西门子S120快速入门——深入认识基本型“电源模块”BLM

SINAMICS S120的'电源模块'即整流或整流/回馈单元，它将三相交流电整流成直流电，供给各电机模块（逆变器，MoMo），有回馈功能的模块还能够将直流电回馈给电网。根据是否具有回馈功能及回馈的方式。

电源模块分为下列3种：

1、基本型电源模块（BLM，Basic Line Modules）该模块为'整流单元'，但无回馈功能。它将三相交流电整流成直流电，只能靠接制动单元和制动电阻才能实现快速制动。

2、智能型电源模块（SLM，Smart Line Modules）该模块为'整流/回馈单元'，它可以将三相交流电整流成直流电，并能将直流电回馈到电网，但直流母线电压不可调，所以，又称为'非调节型电源模块'。

3、主动型电源模块（ALM，Active Line Modules）该模块也为'整流/回馈单元'，它将三相交流电整流成直流，并能将直流电回馈到电网，且对直流母线电压进行闭环控制，所以又称为'调节型电源模块'。

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本文简单介绍一下'基本型电源模块BLM'。

一、BLM的电路结构

BLM有两类整流单元，如20KW或40KW等小功率的书本型模块采用二极管进行整流，而较大功率的整流单元则采用晶闸管进行整流，采用B6方案进行输入控制，如图1所示。

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二、BLM的上电流程

书本型BLM和装机装柜型BLM的接线方式有所不同，这里我们分别做介绍。

1、书本型BLM

如图2所示，为书本型BLM的典型接线图，其上电流程为：

1. 主开关合闸的同时，通过其辅助触点的闭合使能BLM；

2. 通过开关量或报文（通讯）控制P840参数，启动BLM；

3. 经过P862中设置的延时时间后，BICO参数r863.1置位，可将此参数连接至 CU上的一个DO点，用来控制主回路接触器合分闸；

4. 主接触器的辅助触点可接至CU的DI点，作为合闸的反馈信号；

5. 合闸后，电流流过预充电电阻，预充电过程持续约1秒钟，完成后，内部逻辑控制旁路接触器吸合，电流从主回路流入。

需要注意的是，如果不通过P840来启动BLM（仅限二极管整流型BLM），而只是通过外部逻辑接通主回路，直流回路电压也能建立，但是此时旁路接触器并没有闭合，当电机模块启动、负载增大时，预充电电阻上的电压降也随之增大，导致直流母线欠电压故障，预充电电阻也可能过热损坏。

2、装机装柜型BLM

如图3所示，为装机装柜型BLM的典型接线图，其上电流程为：

1. 主开关合闸的同时，通过其辅助触点闭合使能BLM；

2. 通过开关量或者通讯报文控制P840参数启动BLM；

3. 经过P862中设置的延时时间后，BICO参数r863.1置位，可将此参数连接至 CU上的一个DO点，用来控制主回路接触器合分闸；或者，也可以直接采用X9端子排上的5、6号端子（内部逻辑控制点常开触点）来控制主回路接触器线圈；

4. 主接触器的辅助触点可接至CU的DI点，作为合闸的反馈信号；

5. 合闸后，装置通过相角控制完成直流回路预充电，这个过程持续约1至2秒钟。

比较书本型BLM和装机装柜型BLM的上电过程，我们发现，外部接线图有差异，但上电过程大同小异，需要特别注意的是'预充电'的过程。

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三、BLM的预充电

SINAMICS S120为电压型变频器，直流回路采用电容做储能滤波元件。当使用二极管整流时，主回路上电的瞬间，直流母线之间相当于短路，为避免瞬间冲击电流对功率器件造成损坏，需要通过预充电回路对电容充电，逐步建立直流母线电压。

1、二极管整流BLM

如图4所示，20KW及40KW书本型BLM内部集成了预充电回路。在预充电过程中，预充电电阻以热能的方式消耗能量，因此不能频繁的分、合闸（应间隔3分钟以上），以避免预充电电阻损坏。

2、晶闸管整流BLM

  

如图5所示，为晶闸管型BLM，它通过改变晶闸管导通角（相角控制）对直流母线电容充电，因此不需要预充电电阻和旁路接触器。主回路上电后，变频器控制晶闸管导通角逐渐增大，直至完全导通，预充电过程完成进入正常运行阶段。