确定工作周期负载率恒定的工作周期对于带有恒定接通持续时间的负载循环，在转矩走势上有特殊要求作为转速函数，例如：M = 常数, M ~ n2, M ~ n 或 P = 常数。在该工作制下，驱动在一个稳态工作点上工作，这个工作点需要进行基本负载的设计，基本负载转矩必须低于 S1 曲线。而短时超载，例如电机启动，则需要进行过载设计。过载电流必须根据要求的过载转矩计算得出。转矩峰值必须低于电压极限特性曲线。负载率变化的工作周期除了连续工作制（S1）之外，还有负载变化的工作制 S6。它由一系列相同的工作周期组成，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段空载时间，无断能停转时间。通常，这一工作制后会加上一个固定值，用于表示相对负载率：? S6 – 60%? S6 – 40%? S6 – 25%
S6 工作制的过载系数基于连续工作制 S1，参见“技术数据和特性曲线”一章。对于异步电机，除 S1 特性曲线外，还会记录 S6 特性曲线。参见章节“技术数据和特性曲线” (页 233)说明工作制 S3和 S6 工作制一样，在强制风冷或水冷的 1PH8 系列电机上，也可以使用 S3 断续周期工作制的负载系数：S3-60%、S3-40% 或 S3-25%。任意工作周期工作周期定义了电机转速和转矩的时间变化。每个时间段都定义了一个负载力矩，除此以外，还必须在加速段考虑平均的负载转动惯量和电机转动惯量。同样，还需要考虑运动相反反向上的摩擦力矩。在安装了齿轮箱时：为了确定负载力矩和由电机产生的加速力矩，应考虑齿轮箱的传动比和效率。齿轮箱的传动比较高时，和编码器分辨率相关的定位精度也就相对较高。即：在指定的电机编码器分辨率下，齿轮箱的传动比越高，对需要检测的机床位置的分辨率也就越高。说明弱磁中的工作周期弱磁中的工作周期需要使用选型设计工具 TST允许的电机转矩在明确了应用、工作制后，便可以计算最大电机转矩。一般情况下，在加速阶段便可得出最大电机转矩。这里再加上负载力矩和电机加速所需的转矩。然后通过电机极限曲线验证最大电机转矩是否合适。在确定电机时必须考虑以下标准：? 遵循动态极限值，即：所有“转矩-转速”点必须位于相关的极限特性曲线之下。? 遵循温度极限值，即：电机处于工作周期内的平均转速时得出的有效电机转矩必须低于 S1特性曲线（连续工作制）。一个工作周期内的有效电机电流必须低于额定电流。? 在弱磁范围中，电压极限特性曲线会对允许的电机转矩产生限制作用。说明额定脉冲频率电机的额定脉冲频率只有 4 kHz（书本型电机模块或模块型电机模块）或 2 kHz（装机装柜型电机模块）。不允许以低于 2 kHz 的额定脉冲频率运行电机！异步电机的选择异步电机的特性曲线在电机特性曲线中，参见“技术数据和特性曲线”一章 (页 233)，有“转速-功率”曲线 P= f(n) 和“转速-转矩”曲线 M = f(n)，用于描述和变频器 SINAMICS 一起运行时的特性。根据电机型号的不同，S1 曲线（连续工作制）在从静态到额定工作点这一运行阶段有两种形式：采用发热条件允许的最大转矩或采用恒定转矩。功率会根据转矩类型，随转速提高。随后是一段恒定功率，在该阶段会出现弱磁。弱磁范围受电压极限值的限制。对于异步电机，除 S1 特性曲线外，还会记录 S6 特性曲线，参见“技术数据和特性曲线”一章(页 233)。在每个工作点上，电压应起码低于电压极限值 10 %，具体降低值视电机模块（逆变器）/电源模块（整流器）的输入电压类型而定，这样可以确保在主电源电压波动和设定电机参数时，电机仍能安全运行。说明在输入电压“ALM 400 V”的特性曲线中，还另外标出了辅助额定工作点（最多两个），这样在开展机床主主轴驱动的选型时，便可以定义一个额外的弱磁运行。在这种情况下，恒定功率阶段从辅助额定工作点开始，在 n2 结束。特性曲线的其余部分和 S1 一样。异步电机在恒定功率范围内具有高过载能力。在特性曲线中，一般允许的最大过载能力显示为极限值，并且用 Pmax 表示。同步电机的选型同步电机的特性曲线同步电机的 S1 曲线（连续工作制）在额定工作点之前和异步电机很相似。S1 特性曲线显示了电机发热条件允许的可输出的最大持续转矩。S1 功率根据可提供的转矩，随转速上升，直至额定转速。随后是一个功率降低的阶段，在该阶段中铁芯损耗和摩擦损耗升高，并且由于同步转子磁场恒定的因素，反向电压随上升的转速而升高。电机电路图电机绕组的开关和连接及辅助装置（如温度传感器、防冷凝加热器等）数据请参考电路图。电路图位于功率端子的接线盒中。连接说明请遵守功率铭牌（铭牌）上的说明和接线盒中的电路图。请使用尺寸足够大的连接电缆。说明连接件的系统兼容性只有使用屏蔽的功率电缆，才可以保证系统的电磁兼容性，电缆的屏蔽层应通过电机的金属接线盒（EMC 金属固定头）大面积导电相连，或者通过功率插头导电相连。在保护接地概念中包括屏蔽。裸露芯线、空闲芯线、可接触的导电电缆应接到保护地。如果西门子电缆内没有配备抱闸线，单独配的抱闸线和屏蔽层应接到控制柜的接地上。裸露的电缆会引起容性充放电。请使用 EMC 电缆固定头来固定连接电缆。将电缆固定头拧入接线盒上的螺孔中。用金属螺纹塞封闭未使用的螺孔。说明通过铝制导线连接高功率和高电流强度（如轴高度 280）的电机上也可使用铝制导线。如要使用铝制导线，则还应遵守以下事项：? 在连接铝制导线时只能使用适合的电缆终端头。? 在插入铝制导线前应先使用刷子或锉刀去除导线和/或对接件的接触面上的氧化层。? 接着立即在接触面上涂抹中性的凡士林，以避免被重新氧化。说明带铝制连接母排的接线盒在带铝制连接母排的带铝制连接母排的接线盒（型号 1XB7）上，也可将铜中央控制单元制导线与铜制电缆终端头连接在一起。内部等电位连接接线盒外壳中的接地端子和电机外壳之间的内部电位均衡通过接线盒的固定螺钉产生。螺钉头下的接触点是裸露的并且防腐蚀。普通的盖板固定螺钉已足够作为接线盒盖和接线盒外壳间的等电位连接。说明轴高 280 时增加接线盒中接地端子的数量（选件 Q00）高传输功率下会部分使用带 3 倍接地线的对称功率电缆。为了能够在接线盒中连接更多接地线，在轴高 280 时可通过选件 Q00 安装含更多接线端子的接地母排，参见“增加接线盒中接地端子的数量 (页 215)”一章。电机电缆和连接电缆? 电机电缆应为对绞电缆或者带接地线的三芯电缆。剥去导线末端的绝缘层，使剩余的绝缘层达到电缆压接端子或者端子处。? 整理接线盒中的连接电缆，使其裸露在外，从而使接地保护线留有余长，并且不会损坏电缆芯线的绝缘层。注意连接电缆的张力。? 请注意保持要求的空隙：– 轴高度 160 以下至少 4.5 mm– 轴高度 180 及以上至少 10 mm连接后必须检查? 接线盒内部必须保持干净，不能有残余的电缆。? 所有的端子螺钉必须拧紧。? 必须保持最小间隔（空隙）。? 电缆引入口必须可靠密封。? 不使用的入孔必须密封，密封单元应固定拧紧。? 所有密封面都必须按规定密封。连接接地线接地线横截面必须符合规定，例如：符合标准 IEC / EN 60204-1。对于轴高度 225 和 280 还应将接地线连接到电机的轴承端盖上。对此，在标识出的连接位置有一个端子连接片 ① 可用于接地线。该接地端子可连接配有压制终端的多芯电缆、 或配有适合终端的扁平电缆。电气连接9.3 系统连接SIMOTICS M 1PH8 主电机242 配置手册, 12/2022, A5E51895839A?图 9-2 接地线的端子连接片（轴高度 225 和 28连接时请注意：? 连接面是接触裸露的，且已用合适的材料进行防腐蚀处理，例如：用无酸的凡士林。? 弹簧垫圈和垫片放置在螺钉头下面。? 按照螺钉必需的最小旋进深度和拧紧力矩。在潮湿环境中布线说明在潮湿环境中布线如果电机安装在潮湿环境中，必须按下图进行功率电缆和信号电缆的布线。热损坏的连接电缆如果针对应用设计的连接电缆过少，可导致连接电缆热损坏。可因电击和火灾造成人身伤害和财产损失。? 注意应用中电机的电流需求量！请确定各接线完全符合 IEC 60204-1 或 IEC 60364-5-52 标准。
接线盒连接下表中列出了各个外部接线盒的型号、功率电缆的详细信息。接线盒上还标出了电机绕组的电路图。温度传感器与热敏电阻的连接在接线盒内的信号接口上，具有备用温度传感器（选件 A25，轴高 80 至 160，标准情况下自轴高 180 起）的连接端子、用于报警和切断的热敏电阻（选件 A12）的连接端子。接线盒内的星形/三角形连接（SH 80 至 SH 160）星形/三角形连接可通过一个外部接触器或者作为接线盒中的固定设置实现。功率电缆与信号电缆的载流能力下表列出了布线方式为 B1、B2、C、E 时，PVC/PUR 绝缘铜导线在环境气温 40 °C 中连续工作的载流能力。其他的环境温度时必须使用“降额系数”表中的系数来校正该值。1) 螺孔 M16 x 1.5 与信号接口成 90°；只有选件 A12、A25 以及选择编码器“A”（即无编码器）中才带有螺孔2) 取决于公制电缆螺纹接头的规格（以 MOTION-ConNECT 电缆规格和 HUGRO 公司或 AGRO 公司的电缆螺纹接头为基准）3) 载流能力，根据 EN 60204-1 和 IEC 60364-5-52，布线方式 E4) 螺孔 M16 x 1.5 在信号接口的对面（电缆引入板的侧面）；只有选择选件 A12 以及编码器 A （即无编码器）时才带有螺孔接线盒类型 1XB7700-P02在进线板上，3 倍设备只能通过 HUGRO 公司或 AGRO 公司的电缆螺纹接头执行。Pflitsch 公司或 Lapp 公司的电缆螺纹接头尺寸较大且无法用作 3 倍设备。① 连接螺钉 M5② 接地螺钉 M5③ 绝缘片① 连接螺钉 M5② 接地螺钉 M5③ 绝缘片④ 电桥① 连接螺钉 M5② 接地螺钉 M5③ 绝缘片① 连接螺钉 M5② 接地螺钉 M5③ 绝缘片① 连接螺钉 M5② 接地螺钉 M5③ 绝缘片④ 电桥星形/三角形连接星形/三角形连接通过一个外部接触器或者作为接线盒 gk806（SH 80）和 gk826（SH 100）中的固定设置实现。标准设置：通过跳线的星形连接① 连接螺钉 M6② 接地螺钉 M6③ 绝缘片① 连接螺钉 M6② 接地螺钉 M6③ 绝缘片① SH80/100 时的连接螺钉 M5SH132/160 时的连接螺钉 M6② SH80/100 时的接地螺钉 M5SH132/160 时的接地螺钉 M6特殊订单的信号接口特殊订单的信号接口可能有别于标准布局。对于无转速编码器的设备规格，此处连接螺纹为 M16 x 1.5。功率插头连接? 使用插头规格 1.5? 插头各个端子含义见图“功率插头 1.5”，连接保护地线旋转接头? 接头不允许超出允许的旋转范围。? 为确保防护等级，最多允许 10 次旋转。? 接头应通过和接头螺纹配套的接头来旋转。编码器模块只可手动旋转。不可使用钳子、锤等工具。通过外部接触器的星形/三角形连接在异步电机（轴高 80 至 160）上，有两种接线方式供选择：? 星形接线? 三角形接线切换星形/三角形接线方式时的接线技术在异步电机上，三个绕组支路的所有六根芯线都引出，供切换接线方式。该切换在主轴之外通过开关装置进行，此装置不在供货范围之内。说明星形/三角形连接在切换星形/三角形接线方式时，必须一同切换对应的电机控制数据组。该切换只允许在电主轴没有负载、功率单元的脉冲被封锁时进行。关于接线方式切换的信息见下图及功能手册 SINAMICS S120 (FH1)。星形接线的应用星形接线在低速区内有优势。它的最大扭矩约为三角形接线的两倍。但是星形接线对无功功率的需求更高，会明显降低高速区内的可用扭矩。因而，星形接线只适合在低速区要求高扭矩的加工中（例如：粗加工）使用。电气连接9.3 系统连接SIMOTICS M 1PH8 主电机配置手册, 12/2022, A5E51895839A 257三角形接线的应用相比星形接线，三角形接线在低速区中虽然只能提供较低的最大扭矩，但该扭矩在高速区内仍然可用。因而三角形接线适合中速区和高速区的所有加工。1) K1 和 K2 都打开才能确保“安全运行停止”，因此出于安全技术的考虑，应通过接触器Kx 实现电气隔离。该接触器只能在无电流时打开，即：必须在接触器打开 40 ms 前取消脉冲使能信号。2) VPM（电压限制模块）的接线端子 X3 应连接到控制单元上用于控制 1PH8 电主轴的一路数字量输入上。使用多个 VPM 时，每个 X3 端子都需要连接到对应控制单元的一路数字量输入上。在激活了电枢短路时（X3 打开），脉冲必须被封锁，对应的轴停止。为此，应设置p0845 = r0722.XX，将相连的数字量输入互联到控制位 OFF2（脉冲封锁）。详细信息参见 SINAMICS S120 功能手册。说明* 在轴高度 180 和 280 的 EC 风扇上，电流消耗可能因电气输入线路而在短时间内达到指定电流的四倍。连接建议可以通过外部风扇的接线盒或可选功率连接器完成连接。通过电机保护开关运行风扇。对于EC 风扇，简单的电缆保护便能满足要求。说明单相风扇连接如果将 3 极电机保护开关用于轴高度为 80 的单相风扇连接，则必须串联连接 3 个电流电路（见图）。只使用一个电流电路时，由于许多开关还常用于监控 3 根外导线的负载或电压是否均匀，因此可能会提前断开。该电路是否允许配备电机保护开关请参考各个制造商产品数据页中的说明。旋转接头? 不得超过允许的旋转范围。? 为确保防护等级，最多允许 10 次旋转。? 旋转时，只能使用适合连接器螺纹的配套连接器。编码器模块只可手动旋转。不得使用管钳、锤子等类似工具。说明供货范围配套的连接器不属于供货范围。配套连接器的产品编号，尺寸 1（带全螺纹）：6FX2003-0LU00说明预制电缆订购具有以下订货号的预制电缆：6FX?002-5CG01-???0轴高 180 至 280 时的 EC 外部风扇1PH8 系列强制风冷电机采用的是 EC 外部风扇。该产品是专门针对此电机系列设计的风扇总成，其运行转速为固定值。EC 外部风扇上使用的是带永磁铁的高效整流电机。它通过集成的控制器实现转速调节。 EC 外部风扇符合 EN 61800-2 针对变速驱动器的一般要求且专为一象限运行设计。带过滤器单元（选件 G14）的外部风扇通风方向为非驱动侧 → 驱动侧的型号可选装一个过滤器单元（选件 G14）。过滤器符合标准DIN EN 779 过滤等级 G3。通风方向为非驱动侧 → 驱动侧的 EC 外部风扇及过滤器单元，轴高度 180 和 225连接外部风扇通过外部风扇接线盒连接外部风扇。可以在轴高 180 和 225 时将外部风扇旋转 90°，在轴高280 时旋转 180°。水可导致短路，轴高度 180 和 225若将外部风扇旋转 90°，则电缆引出不允许朝向上方。电缆螺纹接头上的积水可能会导致短路。? 请将外部风扇的接线盒盖旋转 180°12用于电源端子的 M20 进线口用于控制系统的 M20 进线口（可选）图 9-32 接线盒盖，轴高度 180 和 225两个进线口在交付时都是密封的。? 进线口 ① 设计用于电源端子，因此只能用塞子密封。? 进线口 ② 设计用于控制系统的可选连接且可装配闭锁螺栓。说明电缆螺纹接头电缆螺纹接头不在供货范围内。为连接电缆选择合适的电缆螺纹接头。须遵循连接说明。确保电缆螺纹接头与接线盒和电缆持续密封。123电源电压（参见“接线盒连接”一章）故障信息的继电器输出 (K1)MODBUS (RS-485) 接口（仅用于西门子服务）45610 V 与 E1 之间用于 100 % 运行转速的出厂电桥通过 0…10 V 信号或电位计给定转速的输入端 (Ri > 100 kΩ)电源 10 V DC (Imax 50 mA)端子排端子排设计为弹簧端子。端子上可连接 0.08 - 1.5 mm2 范围内的电缆横截面。建议连接 1.5mm2 的电缆横截面。说明继电器输出端（K1）内置继电器的电位隔离触点可实现外部故障报警。运行时继电器吸合，即接口 “11” 和 “14” 跨接。发生故障时继电器释放（触点负载最大 AC250 V 2 A）。说明10 V 与 E1 之间的出厂电桥在交付状态下，电源 “10 V” 与模拟输入 “E1” 之间串联了一个电桥。通过该电桥可在运行时达到 100 % 的转速。接通电源且启动时间大约在 20 秒后，风扇可持续以 100 % 的转速（额定转速）运行。说明通过预设信号进行转速控制根据负载循环和 1PH8 电机负载，可对通风进行调整。拆除 “10 V” 与 “E1” 之间的出厂电桥。通过预设信号 (0…10 V) 可将风扇转速设定在 50 …**** 范围内。附加信息和支持请联系西门子技术支持。