Siemens 6SL3130-7TE21-6AA3は有名なSINAMICS S120ドライブシステムのアクティブラインモジュール(ALM)です。この16kWのブックサイズフォーマットの電源モジュールは,単純な直直機以上のものであり,洗練された多軸自動化システムのインテリジェントな電気コアとして機能する高精度の再生電源コンバータです.
安定した調節されたDCバス電圧を提供し,グリッドにエネルギー回収を可能にし,高ダイナミックな工具機から精密包装システムまでのアプリケーションに比類のない性能と効率を提供します.以下は,このALMモデルの詳細な調査と,産業自動化におけるパワーモジュールのより広い役割と選択基準についての洞察です.

製品コア:技術仕様と機能解剖学
その核心は,6SL3130-7TE21-6AA3が三相AC電源を精密に調節されるDCバス電圧に変換し,下流モーターモジュールに供給します.
主要な技術データ
商品番号: 6SL3130-7TE21-6AA3
製品タイプ: SINAMICS S120 アクティブラインモジュール (ALM)
入力電圧: 3 AC 380-480 V、50/60 Hz
出力力: 16 kW
出力DC電流: 27 A
調節されたDCリンク電圧: 600 V DC
冷却方法: 内部空気冷却
デザイン:ブックサイズ
通信:統合DRIVE-CLiQインターフェース
主要な特徴と部品
IGBTベースのアクティブ整正:基本的なダイオードブリッジとは異なり、IGBT(隔離ゲートバイポラトランジスター)を双方向電力フローに使用します。これにより、モーター運転中の整流器として機能し、モーターブレーキ中のグリッドにエネルギーを送り戻すインバータとして機能します。
安定したDCリンク電圧:電源供給の変動に関係なく,恒定したDCバス電圧 (例えば600V) を維持します.これは,モーター電圧と供給電圧を分離し,すべての接続されたドライブの一致した性能を保証します.
統合システム接続性: DRIVE-CLiQを通じてS120エコシステムに完全に統合されています.このデジタルインターフェースは,自動設定,包括的な診断,および制御CU (制御ユニット) とのリアルタイムデータ交換を可能にします.
包括的な安全とシールディング:適切なEMC実践をサポートするためにケーブルシールド (電源および信号ケーブル) を接続するインターフェースが含まれています.また,統合された安全機能 (例えば,専用ターミナルを介して安全なトルクオフ/STO) を備えています.
パフォーマンスの利点:なぜこのALMを選ぶのか?
6SL3130-7TE21-6AA3の技術設計は、現場で重要な利点をもたらします。
例外的な電力品質: ほぼ正弦形の入力電流を生成し,高い電力因子 (cos φ ≈ 1) を生成します.これは,供給ネットワークの反応電力と調和これこれこれこれにより,外部の電力因子校正ユニットの必要性を排除し,ユーティリティの罰を避けることが多い.
エネルギー効率とコスト削減:ブレーキエネルギーを工場の電気網に直接再生し、エネルギー消費と熱発生を削減します。これは,頻繁なスタート・ストップサイクルや高頻頻繁なこれこれらのアプリケーションでは,運用コストを削減し,炭素足跡を削減するために特に価値があります.
プロセス品質とアップタイムの最大化:安定したDCバス電圧により,モーターモジュールは低速でさえ完全なトルクを提供することができます.これは,高精度加工,同期モーション,プロセス安定性にとって重要で,生産欠陥や計画外のダウンタイムを減らします.
統合と典型的なアプリケーション
このモジュールは通常,中央ユニット (例えば,CU320-2) によって制御され,または SIMATIC/SINUMERIK 自動化環境に統合されます.これはSINAMICS S120「Common DC Bus」アーキテクチャの基礎であり、1つのALMは同じDCバス上で複数のモーターモジュール(サーボまたはベクトル制御)を供給することができます。
主要アプリケーション領域
機械工具:高い動的応答と精度を必要とするCNC加工センター,機機機床,研磨機.
包装機械: 充填,パレット化,包装機械のロボットとサーボドライブ軸.
材料処理:高速ガントリーロボット、自動保管および取得システム(AS/RS)。
テストベンチ:モーターと再生能力を必要とするシミュレータとダイナモメーター。
モデルを超えて:産業自動化におけるパワーモジュールの理解
知情に基づいた決定を下すためには、シメンスのパワーモジュールラインナップ内のアクティブラインモジュールをコンテキスト化し、システム設計の主要な考慮事項を明確にすることが不可欠です。
パワーモジュールスペクトラム:ALM vs. SLM vs. BLM
SINAMICS S120は3つのコアパワーモジュールタイプを提供し,それぞれ異なるパフォーマンスとコストニーズに合わせています.
1.1 アクティブラインモジュール (ALM)
DCリンク電圧:調節(例えば600V)
エネルギーフィードバック:はい(再生可能)
技術:IGBTベースのアクティブフロントエンド
入力電力因子: ~1(優れた)
典型的な使用ケース:高精度,ダイナミック,省エネルギーアプリケーション (例えば,CNC機械,高速ロボット).
1.2 スマートラインモジュール (SLM)
DCリンク電圧:非調節(〜1.35 x入力電圧)
エネルギーフィードバック:はい(再生可能)
技術:IGBTベース
入力パワーファクター: >0.96 (非常に良い)
典型的な使用ケース:エネルギー回収が必要だが,変動するDCリンク電圧 (例えば,一部の包装機械) を許容するアプリケーション.
1.3 基本ラインモジュール (BLM)
DCリンク電圧:非調節(〜1.35 x入力電圧)
エネルギーフィードバック:いいえ(再生不可能)
技術: ダイオード/チリスターベース
入力電力因子: ライン原子炉に依存する
典型的な使用ケース:ブレーキの頻度が少ないコストに敏感なアプリケーション(例えばポンプ、ファン)。ブレーキエネルギーを消費するためにブレーキ抵抗器が必要です。
1.4 選択方法
ALMを選択: 安定したDCリンク電圧,優れた電源品質,最大エネルギー回収 (精度またはダイナミックタスクにとって重要) が必要な場合.
SLMを選択: エネルギー回収が重要ですが,DCリンク電圧の変動が受け入れられます (パフォーマンスとコストのバランスを取ります).
BLMを選択します: 最小限のブレーキ(エネルギー回収は必要ありません)でシンプルで予算に焦点を当てたアプリケーションのため。
2。システム設計に関する重要な考慮事項
ALMを統合するには、3つの重要な詳細に注意が必要です。
強制的なアクティブインターフェースモジュール(AIM):グリッドとALMの間にAIMを設置する必要があります。EMCコンプライアンスと安全な操作に不可欠なラインフィルター、プレチャージ回路、ライン電圧モニタリングを統合しています。
冷却とスペース:ブックサイズのデザインは,コンパクトで,制御キャビネットに並んで取り付けることができます.過熱を避けるために,適切な空気流れと環境温度範囲 (0〜40°Cの減少なし) の遵守を確保します.
システム構成: ドライブシステム全体 (ALM,モーターモジュール,モーター) は,Siemens の SINAMICS Startdrive ソフトウェア (TIA ポータル内) を通じて構成され,シームレスな統合を確保します.
よくある質問
1。ALMは基本電源と比べてどのようにエネルギーを節約しますか?
ALMはブレーキエネルギーを再生します:ブレーキ時,モーターは発電機として機能します.基本モジュール (BLM) は,抵抗器を通じて熱としてこのエネルギーを廃棄しますが,ALM はそれをグリッドに逆転します.このリサイクルされたエネルギーは,他の機器に電力を供給し,特に頻繁なスタート・ストップアプリケーションにおいて,総電力使用を削減します.
2。ALMからの調節されたDC電圧は本当に重要ですか?
はい、高性能タスク。安定したDCバスにより,モーターモジュールはすべての速度で完全なトルクを提供し,メインの変動や重い負荷に影響を受けません.これにより,精密加工や同期運動にとって重要な電圧低下時の性能問題を防ぐことができます.
3。アプリケーションは頻繁にブレーキをかけません。ALMは必要ですか?
省エネルギーが重要でない場合は、他のALMの利点に焦点を当てましょう:岩固DCバス電圧(プロセスの安定性のため)とほぼ完璧なパワー要因(電気システムをハーモニックから保護します)。これらが重要ではない場合、SLMまたはBLMはよりコスト効率的です。
4。このALMを使用するためにどのような重要なコンポーネントを追加する必要があります。
メインパワーとALMの間にアクティブインターフェースモジュール(AIM)が必要です。オプションではなく、安全でEMCに準拠する操作に必要なラインフィルターとプレチャージング回路を提供します。
5。この16kWのALMは混合モーターモジュールを供給できますか?
はい、共通DCバスです。ALMは連続電力16kWを供給します。S120モーターモジュール(例えば10kW + 2台3kW)の組み合わせは、総需要が16kWを超えない限り(ピークロードを考慮して)接続できます。
6。ALMのメンテナンスポイントは何ですか?
予防に焦点を当て:冷却フィン/ファンを清潔に保つ(過熱を避ける),ダウンタイム中に電源接続の密度を確認し,DRIVE-CLiQ診断を使用して作業時間,温度,故障を予測メンテナンスのために追跡します.