西门子V90伺服驱动系列选型手册
时间：2019-11-29 阅读：3334
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上海翰粤自动化系统有限公司 -
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西门子V90伺服驱动 详细介绍
概述
SINAMICS V90是一款针对基本的运动控制设计的伺服驱动器， 支持内部设定值位置控制、外部脉冲位置控制、速度控制和扭矩控制，整合了脉冲输入、模拟量输入/输出、数字量输入/输出以及编码器脉冲输出接口。通过实时自动优化和自动谐振抑制功能，SINAMICS V90匹配SIMOTICS S-1FL6同步电机，可以自动优化为一个兼顾高动态性能和平滑运行的系统。
优势
低成本
- 集成所有控制模式：外部脉冲位置控制、内部设定值位置控制、速度控制和扭矩控制
- 全功率驱动标配内置制动电阻
- 集成抱闸继电器
伺服性能优异
- 自动优化功能使设备获得更高的动态性能 ·
- 动抑制机械谐振频率
- 1 MHz 的高速脉冲输入
- 20 位分辨率的值编码器
- 优化的系统性能：3 倍过载能力、电机低扭矩纹波以及驱动与电机的整合
使用方便
- 快速便捷的伺服优化和机械优化
- 简单易用的 SINAMICS V-ASSISTANT 调试工具
- 兼容 PLC 和运动控制器的双通道脉冲设定值
- 通用 SD 卡参数复制
- 电机电缆连接器可旋转，支持多角度旋转，可快速锁紧/释放
运行可靠
- 宽泛的电压适应范围：380 V ~ 480 V，-15% / +10%
- PCB 涂层保证驱动器在严苛环境中的稳定性
- 高品质的电机轴承
- 电机保护等级 IP 65，轴端标配油封
- 集成安全扭矩停止（STO）功能
应用
典型应用
- 装卸机：如码垛机
- 包装机：如贴标机、枕式包装机
- 自动组装机
- 刀具切换机
- 印刷机：如丝网印花机
- 缠绕机
- 金属成型机：如折弯机
设计
SINAMICS V90
- 功率范围：0.4kW ~ 7 kW
- 电压范围：3AC 380V ~480V (-15% / +10%)
SIMOTICS S-1FL6
- 3 种电机轴高：SH45、SH65 和 SH90mm
- 额定速度：2000 rpm/3000 rpm
- 额定扭矩：1.27 Nm ~ 33.4 Nm
- 可用编码器：增量编码器 2500 S/R（13 位分辨率）和编码器（20 位分辨率）
- 保护等级：IP65（包括接头及轴端），自冷却
- 可选配抱闸
- 可选配光轴或带键轴
编程
SINAMICS V-ASSISTANT 调试工具
V90提供了一款通过Mini USB连接至驱动器的PC调试软件，可方便地进行参数设置、系统优化、试运行、故障排除与监控（如曲线跟踪与测量功能）等相关操作，简化调试，优化系统。
- 通过标准的 mini-USB 与计算机连接
- 图形化的参数配置，逐步指导用户进行设备调试
- 提供中文版本，支持在线语言切换
- 功能丰富全面
－ Trace 功能
－ 机械分析功能
－ 控制面板
－ 参数修改
－ 一键伺服优化功能
－ 状态监控
技术规范
电源与环境 | |||||||||
订货号 | 6SL3210-5FE | 10-4UA0 | 10-8UA0 | 11-0UA0 | 11-5UA0 | 12-0UA0 | 13-5UA0 | 13-5UA0 | 17-0UA0 |
外形尺寸 | FSAA | FSA | FSB | FSC | |||||
额定功率 (kW) | 0.4 | 0.75 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 3.5 | 5.0 | 7.0 | |
额定输出电流 (A) | 1.2 | 2.1 | 3.0 | 5.3 | 7.8 | 11.0 | 12.6 | 13.2 | |
大输出电流 (A) | 3.6 | 6.3 | 9.0 | 15.9 | 23.4 | 33.0 | 37.8 | 39.6 | |
主电源 | 电压 | 3 AC 380 V … 480 V，(-15% / +10%) | |||||||
频率 | 50/60 Hz，(-10% / +10%)) | ||||||||
电源容量(kVA) | 1.7 | 3.0 | 4.3 | 6.6 | 11.1 | 15.7 | 18.0 | 18.9 | |
控制电源 | 电压 (V) 1) | DC 24 (-15% / +20%) | |||||||
电流 (A) | 1.6 (不带抱闸) 3.6 (带抱闸) | ||||||||
电网 | TN，TT，IT，TT 地线 | ||||||||
过载能力 | 300% | ||||||||
控制系统 | 伺服控制 | ||||||||
制动电阻 | 内置 | ||||||||
环境温度 | 运行 | 0 ºC 至 45 ºC，无功率降额 45 ºC 至 55 ºC 降额使用，55 ºC时降额 20% | |||||||
存储 | -40 ºC 至 +70 ºC | ||||||||
环境湿度 | 运行 | < 90% (无凝露) | |||||||
存储 | 90% (无凝露) | ||||||||
防污等级 | Class 2 | ||||||||
抗振性 | 运行 | ≤ 1 g | |||||||
运输和存储 | ≤ 2 g | ||||||||
保护等级 | IP20 | ||||||||
冷却方式 | 自冷却 | 风扇冷却 | |||||||
海拔 | ≤ 1000 m (无功率降额)；1000 m到5000 m (有功率降额) | ||||||||
重量 (kg) | 1.85kg | 2.45kg | 5.65kg | ||||||
认证 | CE | ||||||||
接口 | |||||||||
USB | Mini USB | ||||||||
脉冲输入 | 双通道，5 V 高速差分信号通道和 24 V 单端信号通道 | ||||||||
脉冲编码器输出 | 5 V 差分信号，A/B/Z 相 | ||||||||
数字量输入/ 输出 | 10 个输入，NPN/PNP；6 个输出，NPN | ||||||||
模拟量输入 | 2 个模拟量输入，+/-10V，13 位 | ||||||||
模拟量输出 | 2 个模拟量输出，输出电压范围为 +/-10V，10 位 | ||||||||
1) 当 SINAMICS V90 使用带抱闸电机时，DC 24 V 电源的电压公差范围必须为 -10% 至 +10%，以满足抱闸的电压要求。 | |||||||||
控制特性 | |||||||||
控制模式 | 外部脉冲位置控制（PTI），支持扭矩限制和速度限制 内部设定值位置控制（IPos），通过数字量输入组合（程序步）选择设定值 速度控制（S），通过模拟量输入或内部速度设定值，支持扭矩限制 扭矩控制（T），通过模拟量输入或内部扭矩设定值，支持速度限制和扭矩限制 控制模式切换：如通过数字量输入由位置控制模式快速切换至速度控制模式 JOG 控制，通过 BOP 进行 Jog | ||||||||
速度控制 | 速度控制范围 | 速度模拟量指令：1:2000 内部速度指令：1:5000 | |||||||
模拟量速度指令输入 | DC -10 V 至 DC +10 V | ||||||||
扭矩限制 | 通过参数或模拟量输入指令进行设置 | ||||||||
外部脉冲位置控制 | 大输入脉冲频率 | 1 MHz（5 V 高速差分信号） 200 kHz（24 V 单端信号） | |||||||
倍乘系数 | 电子齿轮比（A/B）（A：1-65535，B：1-65535，1/50<A/B<200） | ||||||||
位置到达范围 | 0 - ±1000 脉冲（指令脉冲单元） | ||||||||
扭矩限制 | 通过参数或模拟量输入指令进行设置 | ||||||||
扭矩控制 | 模拟量扭矩指令输入 | DC -10 V 至 DC +10 V（输入阻抗 >25 kΩ） | |||||||
速度限制 | 通过参数或模拟量输入指令进行设置 | ||||||||
控制功能 | 实时自动优化 | 无需用户操作，实时估算机械特性以及设置闭环控制参数（如增益、积分等） | |||||||
谐振抑制 | 抑制机械谐振，如工件振动和支架摇动 | ||||||||
一键优化 | 在 V90 PC 工具 SINAMICS V-ASSISTANT 上通过一个按键来优化控制参数，如位置环增益、速度环增益、速度环积分时间、机械谐振频率等 | ||||||||
增益切换 | 通过外部信号或内部运行状态切换增益，以降低噪音、缩短定位时间和提高伺服系统的运行稳定性 | ||||||||
PI/P 控制切换 | 通过外部信号或内部运行状态实现从 PI（比例 / 积分）控制到 P（比例）控制的切换 | ||||||||
速度与扭矩限制 | 通过外部模拟量速度限制指令（DC 0 V 至 +10 V）或内部速度限制指令（多三组）限制电机速度 | ||||||||
DI/DO 设置 | 自由将控制信号分配给 8 个数字量输入和 6 个数字量输出 | ||||||||
外部制动电阻 | 当内部制动电阻容量不足以吸收再生能量时可使用外部制动电阻 | ||||||||
位置平滑 | 通过设置时间常数将位置特性曲线由脉冲输入设定值转变为 S 曲线 | ||||||||
测量机器 | 通过 V90 PC 工具 SINAMICS V-ASSISTANT 分析机械频率特性 | ||||||||
零速钳位 | 当电机速度设定值低于已设定的阈值时停止电机并锁定电机轴 | ||||||||
SD 卡 | 用于参数复制和固件升级 | ||||||||
安全功能 | 通过端子实现安全扭矩停止功能 | ||||||||
操作面板 (BOP) | 内置、6 位 /7 段显示屏、5 个按键 | ||||||||
PC 工具 | V90 的 PC 调试工具 | ||||||||
技术规格 | |||||||||||
订货号 1FL6 | 042 1AF | 044 1AF | 061 1AC | 062 1AC | 064 1AC | 066 1AC | 067 1AC | 090 1AC | 092 1AC | 094 1AC | 096 1AC |
额定功率 (kW) | 0.4 | 0.75 | 0.75 | 1 | 1.5 | 1.75 | 2 | 2.5 | 3.5 | 5 | 7 |
额定扭矩 (Nm) | 1.27 | 2.39 | 3.58 | 4.78 | 7.16 | 8.36 | 9.55 | 11.9 | 16.7 | 23.9 | 33.4 |
额定速度 (r/min) | 3000 | 2000 | 2000 | ||||||||
大扭矩 (Nm) | 3.8 | 7.2 | 10.7 | 14.3 | 21.5 | 25.1 | 28.7 | 35.7 | 50 | 70 | 90 |
大速度(r/min) | 4000 | 3000 | 3000 | 2500 | 2000 | ||||||
额定电流 (A) | 1.2 | 2.1 | 2.5 | 3 | 4.6 | 5.3 | 5.9 | 7.8 | 11 | 12.6 | 13.2 |
大电流 (A) | 3.6 | 6.3 | 7.5 | 9 | 13.8 | 15.9 | 17.7 | 23.4 | 32.9 | 36.9 | 35.6 |
扭矩常数(Nm/A) | 1.1 | 1.2 | 1.5 | 1.7 | 1.6 | 1.7 | 1.7 | 1.6 | 1.6 | 2.0 | 2.7 |
惯量 (10 -4kg.m 2)(带抱闸惯量) | 2.8(3.4) | 5.3(5.9) | 8.2(9.4) | 15.7(16.9) | 15.7(16.9) | 23.2(24.4) | 30.7(31.9) | 50.2(56.5) | 73(79.2) | 96.4(102.6) | 145.6(151.8) |
热等级 | B (130 ºC) | ||||||||||
保护等级 | IP65 (带油封) | ||||||||||
推荐负载惯量与电机惯量比 | 大 10 倍 | 大 5 倍 | 大 5 倍 | ||||||||
编码器类型 | 增量编码器 2500 ppr； 编码器 20 位单圈 + 12 位多圈 | ||||||||||
安装类型 | IM B5 (IM V1 和 IM V3) | ||||||||||
重量 (kg)(带抱闸惯量) | 3.3 (4.6) | 5.1 (6.4) | 5.6 (8.6) | 8.3 (11.3) | 8.3 (11.3) | 11 (14) | 13.6 (16.6) | 15.3 (21.3) | 19.7 (25.7) | 24.3 (30.3) | 33.2 (39.1) |
运行温度 | 0 ~ 40 ºC (无限制) | ||||||||||
运行湿度 | 大 90% RH (30ºC时无凝露) | ||||||||||
振动等级 | Grade A (IEC 60072-1) | ||||||||||
径向抖动公差 | N (IEC 60034-14) | ||||||||||
安装高度 | 海拔低于 1000 m (不降容)，海拔在 1000 ~ 5000 m 范围内 (需降容使用) | ||||||||||
认证 | CE | ||||||||||
抱闸规格 | |||||||||||
抱闸扭矩 (Nm) | 3.5 | 12 | 30 | ||||||||
额定电压 (V) | DC 24V ±10% | ||||||||||
抱闸打开时间 (ms) | 60 | 180 | 220 | ||||||||
抱闸关闭时间 (ms) | 45 | 60 | 115 | ||||||||
额定电流 (A) | 0.9 | 1.5 | 1.9 | ||||||||