上海市星雨电气有限公司

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SIMOREG 6RA70 直流调速器是全数字化的紧凑型设备，它连接到三相交流电源上。 这些变频器轮流被用于变速 DC 驱动的转子电路和励磁电路。 额定直流电流范围扩展为 15A 至 3000A，并可通过并联 SIMOREG 变频器进行扩展。

单象限变频器或四象限变频器可适应于各种具体的应用要求 由于变频器配有一个集成的参数化面板，它们是自主单元，不需要任何其它的参数化设备。 由两个微处理系统来处理所有的开环和闭环控制任务以及监视和辅助功能。 设定值和实际值可使用模拟形式或数字形式。

SIMOREG 6RA70 变频器的设计具有紧凑而节省空间的特点。 包含闭环控制板的电子箱安装在变频器门上。 电子箱同时还具有容纳其它与过程相关扩展功能和串行接口板的空间。 这种设计使得维修极为简单，因为单独的部件可容易操作。

外部信号（数字量 I/O，模拟量 I/O，脉冲编码器等）由插入式端子连接。 变频器软件保存在闪存中。 软件升级包可通过基本单元的串行接口方便下载。

电源单元： 转子和励磁电路

转子电路是一个三相桥连接：

在变频器中，用作单相限驱动的全控 B6C 三相连接

在变频器中，用作四相限驱动的 2 个全控 (B6) A (B6) C 三相连接。

转子电路是一个半控 B2HZ 单相桥连接：

从 15 到 1200 A 的变频器

转子和励磁电路的额定直流电流单元，电源单元是由相互隔离的晶闸管电路板构成的。 因此，散热片处于浮动电位。

对于额定电流 ≥ 1500 A 的变频器，转子和励磁电路的电源单元是由圆片形晶闸管和处于电压电位的散热片构成的。 电源单元的所有连接母排前置。

冷却

额定直流电流为 125 A 或以下的变频器为自冷却，但是额定直流电流为 210 A 或更高的变频器须强制空气冷却(风扇装置)。

PMU 简单操作员面板

所有单元在变频器门均安装有一个 PMU 面板。 PMU 包括一个 5 位，7 段的显示器，3 个作为状态指示的 LED 和 3 个参数化按键。

PMU 同时还具有带 USS 接口（符合 RS232 或 RS485 标准）的 X300 连接器。

面板提供了调试时所需的所有功能，以便用于调整或设定操作以及显示测定值。 3 个面板按键具有以下功能：

• P (选择)键
• 在参数编号和参数值之间切换，反之亦然，确认故障消息。
• UP 键
• 在参数模式下选择较大的参数编号或在参数值模式下增大设定和显示的参数值。 同时从索引参数中选取较大的索引。
• DOWN 键
• 在参数模式下选择较小的参数编号或在参数值模式下降低设定和显示的参数值。 同时从索引参数中选取较小的索引。
• LED 功能
  • Ready（就绪）： 操作就绪，处于“等待操作” 状态的灯亮。
  • Run（运行）: 运行中，当运行时灯亮。
  • Fault（故障）： 干扰，“故障激活”状态的灯亮，报警激活时闪烁。

5 位，7 段显示器的数量输出很容易理解，如：

• • 额定值的百分值
  • 伺服增益系数
  • 秒
  • 安培或
  • 伏特

OP1S 变频器操作面板

可选 OP1S 变频器操作面板既可安装在变频器门，也可安装在外部，比如控制柜门。 因此，可通过

5 m 的长电缆连接。 如果 5 V 的单独电源可用‎，则可使用长达 200 的电缆。 OP1S 通过 X300 连接器连接至 SIMOREG。

OP1S 可作为一个经济的方法安装至显示物理测量数量的控制柜测量装置。

OP1S 具有一个带 4 x 16 字符的 LED，用于通过普通文本显示参数名称。 英语、法语、德语、意大利语和西班牙语可选作为显示语言。 OP1S 可用来存储参数集，并可简单下载至其它装置。

• OP1S 上的按键：
• 选择键(P)
• UP 键1)
• DOWN 键
• 反向键1)
• ON 键1)
• OFF 键1)
• 慢动键(慢动)1)
• 数字键(0 到 9)
• OP1S 上的 LED：
• 绿色： “Run”灯亮，“Ready”灯闪烁
• 红色： “Fault”灯亮，“Alarm”灯闪烁
• RESET（复位）键1)

通过 PC 参数化

可使用 PC 进行调试和故障排除，DriveMonitor 软件随变频器提供。

PC 通过基本单元上的 USS 接口连接至 SIMOREG。

软件具有如下功能：

• 菜单辅助访问参数。
• 参数集的读/写操作。
• 复制现有的参数集至其它相同类型的变频器。
• 输出参数集至打印机。
• 通过控制字（二进制指令如 ON/OFF 指令等）和设定值规格操作。
• 通过状态字（变频器状态的回检信息）和实际值读数进行监控。
• 故障消息和警报的读取。
• 跟踪缓冲器内容的读取(示波器功能)

1)此功能必须由参数激活且自由可选。

速度设定值

速度设定值和另外的设定值的源可以自由地通过参数设定来选择，即设定值可以编程为：

• 模拟值
• 0 到 ±10 V，0 到 ±20 mA,
• 4 - 20 mA
• 集成的电动电位器
• 带固定设定值，渐进功能 蠕动等功能的开关量连接器
• 在基本单元上的串行接口
• 辅助板

归一化是这样设定的：100 % 设定值（主设定值和附加的设定值的乘积）对应于最大的电机速度。

速度设定值可以利用参数设定或连接器被限制在最小值或最大值。 而且，在软件中包括了“添加点”，例如，以便在斜坡功能发生器之前或之后拒绝附加的设定值。 可以通过一个开关量连接器来选择“设定值可用”功能。 总的设定值在通过可参数化的滤波器 (PT1 部件)平滑后，被传送到速度控制器的设定值输入处。 与此同时，斜坡功能发生器起作用。

实际速度值

可以选择四个源中的一个作为实际速度信号。

• 模拟转速表
  测速发电机的电压在最大速度下可以在 8 和 250 V之间。此电压/最大速度归一化是通过一个参数设定的。
• 脉冲编码器
  脉冲编码器的型号，每转一圈标志的个数和最大的速度是通过参数设定的。 评估电子线路能够处理编码器信号（对称的： 带附加的反相轨迹或者非对称的： 相对于地电平）最高达 27 V 的一个差分电压 。编码器的额定电压范围 (5 V 或 15 V) 是在一个参数里设定的。 通过 1 个 15 V 的额定电压， SIMOREG 变频器可以为脉冲编码器提供电压。 5 V 编码器需要一个外部电源。 脉冲编码器是在三个轨迹的基础上加以评估的： 轨迹 1， 轨迹 2 和零标记。 也可以安装没有零标记的脉冲编码器。 零标记允许采集一个实际的位置。 编码器信号的最大频率一定不能超过 300 kHz。 建议使用每转一圈至少 1024 个脉冲的脉冲编码器（以确保在低速时平滑地运行）。
• 操作无转速计，具有闭环电动势控制
  若采用闭环电动势控制功能，则无需实际值传感器。 取而代之，变频器输出电压是在 SIMOREG 中测得的。 测得的转子电压是由电动机中的内部电压降来补偿的 (I*R 补偿)。 补偿的程度是在电流控制器优化运行期间自动地确定的。 这种控制方法的精确度是通过在电动机转子电路中电阻随温度的变化来决定的，精度大约为 5 % 。 为了获得更好的精度，较好的办法是在电机热了后重复地运行电流控制器优化过程。 如果精度要求不是特别高，而且如果没有可能安装一个编码器，并且假如电动机工作在转子电压控制范围内，那么可以采用闭环电动势来测定。 重要的是：当加用这种控制方法时，驱动不能在电动势有关的，励磁弱化方式中工作。
• 可自由选择的实际速度信号
  对于这种工作方式，可以选择任何连接器编号作为实际速度信号。 如果实际速度传感器是按装在一块工艺辅助板上的，在大多数情况下是选择这种设置的。
  在实际速度值被传送到此速度控制器之前，可以利用参数化光滑 (PT1 部件)和两个可调整的频带滤波器来平滑它. 频带滤波器主要用于滤掉由机械共振引起的谐振频率。 谐振频率和滤波器特性是可选的。

斜坡函数发生器

斜坡功能发生器在改变一步后，将把指定的设定值转换成一个不停随时间改变的设定值信号。 斜坡上升时间和斜坡下降时间可以相对独立地设置。 斜坡功能发生器还特有一种底部和顶部的的平滑过渡（限制急拉）功能，它们分别在斜坡的开始时和结束时产生作用。 对斜坡功能发生器的所有时间设定都是相互独立的。为斜坡发生器时间提供了三个参数设定。 可以通过二进制可选的输入或者（通过开关量连接器）的一个串行接口来选择这些参数。 在驱动工作时，可以切换斜坡发生器参数。 参数设置 1 的值还可以通过连接器（通过 1 个连接器去改变斜坡发生器的数据）加权。 当为斜坡功能发生器时间设置值输入零时，该速度设定值就直接地加到速度控制器上。

速度控制器

速度控制器将速度设定值和实际值进行比较，如果这二者有偏差，它就把一个相应的电流设定值加到电流控制器（工作原理： 通过从属的电流控制器进行闭环速度控制）。 该速度控制器是一个 PI 控制器带一个可选的 D 部件。 也可参数化一个可开关的速度下降。 所有的控制器特征可相互独立地设定。 可以采用 Kp (增益) 的值作为一个连接器信号（外部的或内部的）的函数。

速度控制器的 P 增益可以被用作实际速度、实际电流、设定值／实际值偏差或绕组直径的一个函数。 为了在速度控制回路中获得较好的动态响应，可以加上一个前馈控制功能。 为此目的，在速度控制器之后，可以加上作为摩擦或驱动的运动惯性的一个函数的转矩设定值量。 在一次自动优化运行过程里可以计算出摩擦和运动惯性的补偿值。

直接紧随着激活之后的速度控制器的输出量可以通过一个参数来设置。

可以旁路速度控制器，并且变频器在转矩或电流控制下运行，具体取决于参数是如何设置的。 而且，在运行中，利用选择功能“主／从切换”是有可能在闭环速度控制和闭环转矩控制之间切换的。 通过一个二进制可分配的功能端子或一个串行接口，可以如同选择一个开关量连接器一样地选择该功能。 转矩设定值利用一个可选择的连接器加用，因此转矩设定值可以用一个模拟可分配的功能端子或一个串行接口来提供。

在“从驱动”运行（在转矩或电流控制之下），一个限制控制器在起作用。 为了防止驱动被加速到太快，限制控制器可以在一个可调节的，参数化的速度限制值的基础上进行干涉。 在这种情况下，驱动被限制到一个可调节的速度偏差内。

转矩限制

速度控制器的输出或者作为转矩设定值或者作为电流设定值，这取决于参数化。 在闭环转矩控制方式中，速度控制器输出是通过机器磁通量φ来加权的，然后作为一个电流设定值传送给电流限制。 转矩控制方式通常是和励磁弱化一起使用的，因此最大的电动机转矩可以被限制，但与速度无关。

具有下列功能：

• 通过参数独立地设置正/负转矩限制。
• 作为一个可参数化的切换速度的函数，通过一个开关量连接器切换转矩限制。
• 利用一个连接器，例如，通过一个模拟输入或串行接口来自由输入转矩限制。

最低的输入量总是被用作电流转矩限制。 在该转矩限制之后，可以另外添加转矩设定值。

电流限值

在转矩限制之后设置电流限制的目的是保护变频器和电动机。 最低的输入量总是被用作电流限制。

可以设置下面的电流限制值：

通过参数（设置最大的电动机电流）独立地设置正/负电流限制。

• 利用一个连接器，例如，通过一个模拟输入或串行接口，自由地输入电流限制。
• 通过参数，对关机和快速停止分别地设置电流限制。
• 取决于速度的电流限制： 可以设置参数来实施一次自动触发的，在高速时与速度有关的减少电流限制（电动机的换向极限曲线）。
• I2t功率段监控： 对于所有电流值的可控硅的温度被计算出来。 当达到可控硅限制温度时，变频器电流或者减少到额定 DC 电流或者变频器被关机并带一条故障消息，这取决于如何设置适当的响应参数。 提供了这个功能是为了保护可控硅。

电流控制器

电流控制器是一个带有相互独立的 P 增益和复位时间设定 的 PI 调节器。 P 或 I 部件也可被取消激活来获得一个纯 P 控制器或一个纯 I 控制器）。 实际的电流是在三相 AC 一边，利用电流互感器采集的，并且在 模/数 转换后通过一个电阻负载和一个整流电路加到电流控制器上的。 对于变频器额定电流分辨率是10 位。 电流限制输出被作为电流设定值加用。

电流控制器输出把点火角转换为传输到选通设备，前馈控制功能平行地起作用。

前馈控制

在电流控制回路中的前馈控制功能改善了控制的动态响应。 这使得在电流控制回路中获得 6 到 9 ms 之间的上升时间成为可能。 前馈控制以电流设定值和电动机电动势的一个函数来工作，并确保在间断的和连续的 DC 运行时或当转矩方向反向时，必须的点火角能够快速地传送到选通单元。

自动反向模块

自动反向模块（仅当变频器用于四象限驱动时）连同电流控制回路一起作用，去定义把转矩方向反转过来所需要的所有过程的逻辑序列。 必要时，一个转矩方向可以通过参数设置来禁用。