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本手册描述的变频器是一种用于控制交流电机的设备。本变频器用于安装在电气设备或机 械内部。 本变频器允许用于工业电网内的工业和商业场合。在民用电网中使用时，要求采取附加措 施。 关于变频器的技术数据以及连接条件的说明请参见铭牌与操作说明。 使用第三方产品 本印刷品包含有对第三方产品的推荐。西门子了解这些第三方产品的基本适性。 可以使用其他制造商的同等产品。 西门子不对第三方产品的使用提供担保由相应的负载情况确定电机，负载情况由使用场合决定。 针对不同的负载情况应使用不 同的特性曲线。 定义下列运行情况： ● 带有恒定接通持续时间的负载循环 ● 带有不同接通持续时间的负载循环 ● 负载循环 目标是：找到转矩和转速的特征工作点，利用该特征工作点根据负载情况确定电机。 在确定运行情况和其详细规格后计算*大电机转矩。 一般情况下，在加速阶段得出*大 电机转矩。 这里加上负载力矩和用于电机加速所需的转矩。 然后通过电机极限曲线确定*大电机转矩。 在确定电机时必须考虑下列标准： ● 遵循动态极限值，即负载情况的所有转矩转速点必须位于相关的极限曲线之下。 ● 必须遵循热态极限值，即对于同步电机，在由负载循环得出的平均电机转速时，有效 电机转矩必须位于 S1 曲线（连续运行）之下。 ● 对于同步电机必须注意，*大允许的电机转矩在电压极限曲线的高转速时减小。 另 外，为了防止电压波动，应遵循电压极限曲线 10％ 的距离。 带有恒定接通持续时间的负载循环 对于带有恒定接通持续时间的负载循环，在转矩走势上有特殊要求作为转速函数， 例如 M = 常数，M ~ n2，M ~ n 或者 P = 常数。 通常该驱动在静态工作点上运行。 为此进行基本负载设计。 基本负载转矩必须位于 S1 曲线之下。 对于短时过载情况（例如返回运行时）进行过载设计。 同步电机的峰值转矩必须低于电 压极限曲线。带有不同接通持续时间的负载循环 除了连续运行（S1）之外，对于带有不同接通持续时间的负载循环，确定标准化的断续 运行方式（S3）。 此时，涉及到由一系列相同类型的循环所组合的运行方式，每个循环 包括一个带有恒定负载的时间和一个间歇时间为每个时间段规定一个负载力矩。 另外对于负载循环，在加速过程中应考虑平均负载转 动惯量和电机转动惯量。 同样应顾及沿着运动方向作用的的摩擦力矩。 为了确定负载力矩和加速力矩，该力矩必须由电机施加，应考虑变速器传动比和变速器效 率。 说明 对于弱磁区域以外的负载示例可采用以下公式。 对于弱磁区域中的负载示例必须使用选 型工具 SIZER 进行配置。 在一个时间段 Δt i 中的电机力矩:现在，可以通过改变找到一个正好满足运行情况条件的电机。 然后检测是否遵循热学极限。 为此，确定基本负载时的电机电流。 在根据带有恒定接通 持续时间、过载的负载循环进行设计时，必须计算同要求的过载力矩相关的过载电流。 这里计算规定同使用哪种电机类型（同步电机、异步电机）和哪种运行情况（带有恒定接 通持续时间的负载循环，带有不同接通持续时间的负载循环）有关。 *后必须确定其它电机特性。 这些特性将作为电机选项配置进行。只有在设备断电的情况下才能对冷却液设备进行维护。 冷却设备的结构设计、安装和调试只能由具备专业**的人员进行。 3.1.1 冷却回路 应通过选择合适的材料尽可能减少冷却系统中出现的电气化学反应。 因此必须避免混合 不同材料的混合安装，比如铜、黄铜、铁、锌以及抗卤塑料（PVC 软管和密封圈）等， 并将材料组合的使用限制在必要的状况下。 通常可分为 3 中不同的冷却回路： ● 封闭式冷却回路 ● 半开放式冷却回路 ● 开放式冷却回路 表格 3- 1 对各种冷却回路的说明 定义 说明 封闭式冷却回路 压力膨胀罐密封（无氧气进入）且有泄压阀。 冷却剂只流过电 机、变频器、以及用于散热的组件。 半开放式冷却回路 除了氧气可通过压力膨胀罐进入冷却剂外，其它与“封闭式冷却 回路”相同。 开放式冷却回路（塔 系统） 在冷却塔中进行冷却剂的再冷却。 这里需要加强氧气接触冷却系统中的所有组件，如 SINAMICS 设备、热交换器、管道系统、泵和压力膨胀罐 等，都必须具有等电位连接。 这必须通过在组件上连接具有相应横截面的铜排或者铜线 来进行。 注意 必须确保冷却剂管道不会接触带电部件。 必须始终确保大于 13 mm 的绝缘距离！管道 的机械安装必须稳固，并确保其无渗漏电机冷却回路中所使用的材料 冷却回路中使用的材料必须与电机中使用的材料相同。 电机中使用的材料（冷却套材料）：S355J2+N 冷却回路中的材料和组件 在下表中列出了在冷却回路中可以使用和禁止使用的各种材料和组件。 表格 3- 2 冷却回路中的材料和组件 材料 用作 说明 锌 管道，阀门 禁止使用。 黄铜 管道，阀门 在使用抑制剂的封闭型回路中可使用。 铜 管道，阀门 仅可在使用抑制剂的封闭型回路中可使用，隔开散热器 和铜组件（例如通过设备的连接软管） 普钢（例如 St37） 管道 在使用抑制剂或 Antifrogen N 的封闭型和半开放型冷却 回路中允许使用，控制氧化物生成，建议使用窥视镜。 铸钢，灰铸铁 管道，电机 封闭型冷却回路，使用滤网和可逆压滤器。 对不锈钢散 热器使用铁分离器。 高合金钢 1 类（V2A） 管道，阀门 可用于氯化物含量 < 250 ppm 的饮用水或城市供水，适 用于符合“冷却剂定义”章节的定义。 高合金钢 2 类（V4A） 管道，阀门 可用于氯化物含量 < 500 ppm 的饮用水或城市供水，适 用于符合“冷却剂定义”章节的定义。 ABS 工程塑料 （Acrylnitrilbutadienstyrol） 管道，阀门 适用于符合“冷却剂定义”章节的定义。 适用于混合了 抑制剂和/或杀生剂，以及 Antifrogen N 的情况。 混合使用多种材料（混合安 装） 管道，阀门 禁止使用。 PVC 管道，阀门， 软管 禁止使用。 软管 尽可能少地使用软管（设备连接）。 不能用作整个系统 的主管道。建议使用电阻 > 109 Ohm 的 EPDM 软管 （例如 Semperflex FKD，Semperit 公司，或 DEMITTEL 公司；PE/EPDM 材料，Telle 公司）。建议采取以下措施，以延长电机散热器（外壳）的寿命： ● 建立包含不锈钢工艺冷却设备的封闭型冷却回路，此设备通过水-水热交换器进行散 热。 ● 其他所有组件例如冷却回路管道和配件使用 ABS、不锈钢或普钢。冷却回路选型 压力 请根据冷却回路入水口和出水口的流量情况确定工作压力。 必须根据冷却设备和电机的 技术数据确定每个时间段所需的冷却液量。 散热器、冷却回路中允许的*大压力不允许超出 0.6 kPa（6 bar）。 如果使用的水泵超 出了该*大压力，用户必须自行采取措施（例如：p ≤ 0.6 kPa 的安全阀、压力控制装置 等），确保不超出*大压力。 入水口和出水口的冷却液压差应尽可能小，以便使用特性曲线比较平缓的水泵。 为了防止阻塞和腐蚀，建议在冷却回路中附加可逆压滤器。 这样可对运行中集聚的物质 进行冲洗。 压力平衡 在冷却回路中连接了各种组件时，可能需要进行压力平衡。 必须在电机冷却液出口或相 应组件上设置阻抗元件。 避免气蚀 持续运行中，变频器或电机上的压降不能超出 0.2 MPa。 否则较高的体积流量会导致气 蚀或磨损。 电机串联 仅在以下情况下才建议串联电机： ● 所需的电机体积流量必须为相近的量级（< 系数 2）时 ● 冷却液受热后，如果超出了允许的*大冷却液流入温度，可能会导致第二台或第三台 电机的降额。却液流入温度 选择冷却液流入温度时，应确保电机表面不会产生冷凝： T 冷却 > T 环境– 5 K 在冷却液温度不高于 +30 °C 时，电机运行时能维持所有电机数据。 在其它的流入温度 下，恒定转矩会发生变化（参见表格“降额系数”）。 表格 3- 3 降额系数 冷却液流入温度 ≤ 30 °C 35 °C 40 °C 45 °C 降额系数 1,0 0,97 0,95 0,92 导出的冷却功率和冷却体积流量 表格“待导出的冷却功率”给出的值以 +30 °C 冷却媒介温度和 S1 运行为前提。 表格中给出待导出的冷却功率[kW]以各轴高下待导出的*大损耗功率为基础。 表格 3- 4 待导出的冷却功率 电机类型 nN [kW] 时导出的冷 却功率 冷却通道中 *大温差[K]说明 建议使用导电性更低的去离子水(5 ... 10 µS/cm)，必要时可以向水厂询问导电值。根据 98/83/EC 可以使用氯含量在 2500 ppm 以下的自来水！ 可以联系化学添加剂生产商，检查现场使用的水质。 表格 3- 6 冷却液质量 冷却液质量 冷却水 根据表格“冷却液中水的特性” 防腐蚀 0.2 至 0.25 % 的抑制剂 Nalco TRAC100（原 0GE056） 防冻 根据需要添加 20 - 30 % 的 Antifrogen N（制造商 Clariant）