Flüssigkeitsgekühlte Geräte Sinamics S120; Aufbau Der Flüssigkeitsgekühlten Geräte Bauform Chassis - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

Grundlagen und Systembeschreibung
Projektierungshinweise
1.16.2 Flüssigkeitsgekühlte Geräte SINAMICS S120
1.16.2.1 Aufbau der flüssigkeitsgekühlten Geräte Bauform Chassis
Die flüssigkeitsgekühlten Geräte SINAMICS S120 Bauform Chassis zeichnen sich durch eine hohe Leistungsdichte
und eine Footprint-optimierte Bauform aus. Sie sind in der Schutzart IP00 ausgeführt. Die elektrischen Leistungs-
anschlüsse für den Zwischenkreis sind bei allen Geräten nach oben herausgeführt. Die Netzanschlüsse sind bei Basic
Line Modules (BLM) nach oben und bei Active Line Modules (ALM) nach unten herausgeführt. Die Motoranschlüsse
der Motor Modules befinden sich unten. Die Anschlüsse für die Kühlflüssigkeit (Vor- u. Rücklauf) sind bei allen Geräten
an der Unterseite angeordnet und besitzen 3/4"-Verschraubungen.
Flüssigkeitsgekühlte Geräte SINAMICS S120 Bauform Chassis:
Beispiel eines Basic Line Modules, eines Active Line Modules und eines Motor Modules sowie direkt an die Kühlflüssigkeit
abgeführte Verlustleistung. Die individuellen, gerätespezifischen Werte können dem Katalog D 21.3 entnommen werden.
Die flüssigkeitsgekühlten Geräte SINAMICS S120 Bauform Chassis großer Leistung (Basic Line Modules der
Baugrößen FBL und GBL, Active Line Modules der Baugrößen HXL und JXL, Active Interface Modules der Baugröße
JIL sowie Motor Modules der Baugrößen HXL und JXL) besitzen als Kühlkreismaterial Aluminium, das direkt von
dem Kühlmittel durchströmt wird. Hierdurch wird ein optimaler Wärmeübergang zwischen Kühlkreismaterial und Kühl-
mittel erreicht. Allerdings stellt die Aluminiumausführung auch hohe Anforderungen an den Kühlkreislauf und die Kühl-
mitteleigenschaften, so dass hier absolut zwingend ein geschlossener Kühlkreislauf erforderlich ist.
Die flüssigkeitsgekühlten Geräte SINAMICS S120 Bauform Chassis kleinerer Leistung (AC/AC-Power Modules
der Baugrößen FL und GL, Active Line Modules der Baugröße GXL, sowie Motor Modules der Baugrößen FXL und
GXL) besitzen als Kühlkreismaterial Edelstahl. Diese Geräte stellen geringe Anforderungen an den Kühlkreislauf
und die Kühlmitteleigenschaften.
Gemischte Konfigurationen, die sowohl Geräte mit Kühlkreismaterial Aluminium als auch Geräte mit Kühlkreismaterial
Edelstahl enthalten, stellen dieselben hohen Anforderungen an den Kühlkreislauf und die Kühlmitteleigenschaften wie
für Konfigurationen, die ausschließlich Geräte mit Kühlkreismaterial Aluminium enthalten. Für modulare SINAMICS
S120 Antriebsverbände bestehend aus einer Einspeisung und mehreren Motor Modules sind gemischte
Konfigurationen die Regel, da alle Einspeisungen ─ mit Ausnahme des Active Line Modules 300 kW bei 400 V ─ das
Kühlkreismaterial Aluminium besitzen. Daher ist hier absolut zwingend ein geschlossener Kühlkreislauf erforderlich.
Der Kühlkörper der meisten flüssigkeitsgekühlten Geräte ist beidseitig mit Leistungsteilkomponenten bestückt. Hierzu
zählen neben den Leistungshalbleitern von Gleich- und Wechselrichter auch die Zwischenkreiskondensatoren und die
Symmetrierwiderstände des Zwischenkreises. Somit wird die Verlustleistung aller wesentlichen Komponenten direkt
über das Kühlmittel abgeführt. Lediglich die geringe Verlustleistung der Elektronikbaugruppen und der Stromschienen
wird an die Umgebungsluft abgegeben (siehe Tabelle oben). Die für den Betrieb der Geräte erforderliche Control Unit
ist nicht Bestandteil der Power Modules.
Die Funktionalität der flüssigkeitsgekühlten Geräte entspricht derjenigen der entsprechenden luftgekühlten Geräte.
Hierzu zählen z. B. die Überlastfähigkeit, die werkseitig eingestellte Pulsfrequenz, die Strom-Derating-Faktoren bei
Erhöhung der Pulsfrequenz, die Möglichkeit der Parallelschaltung von bis zu vier gleichen Leistungsteilen und die
Derating-Faktoren bei der Parallelschaltung. Ausnahme: Die Motor Modules, die speziell für Anwendungen mit hoch-
dynamischen Lasten wie z. B. Servopressen ausgelegt sind: 6SL3320-1TE41-4AS3 und 6SL3325-1TE41-4AS3.
Ebenso können alle luftgekühlten Systemkomponenten der luftgekühlten Geräte auch bei den flüssigkeitsgekühlten
Varianten eingesetzt werden. Dazu zählen sowohl die Leistungskomponenten wie netz- und motorseitige Drosseln und
Filter – mit Ausnahme der Netzfilter gemäß Kategorie C2 sowie der Braking Modules, die aufgrund ihres Kühlungs-
prinzips nur in den luftgekühlten Geräten eingesetzt werden können – als auch die Elektronikkomponenten wie
Communication Boards, Terminal Modules und Sensor Modules.
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
214/562
© Siemens AG
Direkt an die Kühlflüssigkeit abgeführte Verlustleistung
bezogen auf die Gesamtverlustleitung des Gerätes in %
(individuelle, gerätespezifische Angaben siehe Katalog D 21.3)
Flüssigkeitsgekühltes
SINAMICS S120-Gerät
Power Module
Basic Line Module (BLM)
Active Line Module (ALM)
Motor Module (MoMo)
Spannungsbereich Spannungsbereich
3AC 380 V – 480 V 3AC 500 V – 690 V
DC 510 V – 720 V DC 675 V – 1035 V
≈ 97,5 %
≈ 91,5 % FBL: ≈ 86 % / GBL: ≈ 91 %
≈ 94,5 % - 96,5 %
≈ 94,5 % - 96,5 %
-
≈ 95,0 % - 97,0 %
≈ 95,0 % - 97,0 %