SINAMICS G120 系列變頻器:
SINAMICS G120 是由多種不同功能單元組成的模塊化變頻器。
構(gòu)成變頻器兩個(gè)必須的主要模塊為:
● 控制單元(CU)
● 功率模塊(PM)
控制單元 可以通過(guò)不同的方式對(duì)功率模塊和所接的電機(jī)進(jìn)行控制和監(jiān)控。它支持與本地或*控制的通信并且支持通過(guò)監(jiān)控設(shè)備和輸入/輸出端子的直接控制。
功率模塊 可以驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率范圍為 0.37 kW 到 250 kW(0.5hp到 400 hp)。功率模塊由于控制單元里的微處理器進(jìn)行控制。高性能的 IGBT 及電機(jī)電壓脈寬調(diào)制技術(shù)和可選擇的脈寬調(diào)制頻率的
采用,使得電機(jī)運(yùn)行極為靈活可靠。多方面的保護(hù)功能可以為功率模塊和電機(jī)提供更高一級(jí)的保護(hù)
通過(guò)創(chuàng)新的冷卻理念和加涂層的電子模塊可以使變頻器的使用壽命
和高效運(yùn)行時(shí)間顯著加長(zhǎng)。這一特點(diǎn)主要基于以下幾個(gè)方面:
● 所有熱損耗的散熱通過(guò)外置的散熱片
● 通風(fēng)風(fēng)道中沒(méi)有電子器件
● 控制單元采用標(biāo)準(zhǔn)的自然對(duì)流散熱
● 所有冷卻空氣流經(jīng)散熱片
變頻器調(diào)試軟件 STARTER 可以對(duì) SINAMICS G120 變頻器進(jìn)行調(diào)試和維護(hù)。對(duì)于簡(jiǎn)單的調(diào)試,它可以提供操作向?qū)б约涌煺{(diào)試過(guò)程,同時(shí)也提供界面友好的,與傳動(dòng)相關(guān)的復(fù)雜解決方案。
西門子G120變頻器:CU240控制單元
CU240E-2 DP-F 控制單元舉例
變頻器的控制是由控制單元來(lái)完成的。除此之外,根據(jù)應(yīng)用的不同通過(guò)設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)控制單元可以實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的應(yīng)用功能。
新一代的兩個(gè)控制單元系列如下:
CU240B-2 系列,帶有標(biāo)準(zhǔn)的 I/O 接口,適合于眾多普通的應(yīng)用。
CU240E-2 系列,帶有擴(kuò)展的 I/O 接口,并集成了安全報(bào)護(hù)功能。
控制單元 CU240B-2 和 CU240E-2 可以與一下的功率模塊結(jié)合是使用:
● PM240
● PM250
選型訂貨數(shù)據(jù)
西門子G120變頻器:MMC卡
用于控制單元的基本操作面板和存儲(chǔ)卡
1、基本操作面板 BOP-2
通過(guò)菜單導(dǎo)航和兩行的參數(shù)顯示變頻器的調(diào)試變得非常簡(jiǎn)單。操作面板同時(shí)顯示參數(shù)名稱和參數(shù)值,而且具有參數(shù)過(guò)濾功能,這使得基本的變頻器調(diào)試變得簡(jiǎn)單容易,絕大多數(shù)的操作都不需要打印版
的參數(shù)手冊(cè)。
通過(guò)操作面板的導(dǎo)航鍵,可以方便地對(duì)變頻器進(jìn)行本地控制。同時(shí), 基本操作面板上有一個(gè)專門的按鍵可以完成手動(dòng)/自動(dòng)的直接切換。
變頻器的故障診斷可以通過(guò)菜單的引導(dǎo)來(lái)完成。
基本操作面板還可以同時(shí)顯示兩個(gè)數(shù)值。
變頻器的參數(shù)可以拷貝上載到操作面板,并在必要的時(shí)候可以下載到相同類型的變頻器中。
BOP-2 基本操作面的工作溫度為:0...50 ºC (32 ... 122 ºF)。
2、SINAMICS 存儲(chǔ)卡 (MMC)/SIMATIC 存儲(chǔ)卡(SD)
變頻器的參數(shù)設(shè)定可以存儲(chǔ)在 SINAMICS 存儲(chǔ)卡 (MMC)/SIMATIC 存儲(chǔ)卡 (SD)上,在需要的時(shí)候, 例如更換了變頻器的情況,可以把相應(yīng)的參數(shù)從存儲(chǔ)卡下載到變頻器中,這樣,變頻器就可以立即運(yùn)行了。
. 參數(shù)設(shè)置可以從變頻器保存到存儲(chǔ)卡上,也可以從存儲(chǔ)卡寫到變頻
器上。
. zui多可以存儲(chǔ) 100 套參數(shù)。
. 采用存儲(chǔ)卡可以在不采用操作面板,如 BOP-2 和 STARTER 調(diào)試工具的情況下實(shí)現(xiàn)變頻器的參數(shù)設(shè)置。
說(shuō)明:存儲(chǔ)卡并不是變頻器運(yùn)行所必需的,也沒(méi)有必要總是插在變頻器中。
:PM240功率模塊 FSA-FSF
FSF 尺寸及以下的 PM240 功率模塊都集成了內(nèi)置的制動(dòng)斬波器,外部制動(dòng)電阻可以通 DCP/R1 和 R2(參見(jiàn)直流母線部件)直接接在變頻器上。
直流母線上的直流母線電容既可以讓 PM240 功率模塊對(duì)直流母線電壓有足夠的控制范圍,又可以很容易地保證應(yīng)用電壓的變化,例如,動(dòng)態(tài)緩沖功能(通過(guò)將負(fù)載的動(dòng)能以再生方式回饋到直流母線來(lái)維持直流母線的電壓)或者在電源故障后,通過(guò)利用負(fù)載產(chǎn)生的動(dòng)能來(lái)控制并進(jìn)行安全減速。此外,幾個(gè) PM240 功率模塊可以通過(guò)這種方法進(jìn)行電器耦合。
PM240 功率模塊是為有安全保護(hù)要求的應(yīng)用場(chǎng)合而設(shè)計(jì)的。如果與帶有安全保護(hù)功能的控制單元聯(lián)用, 那么所組成的變頻器即為帶有集成的安全保護(hù)功能的變頻器(參見(jiàn)控制單元)。
變頻器與電機(jī)之間允許的zui大的電纜長(zhǎng)度與電纜的類型有關(guān)。如果采用輸出電抗器,那么可接的電纜長(zhǎng)度將延長(zhǎng)。(參見(jiàn)輸出側(cè)功率部件)。
進(jìn)線電抗器可以用于減小諧波造成的畸變(參見(jiàn)進(jìn)線側(cè)功率部件)。
外形尺寸為 FSA 的 PM240 的功率模塊不包含帶有內(nèi)置 波器的選型。因此在可選件中有一種底座式的
?濾波器以及符合 b 級(jí)濾波要求的濾波器可供選擇(參見(jiàn)進(jìn)線側(cè)功率部件)。
外形尺寸為 FSB 和 FSC 的 PM240 功率模塊包含帶有和不帶有內(nèi)置 ?濾波器的選型。要滿足 b級(jí)濾波要求,那么需要在帶有
?濾波要求的PM240 功率模塊的基礎(chǔ)上再加裝 b 級(jí)濾波器(參見(jiàn)進(jìn)線側(cè)功率部件)。
帶有內(nèi)置 ?濾波器的功率模塊只適合在 TN 電源系統(tǒng)中應(yīng)用。不帶內(nèi)置濾波器的功率模塊即可以用于接地的(TN,TT)電源系統(tǒng),也可以用于中性點(diǎn)不接地的(IT)電源系統(tǒng)。
1) 基于額定輸出電流 I rated 的輸出功率:額定輸出電流 I rated 是基于輕載(LO)的工作周期下的數(shù)值。
2) 額定輸出電流 I rated 是基于輕載(LO)的工作周期下的數(shù)值。功率模塊的銘牌上所印額定電流值為該值。
3) 這些值都在功率模塊的銘牌上標(biāo)出?;矩?fù)載電流 I H 是基于重載(HO)的工作周期下的數(shù)值。
4) 基本負(fù)載電流 I H 是基于重載(HO)的工作周期下的數(shù)值。
:PM250功率模塊
PM250 功率模塊在能量再生狀態(tài)(回饋制動(dòng))下能夠?qū)⒛芰炕仞伒哪芰σ馕吨軌驅(qū)⒃偕芰炕仞伣o電網(wǎng),而不是消耗在制動(dòng)電阻上。這樣不僅節(jié)省了柜體的安裝空間,同時(shí),也節(jié)省了接線的數(shù)量和工程設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試的時(shí)間。采用回饋制動(dòng)還可以減少柜體內(nèi)的散熱。
創(chuàng)新的電路設(shè)計(jì)減少了電網(wǎng)諧波。電源的進(jìn)線側(cè)不再需要安裝電抗器等選件。這也節(jié)省了安裝空間以及工程和采購(gòu)費(fèi)用。
PM250 功率模塊的設(shè)計(jì)適合對(duì)安全保護(hù)要求高的應(yīng)用場(chǎng)合,如果與帶有安全保護(hù)功能的控制單元聯(lián)用,則可以構(gòu)成帶有集成安全保護(hù)功能的變頻器。
允許的zui大電機(jī)電纜的長(zhǎng)度與電纜的型號(hào)有關(guān)。如果加裝輸出電抗器則可以接更長(zhǎng)的電機(jī)電纜。
對(duì)于外形尺寸為 FSC 內(nèi)置 ?濾波器的 PM250 功率模塊,可選一個(gè)外置的 b 級(jí)濾波器以達(dá)到 b級(jí)濾波要求(參見(jiàn) 進(jìn)線側(cè)功率部件 一章)。
帶有內(nèi)置 ?濾波器的 PM250 功率模塊只適合與 TN 電源系統(tǒng)連接。
1) 基于額定輸出電流 I rated 的 輸出功率:額定輸出電流 I rated 是基于輕載(LO)的工作周期下的數(shù)值。
2) 額定輸出電流 I rated 是基于輕載(LO)的工作周期下的數(shù)值。功率模塊的銘牌上所印額定電流值為該值。
3) 這些值都在功率模塊的銘牌上標(biāo)出?;矩?fù)載電流 I H 是基于重載(HO)的工作周期下的數(shù)值。
:選件
1、進(jìn)線側(cè)功率部件:進(jìn)線濾波器
FSA 的 ?進(jìn)線濾波器舉
通過(guò)加裝附加的進(jìn)線濾波器, PM240 功率模塊可以符合更高的抗射頻干擾等級(jí)。
尺寸為 FSA 的 PM240 功率模塊沒(méi)有帶有內(nèi)置 ?濾波器的選型。它有可選的
?和 b 級(jí)濾波器。
對(duì)于外形尺寸為 FSB 和 FSC 的 PM240 功率模塊則同時(shí)有不帶內(nèi)置 ?濾波器和帶內(nèi)置濾波器的選型。要想滿足 b 級(jí)濾波標(biāo)準(zhǔn),則必須在帶有內(nèi)置
?濾波器的 PM240 功率模塊基礎(chǔ)上增加 b 級(jí)濾波器。
FSGX 進(jìn)線濾波器舉例
對(duì)于外形尺寸為 FSC 的 PM250 只有內(nèi)置 ?濾波器的選型。要想滿足b 級(jí)濾波標(biāo)準(zhǔn),則必須在帶有內(nèi)置
?濾波器的 PM250 功率模塊基礎(chǔ)上增加 b 級(jí)濾波器。
2、進(jìn)線側(cè)功率部件:進(jìn)線電抗器
3、進(jìn)線側(cè)功率部件:*的進(jìn)線側(cè)部件
4、直流母線功率部件:制動(dòng)電阻
直流母線上的多余的能量可以通過(guò)制動(dòng)電阻來(lái)消耗。因?yàn)樵诠β誓K的內(nèi)部都集成了制動(dòng)斬波器,制動(dòng)電阻可以直接與PM240 功率模塊連用。但是它不能將再生能量回饋給電網(wǎng)。 變頻器運(yùn)行在能量回饋狀態(tài),例如高轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)動(dòng)的負(fù)載制動(dòng)時(shí),必須加裝制動(dòng)電阻以將制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能。
制動(dòng)電阻可以安裝在 PM240 功率模塊的一側(cè)。對(duì)于FSA 和 FSB 外形尺寸的制動(dòng)電阻是按照底座式安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的。
如果FSA和FSB外形尺寸的PM240功率模塊在不接進(jìn)線電抗器情況下,制動(dòng)電阻則可以安裝在功率模塊的底下。
FSC 到FSF外形尺寸功率模塊的制動(dòng)電阻則應(yīng)該放置在開(kāi)關(guān)柜和開(kāi)關(guān)室的外面,以便使發(fā)散出的熱量能夠遠(yuǎn)離功率模塊所在的區(qū)域,也因此,減少相應(yīng)的空調(diào)的需求量。
每個(gè)制動(dòng)電阻的設(shè)計(jì)中都帶有一個(gè)溫度開(kāi)關(guān) (UL- 認(rèn)證)。該溫度開(kāi)關(guān)可以用于保護(hù)制動(dòng)電阻不會(huì)因?yàn)檫^(guò)溫而導(dǎo)致?lián)p壞。
5、負(fù)載側(cè)功率部件:輸出電抗器
FSA 和 FSB 功率模塊適用的輸出電抗器舉
輸出電抗器可以減小電機(jī)繞組上的電壓負(fù)載,以及采用長(zhǎng)的電機(jī)電纜時(shí),容性充放電電流加在功率部分的附加負(fù)載。
只有 PM240 和 PM250 功率模塊才配置了輸出電抗器選件。
在采用輸出電抗器時(shí),zui大的輸出頻率為 150Hz,脈沖頻率不能超過(guò) 4kHz。
FSGX 功率模塊適用的輸出電抗器舉例
輸出電抗器必須盡可能安裝在靠近功率模塊的位置。
輸出電抗器只能應(yīng)用在“矢量”和“V/f 控制”方式下。
6、其他系統(tǒng)選件:PC連接組件
7、其他系統(tǒng)選件:DIN 導(dǎo)軌安裝組件
8、其他系統(tǒng)選件:NEMA1 安裝組件
SINAMICS G120 變頻器的設(shè)計(jì)符合“UL OPEN”。如果要達(dá)到類型1 的 NEMA 外殼,則需加裝NEMA1 組件。
加裝了NEMA1組件的變頻器達(dá)到NEMA1要求并符合(NEMA 250-2003)標(biāo)準(zhǔn):
● 封閉環(huán)境內(nèi)無(wú)需控制柜的墻面安裝
● 防止進(jìn)口處的灰塵進(jìn)入
● 對(duì)于意外與外殼接觸的人員進(jìn)行人身保護(hù)
NEMA1組件包含以下的部件:
● 屏蔽端接板
● 用于控制單元的屏蔽端接板
● 電纜導(dǎo)管
● 防護(hù)罩
● 防護(hù)蓋