berührspannungen entstehen. ACHTUNG Fehlfunktionen und/oder Defekte durch statische Entladung Bei statischer Entladung auf nicht allgemein zugänglichen Oberflächen oder Schnittstellen können Fehlfunktionen und/oder Defekte auftreten.

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

157

Schaltschrankbau und EMV 11.3 Versorgung DC 24 V

11.3

Versorgung DC 24 V

11.3.1

Allgemeines Die Spannung DC 24 V ist erforderlich zur Versorgung 1. der Elektronik der SINAMICS–Komponenten über die integrierte 24-V–Schiene, 2. der Elektronik von den Control Units, Option Boards, Sensor Modules und Terminal Modules sowie der Prozessspannung ihrer Digitaleingänge, 3. der Lastspannung der Digitalausgänge. Hinweis Die Elektronikstromversorgung ist vom Anwender so zu versorgen, wie es im Kapitel "Systemdaten" dieser Dokumentation beschrieben ist. Beim Anschluss an eine "Gleichstromversorgung" im Sinne der EN 60204-1:1997, Kap. 4.3.3 können wegen der dort zugelassenen Spannungsunterbrechungen Funktionsstörungen auftreten. WARNUNG Lebensgefahr durch gefährliche Spannung beim Anschluss einer nicht geeigneten Stromversorgung An allen DVC A-Anschlüssen und -Klemmen der Elektronikbaugruppen dürfen nur Sicherheitskleinspannungen (SELV = Safety Extra Low Voltage; Schutzklasse III) oder Schutzkleinspannungen (PELV = Protective Extra Low Voltage) mit maximal DC 60 V angeschlossen werden. Beim Berühren unter Spannung stehender Teile können Sie Tod oder schwere Verletzungen erleiden. • Verwenden Sie für alle Anschlüsse und Klemmen der Elektronikbaugruppen nur Stromversorgungen, die SELV- (Safety Extra Low Voltage) oder PELV- (Protective Extra Low Voltage) Ausgangsspannungen zur Verfügung stellen. Diese Spannungen müssen von allen gefährlichen Spannungen sicher getrennt sein. ACHTUNG Überspannungsschutz für weitere Verbraucher an der Stromversorgung Wenn andere Verbraucher an die Stromversorgung angeschlossen werden, müssen geschaltete Induktivitäten (Schütze, Relais) mit geeigneten Überspannungsschutzbeschaltungen versehen werden. Ausführliche Informationen zur Versorgung der Komponenten mit DC 24 V finden Sie in diesen Handbüchern: ● SINAMICS S120 Gerätehandbuch Leistungsteile Chassis (GH3) ● SINAMICS S120 Gerätehandbuch Leistungsteile Booksize (GH2) High Frequency Drive

158

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Schaltschrankbau und EMV 11.3 Versorgung DC 24 V

11.3.2

24-V-Versorgung und Verbindung der Komponenten Die 24-V-Verbindung von Active Line Module Booksize, HF-Modulen und Zwischenkreiskomponenten erfolgt über die integrierten 24-V-Schienen. Die Strombelastbarkeit dieser Schienen beträgt 20 A. Die Einspeisung der 24 V kann auf verschiedene Arten erfolgen: 1. Verwendung eines Control Supply Modules Bei Verwendung eines Control Supply Modules kann die 24-V-Versorgung direkt über die Schienen hergestellt werden. Die im Control Supply Module realisierte elektronische Strombegrenzung schützt dabei im Fehlerfall das Schienensystem. Weitere Verbraucher können über den 24-V-Klemmenadapter angeschlossen werden. Hinweis Bei Verwendung von Leitungen mit einem Querschnitt von 2,5 mm2 ist 24-V-seitig keine zusätzliche Absicherung notwendig, wenn eine Leitung vom Typ XLPE oder EPR oder eine gleichwertige Leitung mit einer Temperaturfestigkeit bis 90°C verwendet wird. 2. Verwendung einer SITOP Power modular 20 A Bei Verwendung einer SITOP Power modular 20 A muss der 24-V-Klemmenadapter verwendet werden. Das SITOP Power-Modul sollte sich räumlich dicht am Verbraucher befinden (max. Leitungslänge 10 m). Als Überstromschutzorgane für die Leitungen und Schienen werden Leitungsschutzschalter mit Auslösecharakteristik D empfohlen. 3. Verwendung einer externen 24-V-Stromversorgung Bei Verwendung einer externen 24-V-Stromversorgung muss der 24-V-Klemmenadapter verwendet werden. Die externe Stromversorgung sollte sich räumlich dicht am Verbraucher befinden (max. Leitungslänge 10 m). Als Überstromschutzorgan für die Leitungen und Schienen muss ein SITOP Select-Modul vom Typ 6EP1961-2BA00 verwendet werden.

Einsatz der roten 24-V-Verbinder ● Ein 24-V-Verbinder ist jeweils auf die 24-V-Schiene zwischen Active Line Module Booksize, HF Motor Module, HF Choke Module, HF Damping Module und Zwischenkreiskomponente zu stecken. ● Das Stecken und Ziehen ist nur im spannungslosen Zustand zulässig. ● Es sind maximal fünf Zieh- und Steckzyklen zulässig Hinweis Die roten 24-V-Verbinder müssen vor der Inbetriebnahme des Antriebsverbands gesteckt sein.

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

159

Schaltschrankbau und EMV 11.3 Versorgung DC 24 V

11.3.3

Typische 24-V-Stromaufnahme der Komponenten Für den SINAMICS S120 Antriebsverband ist eine separate 24-V-Stromversorgung zu verwenden. Zur Berechnung der Stromversorgung DC 24 V für die Komponenten kann folgende Tabelle verwendet werden. Die Werte der typischen Stromaufnahme dienen als Projektierungsgrundlage. Tabelle 11- 1 Übersicht Stromaufnahme DC 24 V Komponente

typische Stromaufnahme [ADC]

Control Unit NCU730.3 ohne Last je Digitalausgang

1,9 0,1

Active Interface Modules 120 kW Booksize

1,2

132 kW , 160 kW Chassis

0,17

Active Line Modules 120 kW Booksize Liquid Cooled

1,8

132 kW Chassis

1,1

HF Motor Modules 150 A

0,8

225 A

0,8

HF Choke Modules 150 A

0,7

225 A

1,6

HF Damping Modules 150 A

0,9

225 A

0,9

Braking Module

0,5

High Frequency Drive

160

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Schaltschrankbau und EMV 11.3 Versorgung DC 24 V

11.3.4

Auswahl der Stromversorgungsgeräte Empfohlen wird die Anwendung der Geräte in den folgenden Tabellen.

Tabelle 11- 2 SITOP Power modular Bemessungsausgangsstrom [A]

Phasen

Eingangsnennspannung [V] Arbeitsspannungsbereich [V]

Kurzschlussstrom [A]

Bestellnummer

20

1/2

AC 120 / 230 85 - 132 / 176 – 264

6EP1336-3BA00-8AA0

3

3 AC 230 / 400 bis 288 / 500 320 - 550

ca. 23 (Hochlauf) typ. 60 für 25 ms (Betrieb)

1/2

AC 120 / 230 85 - 132 / 176 – 264

6EP1337-3BA00-8AA0

3

3 AC 230 / 400 bis 288 / 500 320 - 550

ca. 46 (Hochlauf) typ. 120 für 25 ms (Betrieb)

40

6EP1436-3BA00-8AA0

6EP1437-3BA00-8AA0

Tabelle 11- 3 Control Supply Module Bemessungsausgangsstrom [A]

Phasen

Eingangsspannungsbereich [V]

Kurzschlussstrom [A]

Bestellnummer

20

3

3 AC 380 -10% (-15% < 1 min) bis 3 AC 480 +10%

< 24

6SL3100-1DE22-0AAx

DC 300 – 800

Tabelle 11- 4 SITOP Select-Modul Bemessungsausgangsstrom [A]

Ausgänge

Eingangsnennspannung [V]

Kurzschlussstrom [mA]

Bestellnummer

2 bis 10

4

DC 24

130 % des eingestellten Ausgangsstroms

6EP1961-2BA00

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161

Schaltschrankbau und EMV 11.4 Verbindungstechnik

WARNUNG Einsatz externer Stromversorgungen Bei Verwendung von externen Stromversorgungen ist folgendes zu beachten: • Das Massepotenzial muss mit dem Schutzleiteranschluss verbunden werden. • Die Stromversorgung muss in räumlicher Nähe zum Antriebsverband montiert werden. Idealerweise erfolgt der Aufbau auf einer gemeinsamen Montageplatte. Bei Verwendung unterschiedlicher Montageplatten muss deren elektrische Verbindung den Anforderungen der Aufbaurichtlinie EMV entsprechen. Diese Aufbaurichtlinie berücksichtigt den Schutz gegen elektrischen Schlag, den Schutz gegen Brand und eine bestmögliche Elektromagnetische Verträglichkeit. Die Ausgänge der externen Stromversorgung müssen die Anforderungen für DVC A-Kreise nach EN 61800-5-1 erfüllen.

11.4

Verbindungstechnik

11.4.1

Anschließbare Leiterquerschnitte für Netz- und Leistungsleitungen der Booksize-Komponenten

Tabelle 11- 5 Anschließbare Leiterquerschnitte: Netzzuleitung / Motorleitung Anschlussquerschnitt [mm2] Komponente

Klemmentyp

25

35

50

70

95

120

HF Choke Module 150 A bis 225 A 1)

Gewindebolzen M8 / 13 Nm

X

X

X

X

X

X

Active Line Module 80 kW / 120 kW 1)

Gewindebolzen M8 / 13 Nm

X

X

X

Active Interface Module 80 kW / 120 kW 1)

Gewindebolzen M8 / 13 Nm

X

X

X

1) An den Gewindebolzen können alternativ auch jeweils zwei Ringkabelschuhe gemäß DIN 46234 für die Parallelschaltung von zwei Leitungen mit einem max. Querschnitt von 50 mm² angeschlossen werden. Die beiden Kabelschuhe sind dabei "Rücken an Rücken" zu montieren.

WARNUNG Die interne Überlastüberwachung des Leistungsmoduls schützt die Leitung nur, wenn diese entsprechend der Leistungsmodulströme ausgelegt ist. Werden geringere Querschnitte gewählt, muss der Leitungsschutz vom Anwender, z. B. durch geeignete Einstellung der Regelungsparameter, sichergestellt werden.

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162

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Schaltschrankbau und EMV 11.5 Schutzverbindungen und Potenzialausgleich

11.4.2

Schraubklemmen Die Art der Schraubklemme ist der Schnittstellenbeschreibung der jeweiligen Komponente zu entnehmen.

Tabelle 11- 6 Schraubklemmen Art Schraubklemme 1

1_1

4

5

11.5

anschließbare Leiterquerschnitte starr, flexibel mit Aderendhülse ohne Kunststoffhülse mit Aderendhülse mit Kunststoffhülse Abisolierlänge

7 mm

Werkzeug

Schraubendreher 0,4 x 2,0 mm

Anzugsdrehmoment

0,22 bis 0,25 Nm

anschließbare Leiterquerschnitte starr, flexibel mit Aderendhülse ohne Kunststoffhülse mit Aderendhülse mit Kunststoffhülse Abisolierlänge

7 mm

Werkzeug

Schraubendreher 0,4 x 2,5 mm

Anzugsdrehmoment

0,22 bis 0,25 Nm

anschließbare Leiterquerschnitte starr, flexibel mit Aderendhülse ohne Kunststoffhülse mit Aderendhülse mit Kunststoffhülse Abisolierlänge

7 mm

Werkzeug

Schraubendreher 0,6 x 305 mm

Anzugsdrehmoment

0,5 bis 0,6 Nm

anschließbare Leiterquerschnitte starr, flexibel mit Aderendhülse ohne Kunststoffhülse mit Aderendhülse mit Kunststoffhülse Abisolierlänge

12 mm

Werkzeug

Schraubendreher 1,0 x 4,0 mm

Anzugsdrehmoment

1,2 bis 1,5 Nm

0,08 mm2 bis 1,5 mm2 0,25 mm2 bis 1,5 mm2 0,25 mm2 bis 0,5 mm2

0,14 mm2 bis 1,5 mm2 0,25 mm2 bis 1,5 mm2 0,25 mm2 bis 0,5 mm2

0,2 mm2 bis 4 mm2 0,25 mm2 bis 4 mm2 0,25 mm2 bis 4 mm2

0,5 mm2 bis 6 mm2 0,5 mm2 bis 6 mm2 0,5 mm2 bis 6 mm2

Schutzverbindungen und Potenzialausgleich

Schutzverbindungen Das Antriebssystem SINAMICS S Booksize ist für den Einsatz in Schaltschränken mit Schutzleiteranschluss ausgelegt. Der Schutzleiteranschluss der SINAMICS-Komponenten ist mit dem Schutzleiteranschluss des Schaltschrankes wie folgt zu verbinden:

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163

Schaltschrankbau und EMV 11.5 Schutzverbindungen und Potenzialausgleich Tabelle 11- 7 Leitungsquerschnitte für Schutzverbindungen aus Kupfer Netzleitung zum Line Module [mm2]

Schutzverbindung Kupfer [mm2]

Bis 16 mm2

Wie Netzleitung

Von 16 mm2 bis 35 mm2

16 mm2

Ab 35

mm2

0,5 x Netzleitung

Bei anderen Materialien als Kupfer ist der Querschnitt so zu vergrößern, dass mindestens der gleiche Leitwert erreicht wird. Alle Anlagen- und Maschinenteile sind in das Schutzkonzept einzubeziehen. Die Schutzverbindung (PE-Verbindung) der eingesetzten Motoren muss über die Motorleitung erfolgen. Aus EMV-Gründen sind diese Schutzverbindungen am HF Choke Module aufzulegen. Zur Einhaltung der EMV-Grenzwerte ist der Antriebsverband auf der in Kapitel 4.5 vorgegebenen Montageplatte anzuordnen. Die Montageplatte muss mit dem Schutzleiteranschluss des Schaltschranks niederimpedant verbunden werden. Für die Erdungsverbindung der PROFIBUS-Teilnehmer sind Kupferleitungen mit einem entsprechenden Querschnitt (> 2,5 mm²) zu verwenden. Weitere Informationen zu Erdung beim PROFIBUS finden Sie unter: http://www.profibus.com/fileadmin/media/wbt/WBT_Assembly_V10_Dec06/index.html WARNUNG Lebensgefahr durch elektrischen Schlag und Feuer Zum Schutz gegen elektrischen Schlag und Ausbreitung von Feuer dürfen die Komponenten nur in abgeschlossenen, elektrischen Betriebsstätten bzw. in Schaltschränken betrieben werden. WARNUNG Lebensgefahr bei Unterbrechen des externen Schutzleiters durch hohe Ableitströme Die Antriebskomponenten führen einen hohen Ableitstrom über den Schutzleiter. Das Berühren leitfähiger Teile kann bei Unterbrechung des Schutzleiters zum Tod oder schweren Verletzungen führen. • Sorgen Sie dafür, dass der externe Schutzleiter zumindest eine der nachfolgenden Bedingungen erfüllt: – Er ist gegen mechanische Beschädigung geschützt verlegt. 1) – Bei einem Einzelleiter weist er einen Querschnitt von mindestens 10 mm² Cu auf. – Als Ader eines Mehraderkabels weist er einen Querschnitt von mindestens 2,5 mm² Cu auf. – Er weist einen parallelen zweiten Schutzleiter mit gleichem Querschnitt auf. – Er entspricht den örtlichen Vorschriften für Ausrüstungen mit erhöhtem Ableitstrom. Innerhalb von Schaltschränken oder geschlossenen Maschinengehäusen verlegte Leitungen gelten als ausreichend geschützt gegen mechanische Beschädigungen.

1)

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Schaltschrankbau und EMV 11.5 Schutzverbindungen und Potenzialausgleich

Funktionspotenzialausgleich mit Schutzleiteranschluss Die Montageplatte, die mit dem Schutzleiteranschluss des Schaltschranks niederimpedant verbunden ist, dient gleichzeitig als Funktionspotenzialausgleichsfläche. Innerhalb des Antriebsverbandes ist damit kein zusätzlicher Funktionspotenzialausgleich erforderlich. Für die Montage von Komponenten auf Hutschienen gelten die in der Tabelle angeführten Angaben auch für den Funktionspotenzialausgleich. Sind nur kleinere Anschlussquerschnitte an den Komponenten zulässig, ist der größtmögliche Querschnitt anzuwenden, z. B. 6 mm2 für TM31 und SMC. Diese Anforderungen gelten auch für dezentral außerhalb des Schaltschranks angeordnete Komponenten. ACHTUNG Geräteschäden durch hohe Ableitströme Zwischen voneinander entfernten Teilen einer Anlage muss ein Funktionspotenzialausgleichsleiter mit einem Querschnitt von mindestens 25 mm² verwendet werden. Bei Nichtbeachtung können über die PROFIBUS-Leitung erhebliche Ableitströme fließen, die die Control Unit oder andere PROFIBUS-Teilnehmer zerstören. Innerhalb eines Schaltschranks sind für den PROFIBUS keine Funktionspotenzialausgleichsleiter notwendig. Bei PROFIBUS-Verbindungen zwischen verschiedenen Gebäuden oder Gebäudeteilen muss ein Funktionspotenzialausgleich parallel zur PROFIBUS-Leitung verlegt werden. Dabei sind folgende Mindestquerschnitte nach IEC 60364-5-54 einzuhalten: ● Kupfer 6 mm² ● Aluminium 16 mm² ● Stahl 50 mm² Weitere Informationen zum Potentialausgleich beim PROFIBUS finden Sie unter: http://www.profibus.com/fileadmin/media/wbt/WBT_Assembly_V10_Dec06/index.html ACHTUNG Vorgaben zum Funktionspotenzialausgleich einhalten Eine Nichtbeachtung der oben genannten Vorgaben zum Funktionspotenzialausgleich kann Feldbus-Schnittstellen stören oder zu Geräte-Defekten führen. Hinweis PROFINET Aufbaurichtlinien und Hinweise zu Schutzerdung und Potenzialausgleich für alle Typen und Topologien von PROFINET finden Sie im Punkt DOWNLOADS unter: http://www.profibus.com

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Schaltschrankbau und EMV 11.6 Anordnung der Geräte

11.6

Anordnung der Geräte Die Anordnung der Komponenten und Geräte im Schaltschrank erfolgt unter Berücksichtigung von ● Platzbedarf ● Leitungslegung ● Biegeradien der Anschlussleitungen MOTION-CONNECT-Leitungen siehe Katalog PM21 bzw. NC61 ● Entwärmung ● EMV Die Komponenten des HF-Verbands müssen auf der in Kapitel 4.5 "Montage" beschriebenen Montageplatte montiert werden. Die Anordnung erfolgt in der Regel zentral im Schaltschrank. Der notwendige Montagefreiraum oberhalb und unterhalb der Komponenten kann unter Umständen die in der Produktdokumentation genannten Mindestabstände überschreiten.

11.7

Kühlkreislauf und Kühlmitteleigenschaften Der Aufbau des Kühlkreislaufs erfolgt prinzipiell, wie in folgendem Handbuch beschrieben: ● SINAMICS S120 Gerätehandbuch Leistungsteile Booksize In den entsprechenden Kapiteln finden Sie auch Informationen zu den Kühlmitteleigenschaften. Hinweis Besonderheiten beim High Frequency Drive • Verwenden Sie für die Führung des Kühlmittels innerhalb des EMV-Schaltschranks ausschließlich geschirmte Kühlmittelschläuche bzw. metallische Kühlmittelrohre. • Legen Sie die Schirme der Kühlmittelschläuche beidseitig auf.

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166

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Schaltschrankbau und EMV 11.8 Isolationsprüfung

11.8

Isolationsprüfung Gemäß EN 60204-1 ist an der Maschine/Anlage eine Isolationsprüfung durchzuführen. Diese darf wahlweise entweder durch eine ● Isolationswiderstandsprüfung oder ● Spannungsprüfung erfolgen. WARNUNG Freischaltung vor der Prüfung • Schalten Sie die Maschine/Anlage vor der Prüfung spannungsfrei und trennen Sie sie vom Netz.

Isolationswiderstandsprüfung Die Isolationswiderstandsprüfung ist vorzugsweise durchzuführen. Bei der Durchführung darf der Isolationswiderstand nicht kleiner als 1 MΩ sein. Gemessen wird mit 500 V Gleichspannung zwischen den Leitern der Hauptstromkreise 1) und dem Schutzleitersystem. Die Prüfung darf an einzelnen Abschnitten der gesamten Anlage durchgeführt werden. Ausnahme: Für bestimmte Teile der elektrischen Ausrüstung ist ein niedrigerer Wert erlaubt, der jedoch nicht kleiner als 50 kΩ sein darf. Die SINAMICS Komponenten fallen unter diese Ausnahme. Sie sind deswegen während dieser Prüfung abzuklemmen und separat zu prüfen.

Spannungsprüfung WARNUNG Prüfeinrichtung nach EN 61180-2 Verwenden Sie zur Durchführung von Spannungsprüfungen eine Prüfeinrichtung nach EN 61180-2. Die Nennfrequenz der Prüfspannung muss 50 Hz oder 60 Hz betragen. Die maximale Prüfspannung muss entweder dem zweifachen Wert der Bemessungsspannung für die Energieversorgung der Ausrüstung entsprechen oder 1000 V betragen. Der größere der beiden Werte ist zu verwenden. Die maximale Prüfspannung muss zwischen den Leitern der Hauptstromkreise 1) und dem Schutzleitersystem für eine Zeit von ungefähr 1 s angelegt werden. Baugruppen und Geräte, die nicht dafür bemessen sind dieser Prüfspannung standzuhalten, müssen vor der Prüfung abgetrennt werden. Baugruppen und Geräte die nach ihren Produktnormen spannungsgeprüft wurden, dürfen während der Prüfung abgetrennt werden.

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Schaltschrankbau und EMV 11.8 Isolationsprüfung Die SINAMICS Komponenten sind gemäß EN 61800-5-1 spannungsgeprüft und sind während dieser Prüfung abzuklemmen. Ist das Abklemmen nicht durchführbar, sind Ein- und Ausgangsklemmen kurzzuschließen und mit einem Bypass zu versehen. In diesem Falle muss mit Gleichspannung mit dem 1,5 fachen Wert der Prüfwechselspannung geprüft werden. 1) Hauptstromkreise sind Stromkreise, die galvanisch mit der Netzspannung verbunden sind.

High Frequency Drive

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Service und Wartung 12.1

Lüftertausch

12.1.1

Sicherheitshinweise für den Lüftertausch

12

Hinweis • Beachten Sie bei Austausch des Lüfters sind die EGB-Vorschriften. • Der Einbau von Ersatzteilen darf nur durch qualifiziertes Personal erfolgen. GEFAHR Lebensgefahr durch elektrischen Schlag Der Lüftertausch muss im spannungslosen und freigeschalteten Zustand durchgeführt werden. Gefährliche Spannung steht noch für bis zu fünf Minuten nach Abschalten der Versorgung an. • Prüfen Sie vor Ausbau der Komponente den Antriebsverband auf Spannungsfreiheit.

12.1.2

Lüftertausch am HF Choke Module Ausbau des Lüfters 1. Bauen Sie das HF Choke Module aus dem Antriebsverband aus. 2. Entfernen Sie die Schrauben an der Lüfterabdeckung mit einem Schraubendreher Torx T20. 3. Nehmen Sie die Lüfterabdeckung ab. 4. Entriegeln Sie die Anschlussstecker und ziehen Sie sie ab. 5. Entfernen Sie die Schrauben am Lüfterträger mit einem Schraubendreher Torx T20. 6. Ziehen Sie den Lüfterträger mit den Lüftern heraus.

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Service und Wartung 12.1 Lüftertausch

1

Lüfter (2x)

2

Anschlussstecker

3

Lüfterträger

4

Linsenkopfschraube (2x), M4, Torx T20

5

Lüfterabdeckung

6

Senkkopfschraube (4x), M4, Torx T20

Bild 12-1

Ausbau des Lüfters am HF Choke Module (Beispiel 225 A)

Einbau des Lüfters 1. Setzen Sie die Ersatzlüfter auf den Lüfterträger. Beachten Sie dabei die Durchströmungsrichtung von unten nach oben (Pfeil auf dem Lüfter muss ins Innere des Moduls zeigen). 2. Schieben Sie Lüfterträger und Lüfter in das Gerät. Die Anschlussleitungen dürfen dabei nicht gequetscht werden. 3. Ziehen Sie die Linsenkopfschrauben am Lüfterträger fest (Anzugsdrehmoment: 1,8 Nm). 4. Stecken Sie die Anschlussstecker ein und lassen Sie sie hörbar einrasten. 5. Setzen Sie die Lüfterabdeckung auf. Die Anschlussleitungen dürfen dabei nicht beschädigt werden. 6. Schrauben Sie die Senkkopfschrauben an der Lüfterabdeckung kreuzweise ein und ziehen Sie sie fest (Anzugsdrehmoment: 1,8 Nm).

High Frequency Drive

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Service und Wartung 12.1 Lüftertausch

12.1.3

Lüftertausch am HF Damping Module Ausbau des Lüfters 1. Bauen Sie das HF Damping Module aus dem Antriebsverband aus. 2. Entfernen Sie die Halteschrauben am Lüfterträger mit einem Schraubendreher Torx T20. 3. Entriegeln Sie die Anschlussstecker und ziehen Sie sie ab. 4. Ziehen Sie den Lüfterträger mit dem Lüfter heraus.

1

Anschlussstecker

2

Lüfter

3

Lüfterträger

4

Halteschrauben (4x), M4, Torx T20

Bild 12-2

Ausbau des Lüfters am HF Damping Module (Beispiel 225 A)

Einbau des Lüfters 1. Setzen Sie den Ersatzlüfter auf den Lüfterträger. Beachten Sie dabei die Durchströmungsrichtung von unten nach oben (Pfeil auf dem Lüfter muss ins Innere des Moduls zeigen). 2. Stecken Sie den Anschlussstecker ein und lassen Sie ihn hörbar einrasten. 3. Schieben Sie Lüfterträger und Lüfter in das Gerät. Die Anschlussleitung darf dabei nicht gequetscht werden. 4. Schrauben Sie die Halteschrauben am Lüfterträger kreuzweise ein und ziehen Sie sie fest (Anzugsdrehmoment: 1,8 Nm).

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Service und Wartung 12.2 Recycling und Entsorgung

12.2

Recycling und Entsorgung Die Entsorgung des Produktes ist nach den jeweils gültigen nationalen Vorschriften durchzuführen. Die in diesem Gerätehandbuch beschriebenen Produkte sind aufgrund ihrer schadstoffarmen Ausrüstung weitgehend recyclingfähig. Für ein umweltverträgliches Recycling und die Entsorgung Ihres Altgerätes wenden Sie sich an einen Entsorgungsbetrieb für Elektronikschrott.

High Frequency Drive

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Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Anhang A A.1

A

Abkürzungsverzeichnis

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173

Anhang A A.1 Abkürzungsverzeichnis

High Frequency Drive

174

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Anhang A A.1 Abkürzungsverzeichnis

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

175

Anhang A A.1 Abkürzungsverzeichnis

High Frequency Drive

176

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Anhang A A.1 Abkürzungsverzeichnis

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

177

Anhang A A.1 Abkürzungsverzeichnis

High Frequency Drive

178

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Anhang A A.1 Abkürzungsverzeichnis

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

179

Anhang A A.1 Abkürzungsverzeichnis

High Frequency Drive

180

Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

Anhang A A.1 Abkürzungsverzeichnis

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

181

Anhang A A.1 Abkürzungsverzeichnis

High Frequency Drive

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Index Topologie am High Frequency Drive, 148 Topologieregeln, 147

2 24-V-Verbinder, 159

E

Einsatzmatrix High Frequency Drive, 146 Elektrischer Anschluss A Erdungsschiene, 60 Anschlussbeispiele High Frequency Drive, 58, 59 Braking Module Booksize, 88 Voltage Protection Module, 80 Braking Module Booksize Compact, 102 Zwischenkreisadapter, 141 Control Supply Module, 129 Elektrostatisch gefährdete Bauelemente, 18 High Frequency Drive mit Booksize-Einspeisung, 63 Entwärmungsart High Frequency Drive mit Chassis-Einspeisung, 64 HF Motor Module, 21 Netzanschaltung für Booksize-Einspeisung, 62 HF Sine Filter Module, 21 Voltage Protection Module, 77 Erdungsschiene Asynchronmotor, 143 Elektrischer Anschluss, 60 Expertenliste, 152

B Braking Module Booksize, 83 Anschlussbeispiel, 88 Braking Module Booksize Compact, 94 Anschlussbeispiel Bremswiderstand mit Thermoschalter, 103 Anschlussbeispiel Bremswiderstand ohne Thermoschalter, 102

C Control Supply Module Anschlussbeispiel Einzelbetrieb, 130 Control Supply Module CSM, 123

D Derating-Kennlinien HF Module, 68 Diagnose über LEDs Braking Module Booksize, 89 Braking Module Booksize Compact, 104 Controls Supply Module, 131 HF Choke Module, 47 HF Damping Module, 48 HF Motor Module, 37 DRIVE-CLiQ

H HF Choke Module, 40 Bestellnummern, 29 Maßbilder, 49 Merkmale, 39 Schnittstellen, 40 Schutzleiteranschlüsse VPM und Motor, 60 HF Damping Module, 45 Bestellnummern, 29 Maßbilder, 50 Merkmale, 39 Schnittstellen, 45 HF Module Derating-Kennlinien, 68 Lastspiele, 66 Technische Daten, 65 Topologieregeln, 151 HF Motor Module, 33 Bestellnummern, 29 Entwärmungsart, 21 Maßbilder, 38 Merkmale, 32 Schnittstellen, 33 HF Sine Filter Module Entwärmungsart, 21 Merkmale, 39

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

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Index

High Frequency Drive Anschluss der Erdungsschiene, 60 Anschlussbeispiel für Booksize-Einspeisung, 63 Anschlussbeispiel mit Chassis-Einspeisung, 64 Antriebsverband, 22 Bestellnummern, 29 Bohrbilder, 53 DRIVE-CLiQ-Topologie, 148 Einsatzmatrix, 146 Elektrischer Anschluss, 58, 59 Komponenten, 21, 27 Lüftungsfreiräume, 51 Merkmale, 27 Montage, 51 Motor-Drehzahlbegrenzung, 143 Motor-Drehzahlberechnung, 145 Netzanschaltung Booksize, 25 Netzanschaltung Chassis, 26 Netzanschaltung für Booksize-Einspeisung, 62 Sicherheitsfunktionen, 156 Störmeldungen, 156 Stromschienen, 59 Systemdaten, 23 Voltage Protection Module, 71 Warnmeldungen, 156 Zwischenkreis, 58

I Inbetriebnahme Ablauf, 152 Expertenliste, 152 Isolationsprüfung, 167

K Komponenten Braking Module Booksize, 83 Braking Module Booksize Compact, 94 Bremswiderstände, 113 Control Supply Module CSM, 123 HF Choke Module, 40 HF Damping Module, 45 HF Motor Module, 33 Zwischenkreisadapter, 137

L Lastspiele Braking Module Booksize, 92 Braking Module Booksize Compact, 109

Bremswiderstände, 121 HF Module, 66 LEDs Braking Module Booksize, 89 Braking Module Booksize Compact, 104 Controls Supply Module, 131 HF Choke Module, 47 HF Damping Module, 48 HF Motor Module, 37 Lüftungsfreiräume High Frequency Drive, 51

M Maßbilder Braking Module Booksize, 90 Braking Module Booksize Compact, 105 Bremswiderstände, 115 Control Supply Module, 132 HF Choke Module, 49 HF Damping Module, 50 HF Motor Module, 38 Voltage Protection Module, 78 Zwischenkreisadapter, 139 Montage Braking Module Booksize, 91 Braking Module Booksize Compact, 106 Control Supply Module, 133 High Frequency Drive, 51 Voltage Protection Module, 79 Zwischenkreisadapter, 140 Motor Asynchronmotor, 143 Drehzahlbegrenzung, 143 Drehzahlberechnung, 145 Einsatzmatrix HF-Drive, 146 Parametrierungsregeln, 146 Stern-Dreieck-Umschaltung, 146 Synchronmotor, 143

N Netzanschaltung Booksize, 25 Chassis, 26 NX-Baugruppe Topologieregeln, 150

P Parametrierungsregeln, 146 High Frequency Drive

184

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Index

Potentialausgleich, 163

R Restrisiken von Antriebssystemen, 19

S Schnittstellenbeschreibungen Braking Module Booksize, 85 Braking Module Booksize Compact, 97 Control Supply Module, 125 HF Choke Module, 40 HF Damping Module, 45 HF Motor Module, 33 Voltage Protection Module, 74 Zwischenkreisadapter, 138 Schutzleiteranschlüsse am HF Choke Module, 60 Sicherheitsfunktionen, 156 Sicherheitshinweise Allgemeine Sicherheitshinweise, 15 Bremswiderstände, 114 Elektromagnetische Felder, 17 Elektrostatisch gefährdete Bauelemente, 18 Voltage Protection Module, 73 Stern-Dreieck-Umschaltung, 146 Stromaufnahme (DC 24 V), 160 Stromschienen High Frequency Drive, 59 Stromversorgungsgeräte, 161 Synchronmotor, 143 Systemdaten High Frequency Drive, 23

V Voltage Protection Module Anschlussbeispiele, 77 Elektrischer Anschluss, 80 Maßbilder, 78 Merkmale, 71 Montage, 79 Schnittstellen, 74 Technische Daten, 82

Z Zwischenkreis Schienen, 58 Zwischenkreisadapter, 137

T Technische Daten Braking Module Booksize, 92 Braking Module Booksize Compact, 108 Bremswiderstände, 120 Control Supply Module, 134 HF Module, 65 Voltage Protection Module, 82 Zwischenkreisadapter, 142 Topologieregeln HF Module, 151 High Frequency Drive, 147, 149 NX-Baugruppe, 150

High Frequency Drive Systemhandbuch, 01/2013, 6SL3097-4AH10-0AP2

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Index

High Frequency Drive

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