西門子6FC5357-0BB11-0AE1840DE NCU571.3

功率晶體管的高速開關(guān)導(dǎo)致電機(jī)電纜和電機(jī)中的電容充電電流以及陡波電壓和電機(jī)繞組中的峰值電壓上升。通過安裝電機(jī)電抗器，可以降低這些電流。

當(dāng)輸出頻率為 60 Hz 或更低時，通?？梢院雎噪姍C(jī)電抗器中的電壓降。在額定電流和 50 Hz 下，電抗器兩端的單位電壓降 uk 介于 1 % 和 4 % 之間。cosφ 為 0.86 且輸出頻率為 50 Hz 時，與不含電機(jī)電抗器的系統(tǒng)相比，電機(jī)電壓大約降低 2 %（由于電機(jī)電抗器）。

帶有電機(jī)電抗器的電機(jī)的相量圖

電機(jī)電抗器兼容所有調(diào)制類型（空間矢量調(diào)制、邊緣調(diào)制）。

正弦波濾波器

正弦波濾波器是低通 LC 濾波器，允許通過功率模塊或電機(jī)模塊的方波、脈沖寬度調(diào)制輸出電壓基波分量。正弦波濾波器的諧振頻率必須明顯低于功率模塊或電機(jī)模塊的脈沖頻率，極限為允許的大輸出頻率。因此，正弦波濾波器定義脈沖頻率的選擇，設(shè)置允許的大輸出頻率極限。這種類型的濾波器只兼容空間矢量調(diào)制。因此，將功率模塊或電機(jī)模塊的輸出電壓限制在約為 0.67 x 直流鏈路電壓的輸出電壓（rms 值）。對于通過正弦波濾波器的電壓降，允許的大輸出電壓（rms 值）約為 0.63 x 直流鏈路電壓?？梢允褂脜?shù)向控制單元登錄正弦濾波器。這可確保正確預(yù)分配與該濾波器相關(guān)的所有值（如允許的調(diào)制模式和大輸出頻率）。

只有與矢量模式和 V/f 控制模式相結(jié)合時，才可使用正弦濾波器。

dv/dt 增強(qiáng)型 VPL 濾波器和 dv/dt 緊湊式增強(qiáng)型 VPL 濾波器

dv/dt 增強(qiáng)型 VPL 濾波器和 dv/dt 緊湊式增強(qiáng)型 VPL 濾波器包含兩個部件，即一個 dv/dt 電抗器和一個電壓限制網(wǎng)絡(luò)（電壓峰值限制器）。因此，dv/dt 增強(qiáng)型 VPL 濾波器和 dv/dt 緊湊式增強(qiáng)型 VPL 濾波器是降低 500 V 到 690 V 供電電壓的電機(jī)繞組上負(fù)載電壓的一種適當(dāng)方法，可無需采用特殊電機(jī)絕緣。軸承電流也會限制降低。因此，使用這些濾波器時，采用標(biāo)準(zhǔn)絕緣以及不帶絕緣軸承的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)可通過進(jìn)線電壓高達(dá) 690 V 的 SINAMICS 變頻調(diào)速柜運(yùn)行。

6FC5357-0BB11-0AE1

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SINUMERIK 840DE NCU 571.3 不帶系統(tǒng)軟件 存儲器：NC 0.5MB，PLC 96KB PROFIBUS-DP 準(zhǔn)備

注意

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西門子6FC5357-0BB11-0AE1840DE NCU571.3

傳感器模塊

不同編碼器的信號處理（增量式編碼器sin/cos 1 Vpp，值編碼器，旋轉(zhuǎn)變壓器）以分布式進(jìn)行，即，使用定制的編碼器傳感器模塊在編碼器附近進(jìn)行。根據(jù)測量系統(tǒng)的情況，使用編碼器模塊SMC10、SMC20 或者 SMC30。編碼器模塊用來安裝在DIN導(dǎo)軌上。該模塊也被用來對外部（機(jī)器）編碼器的信號進(jìn)行處理。

擴(kuò)展模塊

CU320-2 控制單元標(biāo)配有通信用的接口和端子。SINAMICS S120 提供下列擴(kuò)展模塊：

• 終端板卡 TB30（用來插入控制器 CU320-2 選件插槽內(nèi)的端子擴(kuò)展部件）
• 終端模塊 TM31（用來通過 DRIVE?CLiQ 進(jìn)行連接的端子擴(kuò)展部件）

必須考慮與擴(kuò)展模塊使用相關(guān)的下列標(biāo)準(zhǔn)：

• 在控制器 CU320-2 的選件插槽內(nèi)，多只能插入一塊選件板卡。
• 在一個驅(qū)動組中，多可以使用八個終端模塊。

制動模塊和制動電阻

制動裝置由必須外部安裝的制動模塊和制動電阻器組成。

正弦波濾波器是低通 LC 濾波器，允許通過功率模塊或電機(jī)模塊的方波、脈沖寬度調(diào)制輸出電壓基波分量。正弦波濾波器的諧振頻率必須明顯低于功率模塊或電機(jī)模塊的脈沖頻率，極限為允許的大輸出頻率。因此，正弦波濾波器定義脈沖頻率的選擇，設(shè)置允許的大輸出頻率極限。這種類型的濾波器只兼容空間矢量調(diào)制。因此，將功率模塊或電機(jī)模塊的輸出電壓限制在約為 0.67 x 直流鏈路電壓的輸出電壓（rms 值）。對于通過正弦波濾波器的電壓降，允許的大輸出電壓（rms 值）約為 0.63 x 直流鏈路電壓?？梢允褂脜?shù)向控制單元登錄正弦濾波器。這可確保正確預(yù)分配與該濾波器相關(guān)的所有值（如允許的調(diào)制模式和大輸出頻率）。

只有與矢量模式和 V/f 控制模式相結(jié)合時，才可使用正弦濾波器。

dv/dt 增強(qiáng)型 VPL 濾波器和 dv/dt 緊湊式增強(qiáng)型 VPL 濾波器

dv/dt 增強(qiáng)型 VPL 濾波器和 dv/dt 緊湊式增強(qiáng)型 VPL 濾波器包含兩個部件，即一個 dv/dt 電抗器和一個電壓限制網(wǎng)絡(luò)（電壓峰值限制器）。因此，dv/dt 增強(qiáng)型 VPL 濾波器和 dv/dt 緊湊式增強(qiáng)型 VPL 濾波器是降低 500 V 到 690 V 供電電壓的電機(jī)繞組上負(fù)載電壓的一種適當(dāng)方法，可無需采用特殊電機(jī)絕緣。軸承電流也會限制降低。因此，使用這些濾波器時，采用標(biāo)準(zhǔn)絕緣以及不帶絕緣軸承的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)可通過進(jìn)線電壓高達(dá) 690 V 的 SINAMICS 變頻調(diào)速柜運(yùn)行。

傳感器模塊

不同編碼器的信號處理（增量式編碼器sin/cos 1 Vpp，值編碼器，旋轉(zhuǎn)變壓器）以分布式進(jìn)行，即，使用定制的編碼器傳感器模塊在編碼器附近進(jìn)行。根據(jù)測量系統(tǒng)的情況，使用編碼器模塊SMC10、SMC20 或者 SMC30。編碼器模塊用來安裝在DIN導(dǎo)軌上。該模塊也被用來對外部（機(jī)器）編碼器的信號進(jìn)行處理。

擴(kuò)展模塊

CU320-2 控制單元標(biāo)配有通信用的接口和端子。SINAMICS S120 提供下列擴(kuò)展模塊：

• 終端板卡 TB30（用來插入控制器 CU320-2 選件插槽內(nèi)的端子擴(kuò)展部件）
• 終端模塊 TM31（用來通過 DRIVE?CLiQ 進(jìn)行連接的端子擴(kuò)展部件）

必須考慮與擴(kuò)展模塊使用相關(guān)的下列標(biāo)準(zhǔn)：

• 在控制器 CU320-2 的選件插槽內(nèi)，多只能插入一塊選件板卡。
• 在一個驅(qū)動組中，多可以使用八個終端模塊。

制動模塊和制動電阻

制動裝置由必須外部安裝的制動模塊和制動電阻器組成。

在以下情況下，使用制動單元：

• 再生回饋能量只是偶爾且短暫產(chǎn)生，例如，當(dāng)變頻器制動時（急停）以及變頻器沒有再生回饋功能時。
• 驅(qū)動系統(tǒng)具有再生反饋單元，但不能將能量足夠快地返回到“急停按鈕”電源。
• 電源故障后，需要關(guān)閉驅(qū)動器

由于塊型功率模塊的制動裝置標(biāo)準(zhǔn)配備制動模塊，所以其只由制動電阻器組成。

為了增加制動功率，可將許多的制動模塊與直流鏈路并聯(lián)。每個制動模塊均需要有其自己的制動電阻器。不可在同一直流鏈路上混合操作書本型和裝機(jī)裝柜型制動裝置。

所需的制動功率將從發(fā)電機(jī)操作模式中驅(qū)動系統(tǒng)或電源模塊的直流環(huán)節(jié)功率 Pd計算得到。

書本型的制動模塊和制動電阻器

在使用書本型變頻調(diào)速柜時，在直流鏈路中需要一個小電容。該電容取決于所使用的制動電阻。

制動電阻器 0.3 kW/25 kW → 直流鏈路電容 220 μF

制動電阻器 1.5 kW/100 kW → 直流鏈路電容 330 μF

在總電容值中包括書本型變頻調(diào)速柜制動模塊的電容 110 µF。如果一個或多個制動模塊的直流鏈路電容不足，可增加電容器模塊以增加有效的驅(qū)動器組直流鏈路電容。

當(dāng)并聯(lián)書本型變頻調(diào)速柜制動模塊時，每塊制動模塊都必須具有上述規(guī)定小電容。

注：只有通過直流鏈路母排直接相互連接的書本型變頻調(diào)速柜制動模塊才包括在總電容中。

如果直流鏈路電容不足以應(yīng)付多塊制動模塊，可借助電容模塊來提高直流鏈路電容。必須考慮電源模塊上的驅(qū)動組大允許直流鏈路電容。在電源模塊的技術(shù)參數(shù)中列出了為電源模塊預(yù)先充電電流極限考慮的大直流鏈路電容。

制動電阻可釋放直流鏈路的多余能量：

制動電阻的負(fù)載周期

裝機(jī)裝柜型的制動模塊和制動電阻器

對于裝機(jī)裝柜型變頻調(diào)速柜，制動功率為 25kW（對于框架尺寸 FX）和 50kW（框架尺寸 GX，HX 和 JX）的制動模塊都配有制動電阻。為了提高制動功率，可以并聯(lián)多塊制動模塊。在這種情況下，變頻調(diào)速柜可安裝在調(diào)節(jié)型電源模塊或電機(jī)模塊端部。

當(dāng)在 GB/GD 大小的基本型電源模塊中安裝制動模塊時，為直流鏈路連接提供的電纜太短。在這種情況下，必須訂購電纜組 6SL3366?2NG00?0AA0 以建立制動模塊連接。

制動模塊配備具有監(jiān)視功能的電子元件接口 (X21)。制動電阻器外殼帶有監(jiān)視熱接觸。這些監(jiān)視器可以集成到驅(qū)動器系統(tǒng)的報警或切斷電路中。

制動模塊和制動電阻計算

• 對于循環(huán)持續(xù)時間 ≤ 90s 的周期占空比，必須確定在此占空比內(nèi)的平均制動功率值。應(yīng)將相關(guān)循環(huán)持續(xù)時間用作時基。
• 對于負(fù)載持續(xù)時間 ≥90s 的周期占空比，或?qū)τ陂g歇性制動操作，應(yīng)選擇具有大平均值的一個 90 s 時間段。必須將 90 s 周期用作時基。

當(dāng)選擇制動單元（制動模塊和制動電阻）時，要同時考慮平均制動功率和所需的峰值制動功率。

基本數(shù)據(jù)

負(fù)載圖

Blocksize 形式功率模塊的制動電阻

框架型號 FSA 和 FSB 的制動電阻器必須在外部安裝。由于其高熱損失，frame sizes FSC到FSF的制動電阻應(yīng)安裝在控制柜外部。

控制單元監(jiān)控制動電阻的脈沖/暫停比（接通時間/關(guān)閉時間），如果其計算出電阻器存在過熱，其將使該制動電阻停止工作。

制動電阻以一個溫度開關(guān)為特色，該溫度開關(guān)帶有當(dāng)超過容許溫度時打開的常閉觸點(diǎn)。溫度開關(guān)必須進(jìn)行評價，以避免因如果制動電阻過熱而導(dǎo)致?lián)p壞。

電機(jī)軸上的制動功率 Pmech 大于制動電阻器的功率損耗，因?yàn)檫@種功率損耗只是將直流環(huán)節(jié)的能量轉(zhuǎn)為熱量。發(fā)電機(jī)模式下電源模塊的直流環(huán)節(jié)功率Pd將從電機(jī)的軸功率 Pmech以及電機(jī) Pv Motor和電源模塊 Pv Power Module 中的損耗計算得到：

Pd = Pmech – Pv Motor – Pv Power Module = Pbraking resistor

功率損耗可從電機(jī)效率ηm 和電源模塊效率 ηwr 進(jìn)行估算：

Pbraking resistor = Pd = Pmech × ηm × ηwr

書本型變頻調(diào)速柜中的電容模塊

電容器模塊的功能是作為短期能量緩沖器，例如用于橋接短暫電源故障或用于儲存制動能?？筛鶕?jù)以下公式計算出所緩沖的能量 W：

W = ½ × C × (Ud12 – Ud22)

C = 電容器模塊 4 mF 的有效電容

Ud1 = 緩沖開始時的直流鏈路電壓

Ud2 = 緩沖結(jié)束時的直流鏈路電壓

示例：

Ud1 = 600 V；Ud2 = 430 V

所得到的能量為 W = 350 Ws

例如，通過此能量，可使一個3 kW 負(fù)載電機(jī)模塊緩沖約100 ms。

書本型變頻調(diào)速柜中的控制供電模塊

控制供電模塊通過電源或者直流鏈路提供 24 V DC，以便在掉電情況下維持組件電子控制系統(tǒng)的供電。例如，這樣就可以在掉電情況下，進(jìn)行緊急回位運(yùn)動。

組件的外部 24 V DC 電源

功率單元（電源模塊和電機(jī)模塊）和其它系統(tǒng)組件必須通過外部連接電子器件電源帶有 24 V DC 電壓。

SITOP 電源被用作 24 V DC 外部電子系統(tǒng)電源，作為模塊化解決方案。

連接外部電子器件電源

電流要求 IDC ext 可通過下式進(jìn)行計算：

Σ [控制單元 +內(nèi)置選項（例如，TB30 + CBC10）+系統(tǒng)組件 + 電源模塊+ Σ（電機(jī)模塊+ SMCxx +電機(jī)制動控制）]

除此之外，還必須對其它系統(tǒng)組件加以考慮（例如輸入接觸器）。

在相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)中，可查找到單獨(dú)組件的電流要求。

組態(tài)系統(tǒng)時的限值：

• 集成式 24 V DC 母排的載流能力（僅對書本型變頻調(diào)速柜）為 20A。
• 如果電流需要量比較高，應(yīng)考慮在一個驅(qū)動組中使用多個24 V DC電源。其它饋電通過 24V 端子適配器（僅對書本型變頻調(diào)速柜）
• 在控制器、終端板卡、終端模塊和傳感器模塊上可連接截面 2.5 mm² 的電纜。
• 多 6mm² 的電纜橫截面可以連接到電源模塊和電機(jī)模塊的 24V 端子適配器（于書本尺寸格式）。
• 外部 24 V DC 電源只用于 SINAMICS 組件和直接用電設(shè)備。

當(dāng) 24 V DC 電源首先接通時，必須對大多數(shù)組件電子器件電源中的電容器進(jìn)行充電。要為這些電容器充電，電源必須先提供一個峰值電流，其大小可以是上面計算的所需電流 IDC ext 倍數(shù)。在選擇保護(hù)部件（如小型斷路器）時，必須針對該電流峰值留出余量，以便合并到 24 V DC 供電系統(tǒng)中（具有符合特性 D 的允通 I2t 值的類型）。峰值電流在不到 100 ms 的時間間隔 te 內(nèi)流過。通過 24 V DC 電源及其電子限制的大電流確定峰值。

外部24 V DC 電源接通電流的典型波形

確定連接系統(tǒng)部件

必須連接組件如電機(jī)和編碼器，以使驅(qū)動系統(tǒng)完整。

對于帶有 DRIVE?CLiQ 接口的電機(jī)，DRIVE?CLiQ 電纜攜帶 24 V DC 電源。對于所有其它編碼器模塊，必須設(shè)計獨(dú)立的24 V DC電源。

驅(qū)動器連接系統(tǒng)

DRIVE?CLiQ 電纜有各種類型和長度（參見“MOTION-CONNECT 連接系統(tǒng)”部分）。

所需彎曲半徑尤其適用于短電纜。除了需要連接該電纜的兩個 DRIVE?CLiQ 插座之間的距離外，還需要針對彎曲半徑加上至少 60 mm (2.36 in) 的電纜長度。在定義預(yù)組裝電纜的長度時，請參見“MOTION-CONNECT 連接系統(tǒng)”部分。

不使用的 DRIVE?CLiQ 接口可用一個盲插頭密封以防止污染物侵入。這些單元的附件包中提供了適宜的盲觸頭。

驅(qū)動器的機(jī)械組態(tài)

一個SINAMICS S驅(qū)動組由電源模塊、電機(jī)模塊電機(jī)側(cè)模塊、直流鏈路部件、控制器和選件擴(kuò)展模塊組成。

書本型驅(qū)動器組的組態(tài)

在裝配書本型變頻調(diào)速柜驅(qū)動組時應(yīng)考慮下列條件：

• 必須總要將 5 kW 和 10 kW 智能型電源模塊安排在左側(cè)，作為一個模塊。所有其他電源模塊應(yīng)作為一個模塊安排在左側(cè)。本例中可將 CU320-2 控制單元“卡裝”在進(jìn)線模塊左側(cè)。
• 可在左右兩側(cè)將直流鏈路母線與額定功率為 16 kW 或更大的基本型電源模塊、調(diào)節(jié)型模塊和非調(diào)節(jié)型模塊連接。在此情況下，可按相反順序或在兩側(cè)布置各個模塊（從右到左）（參見裝機(jī)裝柜單元的布置）。
• 在一個驅(qū)動組中只允許有一塊電源模塊。
• 如果大額定功率無法提供足夠的饋入功率，就必須裝備多個驅(qū)動組。
• 必須按額定電流的遞減順序在電源模塊旁排列電機(jī)模塊，即，將額定電流高的電機(jī)模塊緊鄰電源模塊安裝，將額定電流低的電機(jī)模塊安裝在離電源模塊遠(yuǎn)的位置。
• 直流回路母線集成在整流柜、逆變柜、制動模塊、電容器模塊和控制電源模塊中，這樣這些模塊就可以連接到變頻調(diào)速柜柜組。集成的直流回路母線的載流能力由模塊額定值決定，可以是 100 A 或 200 A（參見技術(shù)數(shù)據(jù)）。必須確保直流回路母線在變頻調(diào)速柜柜組內(nèi)的每個位置處都具有所需的載流能力。例如，在使用高輸出逆變柜（200 A 直流母線）和低輸出逆變柜（100 A 直流母線）時，必須在高輸出逆變柜的下游安裝制動模塊（100 A 直流回路母線）。
• 直流鏈路適配器可用于執(zhí)行多層組態(tài)。
• 組態(tài)驅(qū)動器排列時，在單獨(dú)的排列中，應(yīng)使適當(dāng)屏蔽的電機(jī)電纜和線纜所有電力電纜的總長不得超過允許的電纜總長。

書本型變頻調(diào)速柜電機(jī)模塊的功率分布

• 控制器可以靈活安置。下列幾種安裝方式均可以使用：
  • “對接”在電源模塊的左側(cè)
  • 直接固定在安裝板上的驅(qū)動組旁
  • 安裝在其他機(jī)柜面板上，考慮到允許的 DRIVE?CLiQ 電纜長度

裝機(jī)裝柜型驅(qū)動器組的組態(tài)

• 電機(jī)模塊必須安裝在電源模塊旁邊，額定電流從左到右下降（左側(cè)額定電流高，右側(cè)額定電流低）。您必須確保直流鏈路的電纜/母線可以滿足所有連接的電機(jī)模塊的載流能力要求。
• 例如，通過盡可能靠近并行排列母線降低、達(dá)到直流鏈路母線的電感，但要注意需要的爬電距離和氣隙。
• 控制器可以靈活安置。下列幾種安裝方式均可以使用：
  • “對接”在電源模塊的左側(cè)
  • 直接固定在安裝板上的驅(qū)動組旁
  • 安裝在其他機(jī)柜面板上，考慮到允許的 DRIVE?CLiQ 電纜長度

裝機(jī)裝柜型和書本型混合驅(qū)動器組的組態(tài)

必須按照裝機(jī)裝柜型設(shè)備的規(guī)則組態(tài)混合驅(qū)動器組。書本型電機(jī)模塊可通過直流鏈路整流器適配器連接到更別的直流鏈路母線。有兩種可行的連接選擇 - A 和 B。采用 A 時，使用合適的直流鏈路整流器適配器連接各個書本型電機(jī)模塊。采用 B 時，書本型電機(jī)模塊相互連接并連接到內(nèi)部直流鏈路母線，在后一個電機(jī)模塊上使用直流鏈路整流器適配器連接更別的直流鏈路母線。在后面的情況中，必須將直流鏈路整流器適配器安裝在線路右側(cè)的后一個電機(jī)模塊上。對于使用不同額定電流的模塊排列，書本型驅(qū)動器組組態(tài)下的方針也適用于混合驅(qū)動器組。

理論上，可根據(jù)電源模塊的直流鏈路額定電流設(shè)計更別的直流鏈路母線全長。然后，通過饋電端的線路保險絲保護(hù)母線。

如果直流鏈路母線或電纜的橫截面縮小，必須對該支路進(jìn)行防短路設(shè)計。電機(jī)模塊的與電流極限機(jī)制橫截面縮小的支路連接，然后對其進(jìn)行保護(hù)以防過載。不建議將母線或電纜的橫截面縮小到強(qiáng)制小橫截面。假設(shè)至電機(jī)模塊的電纜路徑上的電纜損壞不會導(dǎo)致過載，且通過電機(jī)模塊保護(hù)電路支路以防過載，所以無需附加過載保護(hù)（保險絲）。

橫截面限制縮小或電流設(shè)計不具有防短路功能時，為了保護(hù)相關(guān)直流鏈路連接，必須在橫截面縮小的部分開始處安裝支路保險絲。在發(fā)生故障時，保險絲必須可以中斷直流故障電流，其他類型的微型斷路器不適用。

在帶有接地中點(diǎn)（TN 系統(tǒng)）的電源中 (A) 選項支路保險絲的分配所進(jìn)行的計算基于這樣的假設(shè)，即 τ= L/R< 10 ms 適用于直流故障電路中的時間常數(shù) τ，并且故障電流在長 1 s 后由熔斷器中斷。

小安裝間隙

編碼器模塊和終端模塊的通風(fēng)間隙

傳感器模塊和端子模塊可以直接相鄰安裝。

如果是壁板安裝方式，電源電抗器和電源濾波器上方和下方就各需要 100 mm 的通風(fēng)空間。

書本型變頻調(diào)速柜部件的通風(fēng)間隙

PM240-2 電源模塊可并排安裝，環(huán)境溫度可高達(dá) 40 °C (55 °F)。對于框架規(guī)格 FSB 至 FSF，必須在所安裝的控制單元或控制單元適配器的左側(cè)和右側(cè)提供 30 mm (1.18 m) 的間隙。

書本型變頻調(diào)速柜部件的通風(fēng)間隙

電源模塊 5 kW 至 55 kW 有源接口模塊電機(jī)模塊高達(dá) 85 A

80 kW 和 120 kW 調(diào)節(jié)型電源模塊電機(jī)模塊 132A 和 200A

裝機(jī)裝柜型變頻調(diào)速柜部件的通風(fēng)間隙

基本電源模塊

機(jī)架規(guī)格為 FI 和 GI的有源接口模塊

調(diào)節(jié)型接口模塊 HI 和 JI 型

電源模塊、電機(jī)模塊和機(jī)架規(guī)格為 FX 和 GX的有源線路模塊

框架型號為 HX 和 JX 的有源整流柜框架型號為 HX 和 JX 的逆變柜

控制柜內(nèi)部溫度的計算

強(qiáng)制通風(fēng)的控制柜

在強(qiáng)制通風(fēng)型控制柜中，熱量損失Pv 將傳遞給流過的空氣，空氣溫度升高 Δϑ。在時間間隔 Δt內(nèi)，空氣吸收的熱量為 Q = c × m × Δϑ = Pv × Δt，同時，體積為 V 的空氣將流過控制柜（c是空氣的比熱容）。質(zhì)量 m 和體積 V 通過密度 ρ 聯(lián)系在一起。它們之間的關(guān)系為 m = ρ × V。在插入到上面的公式中后，得到以下公式：Pv = c × ρ × (V/Δt) × Δϑ

可通過強(qiáng)制通風(fēng)排放的熱損失 Pv 與體積流量成正比

該容積流動由風(fēng)扇傳出控制柜，并且允許的加熱度 Δϑ = Tc-Ta

氣流的熱容量和密度取決于濕度水平和大氣壓。因此，此方程式還有賴于其它參數(shù)。為了估計典型工業(yè)環(huán)境中控制柜的溫升，可以假設(shè)c = 1 kJ/kg × K 和 ρ = 1.2 kg/m33。這導(dǎo)致以下數(shù)量方程：

Δϑ = Tc-Ta

氣溫 Tc作為組件在控制柜中的環(huán)境溫度，可以使用所給的公式進(jìn)行估計，并且在每個應(yīng)用場合下通過測量進(jìn)行驗(yàn)證，因?yàn)榭赡苄纬删植繜狳c(diǎn)，如在離熱源較近的地方或由于空氣流通不暢而形成熱量聚集。

無強(qiáng)制通風(fēng)的控制柜

不帶強(qiáng)制通風(fēng)的控制柜將通過柜表面將內(nèi)部產(chǎn)生的熱量損失 Pv 傳導(dǎo)到周圍空氣（外部溫度為 Ta）。對于熱量流動，

以下規(guī)則在穩(wěn)態(tài)下使用：

k 是傳熱系數(shù)，A 是控制柜的有效冷卻表面積，Δϑ 是控制柜內(nèi)部溫度與外部溫度之差，Δ ϑ = Tc-Ta。

通過控制柜壁的熱量傳輸取決于內(nèi)部空氣到控制柜壁的熱傳輸、控制柜壁中的熱傳導(dǎo)以及從控制柜壁到外部空氣的熱傳輸。傳遞的熱量可通過傳熱系數(shù) α 來計算，傳導(dǎo)的熱量可通過導(dǎo)熱系數(shù) λ 和柜的壁厚 d 來計算。所得到的可能熱損耗的方程式PvPv = [1/(1/αi + d/λ + 1/αa)] × A × Δϑ = k × A × Δϑ

Pv = k × A × Δϑ

在控制柜的柜壁為厚度達(dá) 2 mm (0.08 in) 的噴漆不銹鋼的情況下，傳熱系數(shù) k 的典型值為：

IEC 60890（VDE 0660 第 507 部分）的計算程序可用于測定控制柜內(nèi)的環(huán)境溫度Tc計算時必須考慮到控制柜中所有熱源，如線路模塊、電機(jī)模塊、電源模塊、濾波器和電抗器等等。測定依賴于控制柜的設(shè)置方法的有效冷卻表面，也十分重要。此標(biāo)準(zhǔn)還可以用于帶有通風(fēng)口（自然對流）的控制柜。

必須針對每種應(yīng)用，通過測量對估算得到的溫度 Tc 以及控制柜內(nèi)的溫度分布進(jìn)行檢查，因?yàn)榭赡軙纬删植扛邷攸c(diǎn)，例如，在緊靠熱源的位置或存在熱量積累時。

帶有空調(diào)的控制柜

控制柜通過其表面以及此空調(diào)散熱。