SINAMICS V90

最近西家非常高调的“发布”了名为SINAMICSV90的伺服系统产品。然而，据我了解，这并不是一款新产品。...



最近西家非常高调的“发布”了名为SINAMICS V90的伺服系统产品。然而，据我了解，这并不是一款新产品。

首先，早在2013年，我们就看到过这款产品的官方宣传资料，也就是说，这是一款已经上市的产品；其次，从功能上看，虽然有些功能代表了技术发展的趋势，但大部分功能其实并不是什么创新的玩意。

然而，西甲此番如此高调的发布一款“老”产品，意欲何为呢？我们希望透过更细致的解读此款产品，能够找到些线索。

先看驱动器外观

正面



顶部



底部

这是一款单体独立型驱动器，每台驱动器有完整的AC－DC－AC整流逆变单元，而且从端子上未找到DC直流母线端子，说明也不具备共直流母线功能。

这是一款单轴伺服驱动单元，无运动控制网络接口，目测其控制方式应为脉冲、模拟量，具体需要看资料详解。但总之，是没有同步运控能力的。

从接口的布局看，大部分接线和按钮都集中在了驱动器正面，包括电机动力（加抱闸）、编码器反馈、数字量模拟量I/O、AC电源输入等，脑补了一下，感觉这么多线接上后费灰常拥挤。

从接线端子上看到了STO，应为Safe Torque Off的安全信号接口，说明V90应该是具备安全扭矩关断功能的。通过查阅手册，确认了此功能。

• STO(安全扭矩停止) 功 能, 防 止 电 机 意 外 的 转 动 并 且 符 合 SIL2 (EN618005-2)的安全规定。

老实说目前在这个级别的伺服驱动产品中集成安全功能，还是比较少见的（虽然仅仅是SIL2 的 STO而已）。但目测这会是一个趋势，越来越多的产品会把安全功能做成标配。



图中X6端子应为数字量、模拟量I/O端口，使用高密度50针D型插头。由于不带运动控制网络接口，因此用于控制轴运动的信号应该都是从这里接入的，包括速度、位置、扭矩等指令，使能、复位、行程限位等信号。而为了减少在如此密集的插针内接线（焊线）的工作量，厂家提供了型号为6SL3260-2NA00-0VA0 的50针插头转接线，用于将驱动器上的I/O端子引出方便接线，所以这个成本实际上是需要考虑进去的。

看下大功率的驱动



这个是最大功率（7kW）的一个型号，除了体积比小功率的大以外，我们还发现在驱动器正面左侧多了一块盖板，了解到盖板后面是驱动AC动力电源和电机动力电源的端子。这个比较容易理解，小功率端子采用快插夹线接头，导电金属部分不会裸露，而大功率驱动的动力电源必须采用螺丝紧固，塑料盖板可以起到隔离保护的作用。当然这样也可以让颜值高点。



从底部看，大功率驱动是有散热风扇的。（从这个角度看，如此大的平面，还挺平整，制作工艺还是比较细致的）



再看顶部的时候发现了在右侧有个小盖板，查了手册才知道，是RS485/Modbus/Profibus的接口，用于连HMI和上位机的。（小功率也有的）



仔细看大功率的面板布局和前面小功率的略有不同哦，确切的说应该是200V版本和400V版本之间的布局差别。400V版本的安全信号和24VDC控制电源的接口以及抱闸输出端子的位置在右侧了，而200V的是在左侧；SD卡和MiniUSB的端口在200V版本上是有盖板的，在右侧中间的，而400V版本将其挪到了右上角，且没有盖板了。



再仔细看，连端口名字都改了，编码器口在400V版本改成了X9，I/O端口为X8；而在之前200V版本中，分别为X6和X7（这在400V版本里面是STO/24VDC和BR的端子的编号）。这个，各位在具体使用的时候，尤其是画图接线的时候，可千万小心别吃药啊 － 不同电源输入驱动器的端子名称不同！

看下安装尺寸

高度



深度

以上面这个最小体积的（FSA框架,功率50w～200w）的为例，宽45mm，高170mm，深170mm（加上前侧线缆弯曲部分255mm），较松下A6（宽40mm，高150mm，深130）还是略大些，不过看上去还算苗条。另外，提一句，从资料上看，不是零间距安装的，需要在驱动器之间留出10mm的散热空间。

型号规格

V90按照输入电源可以分为200V和400V两种类型。而400V版本在2013年的资料里面已经包含，而200V版本是在最近的发布中看到的。





我们看到不同电源输入版本还是有差别的：

功率段

• 200V: 50w~2kW，400V: 400w~7kW
• 有一定交叉，如果用户的应用中同时有 2kW 的轴，那么用户必须使用两种电源输入，需要为了小功率的单独配备变压器。

配备的电机：

• 200V: 低惯量 0.16~6.37Nm，400V: 高惯量 1.27Nm~33.40Nm
• 电机转速和使用的反馈也有些差别
• 前面提到的驱动器端子布局和命名的不同，可能会误导用户画图和接线。
• 电机连接方式也有差别：
[list]
• 小电机采用的是线缆＋PVC插头的出线方式

反馈线



动力线

而大电机则采用金属的航空插头出线方式



从功率规格角度，7kW虽然还欠点火候，但扭矩能达到额定33Nm，满足大部分应用场合还是凑合能用的。

另外，400w~7kW时统一采用三相380~480VAC电源输入，这个还是抓到了很多本土用户的痛点的。由于用户现有的同等级别的产品大部分为是日系的（200V输入电源），因此，这样的电源配备是可以帮助用户节约使用变压器的相关成本的，包括：

• 变压器硬件和采购成本
• 安装变压器的盘柜空间和安装人工
• 变压器的接线人工和时间成本
• 变压器带来的潜在故障点
• .....

最后看下有哪些功能

提供位置、速度、和扭矩控制模式，通过数字、模拟量或脉冲输入进行控制。这个和现有大部分产品没有太大差别。略有亮点的部分是其速度和位置指令是可以通过Modbus和数字输入修改和切换的。在驱动器内部可以预设8个位置（或速度）值，然后用3个数字量输入去选择需要的位置（或速度）值，这些预设值是可以通过Modbus去修改的。



其实在多年前的Indramat的DKC和罗家的U3K系列已经具备了此功能，叫做“位置块”或“Index”，在Mits家的MR-Jx中也有此功能。而且，可切换位置（速度）数量都达到了32到64个（可以模拟一个简单的凸轮曲线了）。而V90目前只能做8个（如果不够用，不知道好扩容不）。



内部制动电阻，这个不是说不需要制动电阻，而是说在大部分场合下，V90内置的制动电阻足够吸收减速能耗了。而如果你的制动能耗太大，还是需要扩展外部制动电阻的。然而，这也不是什么新功能。



很多人可能并不太注意这个，因为我知道很多用户在使用抱闸电机时，从来是不考虑中间继电器的问题的，甚至不知道驱动器的抱闸输出端子通常是不够直接承载电机抱闸线圈负载电流的。不过，如果你经常用抱闸电机或者在这儿受过伤的话，就知道很多伺服电机的抱闸都需要通过中间继电器控制。而按照V90的资料显示，继电器已经集成在驱动器内部，这样就可以节省一些设计和工程的成本（虽然真的很小）。







据说在伺服环整定方面有很大改善，缩短了自整定时间，增加了频率抑制功能。还记得我在之前有说过伺服整定易用性的趋势吧，这对于运动控制来说是非常重要的。然而这个整定效果的好坏是要在实际应用跑出来的，需要大咖们花之间去体验的。从目前市场上看，有几家的整定功能已经很腻害了，尤其在展会上拉出机器现场演示 5 级频率抑制。而V90目前看，只有一套抑制频率可以设定。抱歉真的不是黑西家，这玩意绝对看口碑而不是参数和宣传资料。



3倍过载扭矩这事，我在之前的文中有提过，只能说明电机的散热特性一bu般hao，连续扭矩不高。也就是说，在同样连续扭矩条件下，电机会较大一些。



20位编码器反馈，1MHz脉冲输入频率，中规中矩。



轴封成为标配，IP65的默认防护等级。从这点和前面的抱闸继电器的小小改动，看出西家还是在产品返修数据上做了很深的研究的，这很契合本土制造企业的现场应用状况。



通过SD卡复制参数，减少调试时参数导入的工作量，提升调试效率。



SINAMICS V-Assistant，是这款驱动的PC端调试软件。看上去采用了很多图形化的参数设置和调试界面。这个我们以后会专门详解的。

总的来说，从各方面看，V90这款产品仍然是一款应对简单少轴应用的“入门级”“经济型”（据说成本和∑V相当），面对单机设备的伺服驱动产品，这和现在主流走实时运控总线的集成运动控制系统的大方向大相径庭。

然而，虽然从技术和功能角度看不出V90有啥新东西，但还是能看到在功能上有很多用户体验和易用性方面的细节亮点的。看得出其试图在用户保持现有系统控制和设备结构系统的情况下，帮助用户通过有限的投入去提升设备制造和使用的体验。集成运动控制系统虽好，只是这单轴到多轴系统性的“变革”的技术和成本门槛，对于很多设备制造商OEM和设备用户E/U都还是有点高的。当很多厂家选择开始远离的时候，西家貌似想继续和他们走下去。要知道，在这个将近百亿的通用运控市场中，每年有一半左右的市场需求是来自这种单机（PTO和模拟量）伺服设备的。而西家在这其中的份额近乎为零。

于是，这头大象踏入了一堆虫子的世界。



以上内容整理自产品资料手册和互联网，部分产品实物图片由作者本人拍摄，评论系作者本人观点。厂家若对以上个人内容有异议，请随时通过本公众号与我们联系。

ps：SINAMIC V90的部分资料已经在“微手册”手机APP中收录。登录各大应用商店可以可以下载“微手册”手机应用

mcrazy

    关注 智造商