1 預(yù)充電回路概述
sinamics s120系列為電壓源型變頻器，直流回路采用電容做儲(chǔ)能濾波元件。當(dāng)使用二極管整流時(shí)，主回路上電的瞬間，直流母線之間相當(dāng)于短路，為避免瞬間沖擊電流對(duì)功率器件造成損壞，需要通過預(yù)充電回路對(duì)電容充電，逐步建立直流母線電壓。
sinamics s120的整流模塊稱為進(jìn)線模塊line module。s120的進(jìn)線模塊包括基本型進(jìn)線模塊blm（basic line module）、非調(diào)節(jié)型進(jìn)線模塊slm（smart line module）以及調(diào)節(jié)型進(jìn)線模塊alm（active line module），它們所采用的功率器件不盡相同，因此預(yù)充電回路以及主回路的接線方式也有所不同，下面逐一進(jìn)行介紹。
2 書本型blm的預(yù)充電回路及接線方式
blm為6脈動(dòng)、不可控整流單元不可控整流模塊，根據(jù)功率不同，所采用的整流器件也有所不同。
2.1 20kw及40kw書本型blm
這兩檔功率的blm模塊采用二極管整流，內(nèi)部集成了預(yù)充電回路，如圖1所示，通過預(yù)充電電阻對(duì)直流母線電容充電。
圖1 20kw及40kw書本型blm的預(yù)充電回路
由于在預(yù)充電的過程中，預(yù)充電電阻以熱能的方式消耗能量，因此不能頻繁地合分閘（應(yīng)間隔3分鐘以上），以避免預(yù)充電電阻過熱損壞。圖2所示為blm的典型接線方式，其上電流程為：
（1）主開關(guān)合閘的同時(shí)，通過其輔助觸點(diǎn)閉合使能blm；
（2）通過開關(guān)量或者通訊報(bào)文控制p840參數(shù)啟動(dòng)blm；
（3）經(jīng)過p862中設(shè)置的延時(shí)時(shí)間后，bico參數(shù)r863.1置位，可將此參數(shù)連接至 cu上的一個(gè)do點(diǎn)，用來控制主回路接觸器合分閘；
（4）主接觸器的輔助觸點(diǎn)可接至cu的di點(diǎn)，作為合閘的反饋信號(hào)；
（5）合閘后，電流流過預(yù)充電電阻，預(yù)充電過程持續(xù)約1秒鐘，完成后，內(nèi)部邏輯控制旁路接觸器吸合，電流從主回路流入。
注意：如果不通過p840來啟動(dòng)blm，而只是通過外部邏輯接通主回路，直流回路電壓也能建立，但是此時(shí)旁路接觸器并沒有閉合，當(dāng)電機(jī)模塊啟動(dòng)、負(fù)載增大時(shí)，預(yù)充電電阻上的電壓降也隨之增大，導(dǎo)致直流母線欠電壓故障，預(yù)充電電阻也可能過熱損壞。
圖2 blm的典型接線方式
2.2 100kw書本型blm
該模塊采用晶閘管整流，如圖3所示，通過改變晶閘管導(dǎo)通角（相角控制）對(duì)直流母線電容充電，因此不需要預(yù)充電電阻和旁路接觸器。主回路上電后，變頻器控制晶閘管導(dǎo)通角逐漸增大，直至完全導(dǎo)通，預(yù)充電過程完成進(jìn)入正常運(yùn)行階段。
圖3 100kw書本型blm的主回路簡(jiǎn)圖
100kw書本型blm的典型接線圖和20kw/40kw的blm一樣，上電流程也一樣，如2.1節(jié)所述。不同的是，我們必須通過p840參數(shù)啟動(dòng)，才能觸發(fā)晶閘管整流，否則直流母線沒有電壓。
3 書本型slm的預(yù)充電回路
slm為不可控的整流回饋單元，它的功率器件包括igbt及反并聯(lián)的二極管，預(yù)充電回路與20kw/40kw書本型的blm一樣也集成在模塊內(nèi)部，如圖4所示，同樣不能頻繁地合分閘（應(yīng)間隔3分鐘以上），以避免預(yù)充電電阻過熱損壞。
圖4 書本型slm的預(yù)充電回路
3.1 5kw及10kw書本型slm
這兩檔功率的slm模塊沒有drive-cliq接口，可以通過它上面的x21、x22端子進(jìn)行控制和狀態(tài)指示。圖5為5kw及10kw書本型slm的典型接線圖，其上電流程為：
（1）主開關(guān)合閘的同時(shí)，通過其輔助觸點(diǎn)閉合使能slm；
（2）這兩款模塊沒有自己的參數(shù)，也不需要通過控制p840參數(shù)啟動(dòng)slm，預(yù)充電完成后旁路接觸器自動(dòng)合閘；
（3）可以利用cu上的do點(diǎn)來控制主回路接觸器合分閘；
（4）主接觸器的輔助觸點(diǎn)可接至cu的di點(diǎn)，作為合閘的反饋信號(hào)；
（5）合閘后，電流流過預(yù)充電電阻，預(yù)充電過程持續(xù)約1秒鐘，完成后，內(nèi)部邏輯控制旁路接觸器吸合，電流從主回路流入。
（6）x21的“準(zhǔn)備好”信號(hào)和“報(bào)警”信號(hào)可連接至cu的di點(diǎn)，作為電機(jī)模塊運(yùn)行的必要條件，同時(shí)也可以將cu的do點(diǎn)連接至x22端子來禁止slm的回饋功能或復(fù)位故障。
圖5 5kw及10kw書本型slm的典型接線方式
3.2 16kw及以上的書本型slm
這些slm模塊的典型接線圖與20kw/40kw書本型的blm一樣，上電流程也一樣，如2.1所述，這里不再贅述。
注意：如果不通過p840來啟動(dòng)slm（16kw及以上），而只是通過外部邏輯接通主回路，直流回路電壓也能建立，但是此時(shí)旁路接觸器并沒有閉合，當(dāng)電機(jī)模塊啟動(dòng)、負(fù)載增大時(shí)，預(yù)充電電阻上的電壓降也隨之增大，導(dǎo)致直流母線欠電壓故障，預(yù)充電電阻也可能過熱損毀壞。
4 書本型alm的預(yù)充電回路
alm為可控的整流回饋單元，它的功率器件包括igbt及反并聯(lián)的二極管，預(yù)充電回路與20kw/40kw書本型的blm一樣也集成在模塊內(nèi)部，如圖6所示，同樣不能頻繁地合分閘（應(yīng)間隔3分鐘以上），以避免預(yù)充電電阻過熱損壞。
圖6 書本型alm的預(yù)充電回路
圖7為書本型alm以及與之匹配的接口模塊aim的典型接線圖，其上電流程與20kw/40kw書本型的blm一樣，如2.1節(jié)所述，這里不再贅述，下面介紹alm與aim之間的接線：
（1）aim的溫度信號(hào)需要接到alm的x21端子，否則會(huì)報(bào)f06260——濾波器過溫；
（2）aim中散熱風(fēng)扇的供電；
（3）可以通過外部邏輯禁用散熱風(fēng)扇。
圖7 alm與aim的接線圖
注意：如果不通過p840來啟動(dòng)alm，而只是通過外部邏輯接通主回路，直流回路電壓也能建立，但是此時(shí)旁路接觸器并沒有閉合，當(dāng)電機(jī)模塊啟動(dòng)、負(fù)載增大時(shí)，預(yù)充電電阻上的電壓降也隨之增大，導(dǎo)致直流母線欠電壓故障，預(yù)充電電阻也可能過熱損壞。