Siemens 6SL3120-1TE21-8AA4 SINAMICS S120 단일 모터 모듈
북사이즈 포맷 | 18A | 9.7 kW | 600 VDC 입력 | 400V 3상 AC | Drive-CLiQ | 확장 안전 통합 | IP20
단일 축. 완벽한 성능. 타협 없음.
모든 다축 자동화 시스템에서 모든 축이 인버터를 공유할 필요는 없습니다. 고토크 피드 축, 까다로운 스핀들 드라이브, 중요한 위치 결정 축 — 특히 무거운 동적 부하 또는 독립적인 안전 요구 사항이 있는 축 — 은 전용 드라이브 리소스를 받을 자격이 있습니다. Siemens 6SL3120-1TE21-8AA4는 SINAMICS S120 북사이즈 포맷의 단일 축 모터 모듈로, 18A 정격 출력을 9.7kW로 단일 모터에 제공하며 S120 플랫폼을 정의하는 모든 지능, 안전 아키텍처 및 Drive-CLiQ 연결 기능을 갖추고 있습니다.
듀얼 모터 모듈이 두 축 간에 리소스를 분할하는 반면, 이 모듈은 모든 것을 하나에 전념합니다: 전체 18A 출력 전류, 독립적인 안전 정지 입력, 개별 안전 모터 브레이크 제어, 그리고 확장 안전 통합 기능 세트 전체 — 모두 북사이즈 스택 내의 단일 전용 채널에서 제공됩니다.
기술 사양
| 매개변수 |
값 |
| 부품 번호 |
6SL3120-1TE21-8AA4 |
| 시리즈 |
SINAMICS S120 |
| 모듈 유형 |
단일 모터 모듈 (1축 인버터) |
| 프레임 포맷 |
북사이즈 |
| DC 링크 입력 전압 |
510 - 720 VDC (공칭 600 VDC) |
| 출력 전압 |
400 V, 3상 AC |
| 정격 출력 전류 |
18 A |
| 기본 부하 전류 |
15.3 A |
| 정격 출력 전력 |
9.7 kW |
| 출력 주파수 범위 |
0 ~ 650 Hz (서보 모드) |
| 펄스 주파수 |
4.0 kHz |
| 24V DC 전자 장치 공급 |
-15% ~ +20% 허용 오차 |
| 냉각 방식 |
내부 공기 냉각 |
| 통신 인터페이스 |
Drive-CLiQ |
| 안전 기능 |
확장 안전 통합 |
| 안전 표준 준수 |
SIL 2 (IEC 61508) / PL d, 카테고리 3 (EN ISO 13849-1) |
| 인증 |
CE, cULus |
| 안전 정지 입력 |
1 |
| 안전 모터 브레이크 제어 |
1 |
| 온도 센서 입력 |
1 |
| 보호 등급 |
IP20 |
| 작동 온도 |
0°C ~ +40°C |
| 무게 |
약 5 kg |
| 원산지 |
독일 |
18A 정격 / 15.3A 기본 부하: 두 전류 수치 이해하기
이 모듈 사양에는 두 가지 전류 등급이 표시되며, S120 드라이브 그룹을 구성할 때 이 구분이 중요합니다. 18A 정격 전류는 까다로운 서보 및 벡터 애플리케이션을 위한 피크 정상 상태 기능으로, 연속 고토크 작업에 대한 모터 명판 전류와 일치하는 수치입니다. 15.3A 기본 부하 전류는 모터가 열 회복을 허용하는 간헐적인 감속 없이 상승된 토크에서 지속적으로 작동하는 중부하 애플리케이션에 대한 조정된 수치입니다.
고유의 가속-감속 듀티 사이클을 갖는 대부분의 서보 피드 축 애플리케이션의 경우, 전체 18A 정격 전류가 적용됩니다. 연속 공정 애플리케이션 — 일정한 절삭 부하를 유지하는 스핀들 드라이브, 지속적인 토크 하의 컨베이어 드라이브 — 의 경우, 15.3A 기본 부하 전류가 보수적인 구성 참조입니다. 둘 중 하나를 선택하는 것은 특정 듀티 프로파일에 따라 다르며, Siemens의 SIZER 엔지니어링 소프트웨어는 주어진 애플리케이션 사이클에 대한 적절한 수치를 계산할 수 있습니다.
확장 안전 통합: SIL 2 및 PL d 인증
6SL3120-1TE21-8AA4의 안전 아키텍처는 추가 기능이 아니라 모듈 자체 내에 상주하는 펌웨어이며, IEC 61508에 따라 안전 무결성 레벨 2 및 EN ISO 13849-1에 따라 성능 레벨 d, 카테고리 3 인증을 받았습니다. 이는 안전 기능이 오류 내성 및 고장 확률에 대한 독립적으로 검증된 표준을 충족함을 의미하며, 모듈이 기계의 공식 안전 평가에 통합될 때 중요합니다.
사용 가능한 확장 안전 통합 기능에는 안전 토크 오프(STO), 안전 정지 1(SS1), 안전 제한 속도(SLS), 안전 브레이크 제어(SBC)가 포함됩니다. 각 기능은 모듈의 전용 안전 정지 입력 및 브레이크 제어 출력을 통해 작동하며, 드라이브 상주 기능에 외부 안전 릴레이 또는 안전 PLC가 필요하지 않습니다. 모터의 온도 센서 입력은 모듈의 포괄적인 보호 체계의 일부로 추가적인 열 보호 모니터링을 제공합니다.
EN 기계류 지침 요구 사항을 준수하는 기계 제작자의 경우, 이 수준에서 인증되고 드라이브 모듈에 상주하는 안전 기능을 갖추면 안전 유효성 문서화가 상당히 단순화됩니다 — 모듈의 인증은 드라이브 측 안전 체인을 포함합니다.
Drive-CLiQ: 지능이 내장된 연결
Drive-CLiQ 인터페이스는 6SL3120-1TE21-8AA4가 단순한 전력 단계를 넘어선 이유입니다. 제어 장치로의 단일 디지털 광섬유 또는 구리 케이블을 통해 모듈은 실시간 피드백, 오류 상태, 매개변수 데이터 및 자체 전자 명판 — 제어 장치가 어떤 모듈이 있는지 정확히 인식하고 드라이브 객체를 적절하게 구성할 수 있도록 하는 내장 하드웨어 식별 — 을 통신합니다.
전원 인가 시, 제어 장치는 모듈의 명판을 자동으로 읽습니다. 교체 시나리오에서는 수동 매개변수 입력 없이 시스템이 새 모듈을 인식합니다. 시운전 엔지니어에게는 첫 전원 인가 시 나타날 수 있는 잠재적인 구성 오류를 제거합니다. 고장난 모듈을 교체하는 유지보수 기술자에게는 기계를 더 빨리 서비스에 복구할 수 있음을 의미합니다.
모듈은 북사이즈 스택 내 모듈 간 연결을 위해 사전 절단된 Drive-CLiQ 케이블과 함께 제공됩니다.
650 Hz 출력 주파수: 숨겨진 기능
서보 제어 모드에서의 650 Hz 출력 주파수 상한선은 대부분의 표준 VFD 인버터보다 훨씬 높으며, 이는 타당한 이유가 있습니다. 고극 수의 동기 서보 모터는 실용적인 기계 속도를 생성하기 위해 높은 전기 주파수를 필요로 합니다 — 4,500 RPM에서 6극 모터는 225 Hz 출력이 필요합니다; 6,000 RPM에서 10극 모터는 500 Hz가 필요합니다. 모듈의 650 Hz 상한선은 특수 인버터 없이 이러한 고속 서보 모터 구성을 수용합니다.
벡터 제어 애플리케이션의 표준 4극 유도 모터의 경우, 벡터 제어 모드에서의 300 Hz 상한선은 실용적인 요구 사항을 훨씬 초과하는 샤프트 속도를 처리합니다. 넓은 주파수 범위는 하나의 모듈 플랫폼이 교체 없이 서보 및 벡터 제어 애플리케이션 모두에 사용될 수 있도록 보장합니다.
시스템 통합: 이 모듈의 위치
6SL3120-1TE21-8AA4는 S120 북사이즈 드라이브 스택의 단일 슬롯을 차지하며, 공유 DC 버스에서 라인 모듈 하류에 위치합니다. 호환되는 모든 S120 제어 장치 — 다축 애플리케이션의 CU320-2, 간단한 구성의 CU310-2, 또는 SIMOTION D 또는 SINUMERIK CNC 플랫폼의 통합 컨트롤러 — 와 Drive-CLiQ를 통해 연결됩니다.
모듈은 서보 제어, 벡터 제어, V/f 제어의 세 가지 SINAMICS S120 제어 모드를 모두 지원합니다: 위치 제어 피드 축을 위한 서보 제어, 고성능 유도 모터 드라이브를 위한 벡터 제어, 완전 폐쇄 루프 튜닝이 필요하지 않은 간단한 속도 제어 애플리케이션을 위한 V/f 제어. 모드 선택은 하드웨어 수정이 아닌 소프트웨어 매개변수 변경입니다.
호환되는 제어 장치 및 시스템 플랫폼은 다음과 같습니다:
- SINUMERIK 840D sl — CNC 공작 기계 피드 및 스핀들 축
- SIMOTION D — 포장, 인쇄 및 변환을 위한 조정된 모션 제어
- CU320-2 — 일반 다축 자동화
- CU310-2 — 단일 축 및 간단한 시스템 아키텍처
AA4 세대: 현재 생산 상태
AA4 접미사는 18A 단일 모터 모듈 클래스에서 현재 활성 하드웨어 세대임을 나타내며, 이전 AA3 변형(6SL3120-1TE21-8AA3)을 대체합니다. Drive-CLiQ의 자동 명판 인식은 백워드 호환성을 투명하게 처리합니다 — 기존 S120 시스템에서 AA3 대신 삽입된 AA4 모듈은 펌웨어 변경 또는 수동 매개변수 입력 없이 제어 장치에 의해 인식됩니다.
자주 묻는 질문
Q1: 두 축 애플리케이션에 대해 이 단일 모터 모듈을 선택하는 것과 듀얼 모터 모듈을 선택하는 것의 실제적인 차이점은 무엇입니까?
듀얼 모터 모듈(예: 6SL3120-2TE21-8AA4, 정격 2 × 18A)은 두 축 간에 전류 등급을 공유합니다. 두 축 모두 동시에 피크를 이루는 경우가 드물고 어느 쪽도 지속적인 최대 전류 출력을 필요로 하지 않는다면, 듀얼 모듈은 캐비닛 슬롯 폭의 절반으로 충분한 성능을 제공합니다. 단일 모듈은 전체 18A와 모든 안전 리소스를 하나의 축에 전념합니다 — 하나의 축이 지속적인 고토크, 독립적인 안전 이벤트 또는 공유할 수 없는 보장된 피크 전류를 필요로 할 때 올바른 선택입니다. 고토크 가공 스핀들 또는 중부하 갠트리 축의 경우, 단일 모듈이 일반적으로 적절한 사양입니다.
Q2: 이 모듈은 라인 모듈 없이 400V AC 라인 공급으로 작동할 수 있습니까?
아니요. 6SL3120-1TE21-8AA4는 DC 링크 입력만(510-720 VDC) 수용합니다. 들어오는 3상 AC 공급을 DC 버스 전압으로 변환하기 위해 상류에 SINAMICS S120 라인 모듈이 필요합니다. 라인 모듈은 또한 감속 중 제동 에너지를 공급으로 되돌리는 재생 기능을 처리합니다. 모터 모듈 자체에는 AC 입력 기능이 없습니다.
Q3: 이 모터 모듈과 호환되는 SINAMICS S120 라인 모듈은 무엇입니까?
DC 버스에서 510-720 VDC를 유지하는 모든 S120 북사이즈 라인 모듈은 전기적으로 호환됩니다 — 적절한 전력 등급의 Smart Line Module, Basic Line Module, Active Line Module 변형을 포함합니다. 이러한 라인 모듈 유형 간의 선택은 시스템이 전력 재생을 지원하는지 여부와 어떤 전력 품질 보상이 필요한지에 영향을 미치지만, 그중 어느 것이든 DC 버스 전압 범위 내에서 6SL3120-1TE21-8AA4를 올바르게 전원 공급할 것입니다.
Q4: AA4 모듈은 기존 설치에서 AA3를 직접 대체합니까?
예, 대부분의 S120 북사이즈 시스템에서 그렇습니다. 전기 사양, 물리적 치수, Drive-CLiQ 인터페이스 및 안전 기능 세트는 AA3와 AA4 간에 동일합니다. 제어 장치는 전원 인가 시 AA4의 전자 명판을 읽고 수동 개입 없이 드라이브 객체를 구성합니다. Siemens의 산업 지원 포럼은 AA4가 SIMOTION 기반 시스템에서 AA3를 대체한다고 확인합니다 — 드라이브의 펌웨어 및 매개변수 데이터가 컨트롤러에서 다운로드되어 전환을 처리합니다.
Q5: 이 모듈에서 일반적으로 발생하는 고장은 무엇이며, 예방적으로 무엇을 점검해야 합니까?
S120 북사이즈 모터 모듈에서 가장 일반적인 고장 모드는 모터 측 고장(권선 단락, 상간 단락)으로 인한 IGBT 트랜지스터 고장, 작동 연수에 따른 커패시터 열화, 냉각 팬 마모입니다. 예방 조치에는 내부 팬의 올바른 속도 및 깨끗한 공기 흐름에 대한 주기적인 점검, 커패시터에 스트레스를 주는 비정상적인 수준에 대한 DC 버스 전압 모니터링, 모터 문제에 대한 모듈 고장이 나타나기 전에 계획된 유지보수 간격 동안 모터 절연 무결성을 확인하는 것이 포함됩니다. Drive-CLiQ를 통한 모듈 온도 판독은 열 차단이 발생하기 전에 부적절한 공기 흐름에 대한 조기 경고를 제공할 수 있습니다.
