SIEMENS浙江省宁波市西门子（授权）一级代理商-西门子变频器总分销商

一、｜1PH8系列电机概述

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1.1

1PH8产品特点

1PH8作为数控及产品机械系统中的主轴电机，具有如下特点：

基于1PH8电机以上特点使得其在如下行业得到广泛应用：

1PH8成为西门子驱动系统解决方案中的明星产品。

1.2

1PH8系统配置面临的问题

正是由于1PH8应用于具有高功率密度+高动态响应特性+高精度等特点的行业领域，既要满足工艺控制要求，又要集成系统高性价比，需要正确配置系统。西门子提供了多种工具与手册等辅助手段协助工程师实现这个目标：

SIZER:

https://support.industry.siemens.com/cs/ae/en/view/54992004

TIA Selection Tools：

https://www.siemens.com/global/en/products/automation/topic-areas/tia/tia-selection-tool.html

Siemens Product Configurator：

https://mall.industry.siemens.com/spice/cloudcm/dashboard

1PH8 配置手册：

https://support.industry.siemens.com/cs/ae/en/view/109744012

在本推文中，将给大家分享选型配置过程中面临典型问题。

二、｜11PH8选型配置典型问题

2.1

变频器的开关频率对于1PH8异步感应电机的影响

变频器的开关频率将会对1PH8电机产生如下影响：

▶提高变频器输出频率，满足1PH8高转速应用要求；

▶改善力矩纹波，满足1PH8高精度控制要求；

▶改善电机电磁噪声，满足某些应用对于环境要求等。

所以，一般对于西门子驱动选型配置来讲，需要考虑开关频率的配置：

✔1PH8 轴高 80~160 开关频率 ≥ 4 kHz

✔1PH8 轴高180~280 开关频率≥ 2 kHz

所以，在通过西门子的相关选型软件，如SIZER，配置1PH8驱动系统时，将会对驱动器开关频率自动进行调整（开关频率升高满足上述关系），而开关频率的升高将会导致变频器降容：

图2.1 工厂设置开关频率1.25kHz下的提高开关频率的降容系数

基于此，需要在驱动装置容量与性能之间进行平衡选择。

2.2

电机轴承对于1PH8电机转速的影响

工艺上的负荷曲线是1PH8电机选型中调速范围的重要依据：

图2.2 负荷曲线

运行转速特性决定电机轴承的使用寿命：

▶电机Zui高运行转速；

▶电机极低运行转速；

▶电机频繁正反转切换等。

对于后两个因素，主要会导致轴承油膜不够充分润滑导致轴承寿命缩短，此时需要考虑采用特殊润滑油脂或改变机械结构以平衡工艺要求与轴承寿命。

对于前一个因素，1PH8电机提供了多种轴承类型，以满足不同转速范围要求：

图2.3 1PH8订货轴承订货代码

图2.4 1PH8083几个转速的概念

图2.5 不同轴承的Zui高转速与Zui大平均运行转速（以80机座号为例，不同机座号数据请参考配置手册）

需要注意的是：工艺要求的Zui高转速不能超出对应轴承所允许的Zui高转速，且根据负荷周期计算的Zui大平均转速（典型的安装方式IM V3，IM B5，IM V1下）：

图2.6 一个负荷周期下的Zui大平均运行转速概念及计算方法

不能超过图2.5中所标注的Zui大平均运行转速，否则将会将会大大减缓电机轴承的使用寿命。

2.3

整流装置的类型对于1PH8电机运行特性曲线的影响

1PH8电机具有宽供电电压工作特性，不同供电电压下运行特性曲线如下：

图2.7 不同供电电压不同整流类型下对应1PH8运行特性曲线（以1PH8083-xxGx为例）

通过配置合适的供电电压与整流类型提高逆变器输出电压，进而改变1PH8运行特性曲线：

▶电机标定的额定电压将会改变，随供电电压升高而升高；

▶电机标定的额定功率将会改变，随供电电压升高而升高；

▶电机标定的额定转速将会改变，随供电电压升高而升高。

注意：电机的额定电流在任何供电电压范围内基本保持不变，对应的是额定转矩基本恒定。

2.4

负荷周期对于1PH8电机选型考虑

工艺负荷特性是1PH8配置容量的关键因素：

▶充分利用1PH8强过载能力特性使之涵盖整个负荷周期内的峰值负载情况，保证不会引发电机过热或过负荷保护情况下稳定可靠出力；

▶还需要考虑负荷周期的平均负荷以防止过渡选配超高容量，保证系统的性价比。

在1PH8选型配置手册中提供了标准S6工作制下的负载特性：                                   

图2.8 1PH8系列电机的S6工作制曲线

对于非标准工作制（即自由负荷周期）可通过如下公式估算一个负荷周期下的平均负荷：

图2.9 自由负荷周期下电机平均负荷估算

根据2.9公式，计算的1PH8电机的平均负荷不能高于，否则电机将会出现由于过负荷而导致过热等情况。