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3RW40 軟啟動器

SIRIUS 3RW40

SIRIUS 3RW40 軟起動器具有與 3RW30 軟起動器完全相同的優點。

SIRIUS 3RW40 軟起動器較**的特點在于占用空間小。集成式旁通觸點意味著電機起動后，在交易時*考慮功率半導體（晶閘管）的功耗。從而降低了熱損失，使設計更加緊湊，且*外部旁通電路。

同時，軟起動器還具有其它集成式功能，如可調限流、電機過載和本征設備保護及可選熱敏電阻電機保護。由于這些功能，*再購買和安裝如過載繼電器等保護設備，因此，電機額定值越高，這些功能也越重要。

內部本征設備保護可防止晶閘管熱過載及功率方面的缺陷。另一個選擇，可使用半導體保險絲防止晶閘管短路。

由于集成式狀態監控和故障監控，該緊湊型軟起動器具有許多不同的診斷功能。使用 4 個 LED 和繼電器輸出，來指示工作狀態以及電源或相位故障、負載缺失、不允許的脫扣時間/等級設置、熱過載或設備故障等，實現監控和診斷。

起動器額定功率達 250 kW（400 V 時），可用于三相電網中的標準應用。**小外形尺寸、低功率損耗和簡單起動僅僅是 SIRIUS 3RW40 軟起動器的眾多優點中的三個。

“增安型”防護 EEx e，符合 ATEX 指令 94/9/EC

S0 到 S12 規格的 3RW40 軟起動器適合起動帶“增安”型保護 EExe 的防爆電機。

功能

緊湊型 SIRIUS 3RW40 軟起動器所需的空間僅為用于比較額定值 wye-delta 起動的接觸器所需空間的三分之一。這不僅節約了控制柜和標準安裝導軌的空間，還完全省去了 wye-delta 起動器所需的布線工作。這對于高電機額定值尤為明顯，這些高額定值較少用作高技術解決方案。

同時，連接起動器和電機所需的電纜從六根減少到三根。緊湊的外形尺寸、短起動時間、簡單布線和快速調試使得軟起動器具有明顯的成本優勢。

這些軟起動器的旁通觸點在工作時由一個集成固態滅弧系統保護。從而在故障時可防止對旁通觸點的破壞，如線圈操作機構或主操作彈簧的短暫的控制電壓故障、機械震動或與壽命相關的部件缺陷。

特別強大的操作機構的起動電流會在本地供電系統上施加一個不可控制的負荷。軟起動器通過其電壓軟起動降低了該起動電流。通過可調電流限值功能，SIRIUS 3RW40 軟起動器為供電系統緩解了不少壓力。一達到選擇的電流限值，剩下的只需設置軟起動期間的起動起點（軟起動升降率由起動電壓和軟起動時間決定）。從此刻開始，可通過控制軟起動器電壓以使電機電流保持為常數。可通過電機軟起動完成、本征設備保護脫扣或電機過載保護脫扣來結束該過程。該功能的結果就是電機的實際軟起動時間要比軟起動器上選擇的軟起動時間長。

由于集成有 電機過載保護功能 ，并符合標準 IEC 60947-4-2，全新軟起動器*附加過載繼電器。可簡單、快速地調整電機額定電流、過載脫扣時間（操作次數）設置和電機過載保護功能復位。使用 4 檔旋轉電位器，可在軟起動器上設置不同的過載脫扣時間。除了 10、15 和 20 級，若一個不同的電機管理控制設備用于該功能（如連接到 PROFIBUS），還可切斷電機過載保護。

另外，還提供有帶 晶閘管電機保護分析 功能的設備型號，額定功率 55 kW（ 400 V 時）。A 型 PTC 或 Thermoclick 測量探頭都可直接連接。電機熱過載以及傳感器回路中的開路和短路都會造成直接斷開軟起動器。若軟起動器曾經脫扣，與本征設備保護和電機負載保護一樣，還提供有各種復位選件。通過復位按鈕的手動復位，通過控制電壓的短暫斷開的自動或遠程復位。

設備系列采用“極性平衡”控制方法，用于保護兩相控制的軟起動器中的直流部件。對于兩相控制軟起動器，來自兩個控制相位重疊的電流會流經未受控制的相位。這也是導致電機軟起動中三相電流非對稱分布的物理原因。這雖然不受影響，但在大多數應用中仍不可忽視。

控制功率半導體不僅導致不對稱，在起動電壓低于電機起動電壓值的 50 % 時，還導致之前提到的直流部件產生嚴重的噪音。

用于這些軟起動器的控制方法省去了軟起動相位的直流部件，并防止了可能產生的制動扭矩。該方法創建了在速度、扭矩和電流上升上一致的電機軟起動，從而可實現電機的緩和兩相起動。同時，起動操作的聲音質量與三相控制軟起動器接近。可通過電機軟起動期間不同極性半波電流的持續的動態協調和均衡來實現。因此命名為“極性平衡”。

 

用于高性能應用的 3RW44

3RW44 軟啟動器

除軟起動和軟停止外，SIRIUS 3RW44 固態軟起動器還具有許多可滿足高級別要求的功能。 性能范圍在直接串聯電路中達 710 kW（400 V），在內三角電路中可達 1200 kW（400 V）。

SIRIUS 3RW44 軟起動器的特點為設計緊湊，可節省空間，且控制柜布局直觀明了。 在優化電機起動和停機方面，由于在節約方面效果顯著，與使用變頻器的應用相比，創新的 SIRIUS 3RW44 軟起動器較具吸引力。新扭矩控制和可調電流限值使得高性能軟起動器幾乎可用于任何一項任務。電機起動和停機期間可有效避免突發性扭矩應用和電流峰值。從而在計算開關柜尺寸及維護已安裝機器時可創建潛在節約。 對于直接串聯電路和內三角電路，SIRIUS 3RW44 軟起動器具有節約功效，特別是在尺寸和設備成本方面。

已集成到軟起動器中的旁通觸點在檢測到電機軟起動后可繞開晶閘管。這樣，可顯著降低軟起動器以額定值工作期間的熱損耗。

結合起動、工作和停機時的各種可能性以確保對特定應用需求的較佳適應。可使用菜單控制鍵盤和具有背光照明的菜單提示、多行圖形顯示屏，執行操作和調試。使用預先選擇的語言，通過少量設置，即可快速、簡便、可靠地優化電機軟起動和軟停機。每個菜單項的四鍵操作和純文本使得參數化和操作的每個環節都十分直觀明了。

應用標準

IEC 60947 -4-2

UL/CSA

功能

通過現代化、人性化的用戶提示，鍵盤及帶背光照明功能的菜單提示、多行圖形顯示屏，可簡便、快速地對 3RW44 進行調試。使用選擇的語言，通過少量設置，可快速、簡便、可靠地優化電機軟起動和軟停止。每個菜單項的四鍵操作和純文本使得參數化和操作的每個環節都十分直觀明了。工作期間及施加控制電壓后，顯示區域持續顯示測量值、工作值及警告和故障消息。可通過連接電纜將外置顯示器和操作員模塊連接到軟起動器，從而實現有源指示及直接從控制柜門讀取類似消息。

SIRIUS 3RW44 軟起動器具有較佳功能。集成的旁通接觸系統可以降低軟起動器運行過程中的功率損失。從而可靠地防止加熱開關柜周圍的環境。 SIRIUS 3RW44 軟起動器具有內置本征設備保護。可防止電源部分晶閘管的熱過載，如由于難以接受的高合閘操作。

因為 SIRIUS 3RW44 軟起動器的功能，可省去安裝附加電機過載繼電器的布線費用。此還，還具有可調脫扣等級和熱敏電機保護功能。 作為選項，晶閘管也可由 SITOR 半導體熔斷器提供短路保護，以便短路（協調類型 2）后軟起動器仍然工作。由于可調電流限值，還可以可靠地避免突然的電流峰值。

還可使用 PROFIBUS DP 或 PROFINET 模塊升級 SIRIUS 3RW44 軟起動器。 由于其通訊能力和可編程控制輸入和繼電器輸出，SIRIUS 3RW44 軟起動器可輕松、快速集成到更高一級的控制器中。

此外，還具有爬行速度功能，可用于定位和設置工作。通過該功能，可控制電機以減小的轉矩和可調低速雙向轉動。

另外，SIRIUS 3RW44 軟起動器還具有新的、組合式 DC 制動功能，可用于驅動負載的快速停止。

**特點

具有分離脈沖、轉矩控制或電壓等變率、可調轉矩或電流限制及其任意組合的軟起動，取決于負載類型

集成式旁通接觸系統，可較小化功率損失

用于起動參數（如起動轉矩、起動電壓、軟起動和軟停止時間）及三個獨立的參數集中的更多參數的各種設置選項

起動檢測

內三角電路，在尺寸和設備成本方面具有節約功效

可選擇各種軟停機模式：自由軟停機、轉矩控制的泵軟停機、組合式 DC 制動

固態電機過載和本征設備保護

電機的熱敏電阻保護

鍵盤，帶采用背光照明的、具有菜單提示功能的多行圖形顯示器

PC 通信接口，用于更精確的參數設置與控制和監視

適應電機饋電裝置簡便

安裝與調試簡單

工作狀態和故障消息顯示

使用可選的 PROFIBUS DP 或 PROFINET 模塊連接到 PROFIBUS 和 PROFINET

外部顯示和操作員控制模塊

電源電壓 200 ~ 690 V，50 ~ 60 Hz

使用溫度可高達 60 ℃（40 ℃ 時開始降低額定值）

 

電路概念

SIRIUS 3RW44 軟起動器電機控制器可以在兩種不同類型的電路中運行。

直接起動：

直接串聯電路隔離和保護電機的開關裝置簡單地同軟起動器串聯。電機通過三根導線連接到軟起動器上。

內三角起動：

布線類似于星三角軟起動器的每相與各電動機線圈串聯。軟起動器僅需承載相電流，該相電流大約等于電機額定電流（導線電流）的 58%。

電路類型對比：

 

直接電路：額定電流 Ie 對應于額定電機電流 In，電機連有 3 條電纜

 

內三角起動：額定電流 Ie 對應于額定電機電流 In 的大約 58 %，電機連有 6 條電纜（對于星-三角接線方式的起動器）

哪條電路？

使用內聯電路目的是將接線費用降至較低。若軟起動器和電機之間的連接距離較短，應優先選用后者。

當使用內三角接線方式的電路時，接線復雜性加倍，但較小的裝置可使用相同額定值。

由于可在內嵌電路和內三角電路之間選擇操作模式，始終可以選擇較有利的解決方案。

制動功能只能在內嵌電路中使用。

組態

SIRIUS 3RW44 電子式電機軟起動器是為簡單的起動條件而設計的。一旦出現起動負載較大或者起停頻率增加的情況，就必須選擇較大額定值的產品。

3RW44 軟起動器可以用在電壓高達 600 V AC 的隔離電源網絡（IT 系統）中。

若起動時間較長，建議在電機中使用 PTC 傳感器。平穩斜坡減速、泵停止以及直流制動等轉矩控制模式也是這種情況，因為在這些模式下的斜坡減速時間內，與自由斜坡減速相比會有額外的電流負載。

不允許在電機饋電線內 SIRIUS 3RW 軟起動器和電機之間使用電容性元件（如，不能使用無功補償設備）。此外，無論是用于無功補償的靜態系統，還是動態 PFC（功率因數校正），在啟動時和軟起動器斜降時都不能并行操作。這對于防止補償設備和/或軟起動器發生故障來說十分重要。

主電路的所有元件（比如熔斷器和控制器）應該按照在加載短路時直接起動的情況下相應的進行選型。熔斷器和分斷裝置必須單獨訂購。

3RW44 軟起動器中已集成一個旁路觸點系統和固態過載繼電器，*單獨訂購。

在選擇斷路器（選擇脫扣器）時，必須考慮用于起動電流的諧波分量負載。

注：

在接通感應電機時，所有類型的起動器上（直接起動器、星-三角起動器、軟起動器）通常都會產生電壓降。饋電變壓器的尺寸必須能達到這樣的效果：啟動電機時，所發生的電壓降不能**出允許公差的范圍。如果饋電變壓器確定尺寸時邊沿較小，則較好從一個獨立電路（都不依賴于主電壓）將控制電壓饋入，以便防止可能發生將軟起動器切斷的情形。

若要對軟起動器進行規格設計，建議使用軟起動器仿真工具

（1）    整體配置中的 S7-1500/ET 200MP

S7-1500（及ET200MP）系統產品是西門子較新的控制器系列產品，供電部分依然取單相（L1、N和PE）給AC/DC

電源

轉換模塊輸入供電，輸出24V電源給CPU等供電，同時也給機架上的其他模板內部芯片提供電源。機架導軌、參考位M和機柜與機柜內的接地母線連接，最后與TN-S供電系統的PE連接。

圖1顯示了通過 TN-S 為S7-1500/ET 200MP系統供電及接地的的基本原理。

圖1 具有接地參考電位的S7-1500/ET200MP供電、接地原理圖（2）    S7-1500系統的電氣隔離        在電氣設計上，S7-1500系統/ET 200MP 分布式 I/O 系統以及組件之間都是電氣隔離的： 系統電源 (PS) 初級側和所有其它電路組件之間； CPU/接口模塊的 (PROFIBUS/PROFINET) 通信接口和所有其它電路組件之間； 負載電路/過程電子元件和 S7-1500/ET 200MP 的所有其它電路組件之間。        例如：S7-1500 系統的電位關系（圖2）

圖1 具有接地參考電位的S7-1500/ET200MP供電、接地原理圖（2）    S7-1500系統的電氣隔離        在電氣設計上，S7-1500系統/ET 200MP 分布式 I/O 系統以及組件之間都是電氣隔離的： 系統電源 (PS) 初級側和所有其它電路組件之間； CPU/接口模塊的 (PROFIBUS/PROFINET) 通信接口和所有其它電路組件之間； 負載電路/過程電子元件和 S7-1500/ET 200MP 的所有其它電路組件之間。        例如：S7-1500 系統的電位關系（圖2）

圖1 具有接地參考電位的S7-1500/ET200MP供電、接地原理圖

（2）    S7-1500系統的

電氣

隔離

在電氣設計上，S7-1500系統/ET 200MP 分布式 I/O 系統以及組件之間都是電氣隔離的：

系統電源 (PS) 初級側和所有其它電路組件之間；

CPU/接口模塊的 (PROFIBUS/PROFINET) 通信接口和所有其它電路組件之間；

負載電路/過程

電子

元件和 S7-1500/ET 200MP 的所有其它電路組件之間。

例如：S7-1500 系統的電位關系（圖2）

圖2  S7-1500 的電位關系（以 CPU 1516-3 PN/DP 為例）以及PROFINET IO 上 ET 200MP 的電位關系（圖3）

圖2  S7-1500 的電位關系（以 CPU 1516-3 PN/DP 為例）以及PROFINET IO 上 ET 200MP 的電位關系（圖3）

圖2  S7-1500 的電位關系（以 CPU 1516-3 PN/DP 為例）

以及PROFINET IO 上 ET 200MP 的電位關系（圖3）

圖3  ET 200MP 的電位關系（以 IM 155-5 PN HF 接口模塊為例） 與PROFIBUS DP 上 ET 200MP 的電位關系（圖4）

圖3  ET 200MP 的電位關系（以 IM 155-5 PN HF 接口模塊為例） 與PROFIBUS DP 上 ET 200MP 的電位關系（圖4）

圖3  ET 200MP 的電位關系（以 IM 155-5 PN HF 接口模塊為例）

與PROFIBUS DP 上 ET 200MP 的電位關系（圖4）

圖4  ET 200MP 的電位關系（以 IM 155-5 DP ST 接口模塊為例） 如上面三圖中，背板總線連接在一起，PS電源和CPU/IM的M參考位均通過RC和導軌隔離，IO模塊通過電容和安裝導軌隔離，導軌與機柜內的接地母線連接，最后與TN-S供電系統的PE連接。        通過集成 RC 裝置或集成電容來傳導高頻干擾電流，并且會消除靜電荷。盡管使用接地安裝導軌，但由于高阻型RC連接，必須將 S7-1500 自動化系統/ET 200MP 分布式I/O 系統的參考電位視為未接地。

圖4  ET 200MP 的電位關系（以 IM 155-5 DP ST 接口模塊為例） 如上面三圖中，背板總線連接在一起，PS電源和CPU/IM的M參考位均通過RC和導軌隔離，IO模塊通過電容和安裝導軌隔離，導軌與機柜內的接地母線連接，最后與TN-S供電系統的PE連接。        通過集成 RC 裝置或集成電容來傳導高頻干擾電流，并且會消除靜電荷。盡管使用接地安裝導軌，但由于高阻型RC連接，必須將 S7-1500 自動化系統/ET 200MP 分布式I/O 系統的參考電位視為未接地。

圖4  ET 200MP 的電位關系（以 IM 155-5 DP ST 接口模塊為例）

如上面三圖中，背板總線連接在一起，PS電源和CPU/IM的M參考位均通過RC和導軌隔離，IO模塊通過

電容

和安裝導軌隔離，導軌與機柜內的接地母線連接，最后與TN-S供電系統的PE連接。

通過集成 RC 裝置或集成電容來傳導高頻干擾電流，并且會消除靜電荷。盡管使用接地安裝導軌，但由于高阻型RC連接，必須將 S7-1500 自動化系統/ET 200MP 分布式I/O 系統的參考電位視為未接地。

是西門子應用較多的PLC系列產品，而由于西門子其他系列的PLC系統的特性與S7-300系列產品均類似，因此本部分介紹的原則將基本適用于整個PLC部分。

1、S7-300 PLC系統接地總原則

對于PLC及控制系統的整體的供電及接地的要求，主要有以下幾點原則：

系統主回路采用三相五線制供電，主回路須增加相應的開關及保護裝置

負載

電源

從主回路供電中取電，如果是多個負載電源，則應按照負載均衡的原則進行分配

負載側電源，無論是直流還是交流，均應增加短路和過載保護

系統接地電阻不大于4Ω

機柜中的接地母線與系統的PE線相連

機柜的外殼、設備安裝背板均應**通過金屬部件連接在一起，并與接地母線相連

設備安裝背板應考慮EMC特性（例如采用鍍鋅板）

系統中的

電氣

設備的PE端子應與接地母線相連，并**就近相連以及連接電纜盡量粗，盡量短的原則

應注意柜內電氣設備的其他接地要求

關于這些原則，請參考S7-300PLC的供電及接地原理圖（圖1）。

圖1 系統供電、接地原理圖2、S7-300 PLC系統的接地規范（1）    電源模板（PS307）的接地要求對于電源模板，供電均采用220V/120V交流電源，注意電源需要連接PE線。電源模板輸出為CPU及模板提供24VDC電源（圖2-2）。

圖1 系統供電、接地原理圖2、S7-300 PLC系統的接地規范（1）    電源模板（PS307）的接地要求對于電源模板，供電均采用220V/120V交流電源，注意電源需要連接PE線。電源模板輸出為CPU及模板提供24VDC電源（圖2-2）。

圖1 系統供電、接地原理圖

2、S7-300 PLC系統的接地規范

（1）    電源模板（PS307）的接地要求

對于電源模板，供電均采用220V/120V交流電源，注意電源需要連接PE線。電源模板輸出為CPU及模板提供24VDC電源（圖2-2）。

圖2-2 PS電源和CPU連接示意圖（2）    CPU的接地連接1）   CPU 31x 接參考地電位        在S7-300的CPU的電源端子處，插著一個滑動金屬片，將該滑動金屬推進去時，DC 24V的M端將通過該滑動金屬片與CPU的安裝導軌相連，通過導軌實現接地，所有從M來的干擾電流都可以被釋放至接地導線/地（圖2-3）。        默認情況下，滑動金屬片都是推進去的。

圖2-2 PS電源和CPU連接示意圖（2）    CPU的接地連接1）   CPU 31x 接參考地電位        在S7-300的CPU的電源端子處，插著一個滑動金屬片，將該滑動金屬推進去時，DC 24V的M端將通過該滑動金屬片與CPU的安裝導軌相連，通過導軌實現接地，所有從M來的干擾電流都可以被釋放至接地導線/地（圖2-3）。        默認情況下，滑動金屬片都是推進去的。

圖2-2 PS電源和CPU連接示意圖

（2）    CPU的接地連接

1）   CPU 31x 接參考地電位

在S7-300的CPU的電源端子處，插著一個滑動金屬片，將該滑動金屬推進去時，DC 24V的M端將通過該滑動金屬片與CPU的安裝導軌相連，通過導軌實現接地，所有從M來的干擾電流都可以被釋放至接地導線/地（圖2-3）。

默認情況下，滑動金屬片都是推進去的。

圖2-3 CPU31X的接地參考電位示意（默認狀態）實際設備中如下所示（圖2-4）：

圖2-3 CPU31X的接地參考電位示意（默認狀態）實際設備中如下所示（圖2-4）：

圖2-3 CPU31X的接地參考電位示意（默認狀態）

實際設備中如下所示（圖2-4）：

圖2-4 CPU上的滑動金屬片未拔出2）   CPU 31x 浮地系統        如果系統的“地”并不干凈，或者希望將系統做成浮地的，則可以將該金屬滑動片撬出，此時M和導軌分開，系統與“地”是不直接相連的，而是通過 RC 回路進行隔離連接的。

圖2-4 CPU上的滑動金屬片未拔出2）   CPU 31x 浮地系統        如果系統的“地”并不干凈，或者希望將系統做成浮地的，則可以將該金屬滑動片撬出，此時M和導軌分開，系統與“地”是不直接相連的，而是通過 RC 回路進行隔離連接的。

圖2-4 CPU上的滑動金屬片未拔出

2）   CPU 31x 浮地系統

如果系統的“地”并不干凈，或者希望將系統做成浮地的，則可以將該金屬滑動片撬出，此時M和導軌分開，系統與“地”是不直接相連的，而是通過 RC 回路進行隔離連接的。

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