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西门子SINAMICS S120多轴驱动器概述

西门子S120分为两种类型：DC/AC多轴驱动器与AC/AC单轴驱动器，DC/AC多轴驱动器，指整流与逆变都是独立的模块，控制单元才有CU320，一个控制单元CU320可以同时控制一个整流、4个矢量轴或者6个伺服轴。而AC/AC单轴驱动器是指整流逆一体结构，控制单元为CU310 DP或者CU310 PN，一个控制单元仅能控制一个轴。

西门子S120电源模块部分

将输入的三相交流整流成直流电，S120有三种类型整流模块。

BLM（基本型整流模块） 整流桥由二极管或者可控硅组成，不能实现能量回馈。

SLM（智能型整流模块） 整流桥由二极管与IGBT组成，可以通过IGBT实现能量回馈。

ALM（主动型整流模块） 整流桥由二极管与IGBT组成，对有功电流与无功电流进行矢量控制，电压可调并能实现能量回馈。

西门子S120主动型电源模块（ALM） 装机装柜型

以上订货号的ALM模块，其三相输入电压等级为400V，另外还有500V，690V电压等级的整流模块，其大功率可分别达到1000KW与1400KW。

西门子S120智能型电源模块（SLM) 装机装柜型

西门子S120基本型电源模块（BLM) 装机装柜型

西门子MM430变频器是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专家。功率范围7.5kW至250kW。它按照专用要求设计，并使用内部功能互联(BiCo)技术，具有高度可靠性和灵活性。控制软件可以实现专用功能：多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。

西门子MM430变频器主要特征：

380V-480V±10%，三相，交流，7.5kW-250kW;

风机和泵类变转矩负载专用;

牢固的EMC(电磁兼容性)设计;

控制信号的快速响应;

西门子MM430变频器控制功能：

线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制(FCC)，多点 v/f控制;

内置PID控制器;

快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸;

数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个;

具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程;

采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接;

集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块;

灵活的斜坡函数发生器，可选平滑功能;

三组参数切换功能：电机数据切换，命令数据切换;

西门子MM430变频器风机和泵类专用功能：

多泵切换 ;

旁路功能 ;

手动/自动切换;

断带及缺水检测 ;

节能方式;

西门子MM430变频器保护功能：

过载能力为140%额定负载电流，持续时间3秒和110%额定负载电流，持续时间60秒;

过电压、欠电压保护;

变频器过温保护;

接地故障保护，短路保护;

I2t电动机过热保护;

PTC Y电机保护。

驱动电机是新能源汽车的核心零部件，我国稀土资源丰富，新能源汽车行业受政策驱动可谓如沐春风，驱动电机行业得以快速发展。不光和稀土资源挂钩，驱动电机的市场分析预测以及供应商配套关系是盖世汽车研究院为关心的议题。

和普通电机一样，新能源驱动电机主要由定子、转子、机械结构三大部分组成。由于安装空间狭小、工作环境恶劣，并且振动大、冲击大、腐蚀严重、高温高湿等特殊原因，新能源驱动电机需要具有高密度、体积小、高功率、高扭矩、可靠性、耐久性和成本低等特点。

关键部件定子由定子铁心和定子绕组构成，转子由转子铁心和永磁铁（永磁电机）或转子绕组（交流异步电机）组成，机械结构由轴承、端盖、壳体构成。
电动车由来已久，1831年亨利制造出首台直流电机应用于早期电动车上，1889年德国AEG公司制造出首台交流三相异步电机。直到二十世纪80年代，微电子控制技术完善使得交流电机得到推广。永磁材料、电力电子技术（电机控制技术）的发展极大促进了相关电机的应用推广，交流三相异步和永磁同步电机为当前大规模应用的主流产品。
 

到如今，提升驱动电机的功率密度成为了关键，其中涉及到材料、设计等多层面、多领域技术，具有相应研发实力和技术储备的企业才能在未来成功。

目前市场上的主要电机类型为交流异步电机和永磁同步电机，永磁同步电机由于效率高、功率密度高和体积小等优点占据国内电机市场大份额，主要应用于乘用车领域。
交流异步电机由于其较低的成本以及简单的结构相对更简单、控制技术也相对成熟，但其尺寸较大，重量较重等缺点都在一定程度上制约了其广泛应用，主要应用在新能源客车和部分乘用车。
 

开关磁阻电机结构简单可靠、系统成本低是其主要优点。但由于开关磁阻电机有转矩波动大、噪音大、系统非线性特等缺点，所以目前应用还受到限制。主要应用于新能源客车领域。

由于我国稀土资源丰富，永磁同步电机成为了我国常见的新能源汽车驱动电机。关键材料在于磁性材料和硅钢片。电机成本则主要由制造费用、铁心、永磁体等构成，其中制造费用与铁心份额较高。

钕铁硼提炼自稀土材料，由于其磁性能高，性价比高，车用永磁电机一般采用钕铁硼磁材，随着新能源车销量的增长，钕铁硼磁材需求量随之增长。
 

另外一种重要材料主要是无取向硅钢（ Si≥0.5%的电工钢），广泛应用于制造各类电机、电子变压器铁心。近年来，在生产技术不断进步的基础上，技术壁垒不再是阻碍钢厂的门槛，而所导致的是硅钢的产能过剩，竞争激烈，价格下降。

至于新能源驱动电机的发展趋势，降低成本是永磁电机的主要关注点（需要降低75%成本）。调研发现，通过电机设计可以减少25% ~ 40%，而永磁材料需要降低75%的成本以达到2020年目标。其中提升永磁材料高温工作特性又可以减少5%~15%的成本。
目前，新能源汽车驱动电机市场由整车厂、传统汽车零部件企业以及专业电机企业三分天下，其ZG内新能源汽车驱动电机市场中专业电机企业占据了大的市场份额。例如大洋电机、南车时代、尤奈特、上海大郡、精进电动等。
 

从研究院整理的数据中我们发现， 国内自主车企多采用国内电机企业；合资、外资车企一般选择国外电机配套企业，目前已形成稳定配套。例如，采埃孚给宝马、奔驰、奥迪、大众、路虎配套电机，麦格纳给沃尔沃、福特配套、大洋电机给东风汽车、华晨汽车、奇瑞汽车、上汽集团、一汽汽车、北汽福田等配套电机。

随着新能源汽车市场的火爆，新能源汽车驱动电机市场也随之增长。根据预测，驱动电机市场规模到2020年可达到44亿美元。