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西门子变频器均为电压型交直交变频器，整流单元用于将电网的三相交流电变成直流，直流部分由电容储存能量，逆变单元用于将直流变为不同频率的三相交流电。SINAMICS S120 AC/AC单轴驱动系统是将整流单元和逆变单元集成在一起，适用于单轴的模块化驱动系统，如由一个控制单元（CU）或控制单元适配器（CUA）、一个功率模块（PM）构成，其系统组件结构如下：

1）电源：用于提供驱动系统中各模块用到的24V直流电。

2）控制单元：为驱动系统的核心，完成转速电流双闭环（或位置转速电流三闭环）控制，与功率模块通过DRIVE-CLiQ电缆连接，并传递控制信息和状态信息；附加系统组件中的端子模块可用于CU的I/O端子扩展，通信选件板卡可用于扩展通信接口。

3）电源端组件：由电网供电（三相/单相交流电），在进线侧按电气顺序依次连接开关/刀闸、熔断器/断路器、接触器（电气隔离时需要）、进线滤波器（可选）、进线电抗器（可选），将符合EMC要求的交流电送入功率模块。

4）功率模块：为集成的整流和逆变单元，可实现交直交变换，为电动机提供动力，可以带或不带内置进线滤波器（EMC滤波器）和内置的制动斩波器（制动单元和制动电阻）。

5）编码器模块（SM）：将编码器信号转换成DRIVE-CLiQ可识别的信号，所有电动机必须通过编码器模块才能与功率模块相连，若电动机含有DRIVE-CLiQ接口（内含SMI编码器模块），则不需要此模块。

SINAMICS S120 DC/AC多轴驱动系统中整流单元（电源模块）和逆变单元（电动机模块）分开，这样可将多个逆变单元连接到直流母线上，实现多轴控制，多个逆变单元之间也可以实现能量交换。

DC/AC多轴驱动系统，根据功率不同，可分为书本型和装机装柜型，其系统组件结构略有不同：

2）控制单元：为驱动系统的核心，完成转速电流双闭环（或位置转速电流三闭环）控制，与功率模块通过DRIVE-CLiQ电缆连接，传递控制信息和状态信息；附加系统组件中的端子模块可用于CU的I/O端子扩展，通信选件板卡可用于扩展通信接口。

3）电源端组件：由电网供电（三相/单相交流电），在进线侧按电气顺序依次连接开关/刀闸、熔断器/断路器、接触器（电气隔离时需要）、进线滤波器（可选）、进线电抗器（必选），将符合EMC要求的交流电送入电源模块。

4）调节型接口模块（AIM）：与电源模块ALM配合使用，内含滤波器、电抗器、预充电回路、电源电压检测模块等。

5）电源模块：是一个整流器，可将三相交流电变为直流电，也可将能量回馈电网，可以根据再生回馈能力和能量回馈要求来选择整流单元。

6）直流母线组件（选件）：用于稳定直流母线电压，包括制动单元和制动电阻、电容模块和控制电源模块等。

7）电动机模块：是一个逆变器，通过PWM脉宽调制方式将直流母线电压变为频率大小可调的交流电，为电动机供电。

8）编码器模块（SM）：将编码器信号转换成DRIVE-CLiQ可识别的信号，所有电动机必须通过编码器模块才能与电动机模块（MM）相连，若电动机含有DRIVE-CLiQ接口，则不需要此模块（内含SMI模块）。

输出侧组件（用于装机装柜型）：能够在变频器向电动机供电时减小线路中的谐波成分，保护机电系统安全运行，包括输出电抗器、dv/dt滤波器、正弦滤波器。书本型S120驱动系统中仅含输出电抗器，装机装柜型S120驱动系统中还可包括dv/dt滤波器和正弦滤波器。另外，由于输出侧组件会影响系统响应速度，对于高动态性能要求的伺服控制，输出侧组件不宜接入系统。

2.2 S120功率部分组件

SINAMICS S120功率部分组件除了实现基本交直交变频功能的电源模块（整流装置）、直流回路和电动机模块（逆变装置）之外，还需要选配系统组件（进线侧组件、直流回路组件和输出侧组件），以保证传动装置和电动机的正常运行，以及减小传动装置对电源的影响。

S120功率部分组件按电气连接顺序依次包括：①进线侧组件（进线电抗器、进线滤波器）；②电源模块；③直流回路组件（制动单元+制动电阻、电容模块、控制电压模块CSM、电压限制模块VCM、直流母线适配器等）；④电动机模块；⑤输出侧组件（输出电抗器、dv/dt滤波器、正弦滤波器）

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由于逆变器IGBT高速导通、关断会在调速柜的PE母排上产生高频漏电流，进线滤波器能够使高频噪声电流流回到变频器。否则噪声电流将通过网侧PE线叠加在电源上，从而影响连接到公共接入点的所有设备降低高频干扰的手段：①加进线滤波器（无线频率干扰RFI抑制滤波器或EMC滤波器）；②屏蔽良好接地。上述两种手段要都做好，才能确保驱动设备产生的干扰大部分限制在驱动系统内部（干扰源），仅很少一部分传播到电网中去，从而改善整个系统的电磁兼容性。

知识拓展1——【高频漏电流在电路中的传导路径分析】

逆变器IGBT导通、关断会产生很高的电压变换率dv/dt，将在逆变器输出端产生很大的高频漏电流，如果电动机电缆不带屏蔽层，漏电流就会随电缆进入电动机内部，在电动机内部形成轴电流，破坏电动机绝缘。*终，这些高频漏电流会通过电动机电缆和电动机绕组的分布电容对地泄漏，电流流动方向是按阻抗*低的路径流动，接地线的阻抗越高，使用者面临的安全风险越大，如果一个人碰触了具有破损接地线的设备，漏电流会因人体阻抗小于接地线阻抗而流经人体到达大地。电流总是在闭合回路中流动，因此高频漏电流绝不是在大地中消失，而是流回源端。所以，必须提供一个有效的路径，使漏电流回到干扰源——逆变器（或者变频器）。使用带屏蔽的电动机电缆，电缆屏蔽层连接变频柜的PE母排，变压器二次侧及变频柜内各设备均连接到PE母排，从而形成通路。