SINAMICS G120 机架单元

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SINAMICS G120 变频器可对交流电机进行的精确、经济的转速/转矩控制。

凭借 0.37 kW 至 250 kW 功率范围中的不同设备类型（机座号为 FSA 至 FSGX），因此可适用于广泛的驱动解决方案。

框架规格为 FSA、FSB 和 FSC 的 SINAMICS G120 示例，每个变频器带有电源、控制单元和基本操作员面板

框架规格为 FSD、FSE 和 FSF 的 SINAMICS G120 示例，每个变频器带有电源、控制单元和基本操作员面板

SINAMICS G120 示例，机架规格 FSGX，带电源模块

模块性

SINAMICS G120 是一种由各种功能单元组成的模块化变频器系统。主要单元为

• 控制单元 (CU)
• 电源模块 (PM)

在几种可选的不同控制模式下，控制单元负责对电源模块和所连接的电机进行控制和监视。它可与局部或*控制器和监视设备进行通讯。

电源模块向电机供电的功率范围 0.37 kW ～ 250 kW（0.5 hp ～ 400 hp）。通过控制单元中的微处理器控制功率模块。采用脉宽调制的* IGBT 技术可用于实现高度可靠和灵活的电机运转。全面保护功能为电源模块和电机提供高级别保护。

此外，还可提供大量的附加组件，如：

• 用于进行参数化、诊断、控制和复制驱动参数的智能操作员面板(IOP)
• 基本操作面板（BOP），用于参数化、诊断、
• 控制和复制驱动器参数
• A 级和 B 级线路滤波器
• 线路电抗器
• 制动电阻器
• 正弦波滤波器
• 输出电抗器

安全集成

SINAMICS G120 标准变频器为安全相关应用提供了多种不同型号。所有电源模块都已针对安全集成 (Safety Integrated) 进行设计。通过结合带有适当故障安全型控制单元的功率模块可以创建安全集成驱动器。

SINAMICS G120 故障安全型变频器提供四种安全功能，通过 EN 954-1 标准 3 类和 IEC 61508 标准 SIL 2 认证：

• 安全转矩关闭 (STO)，防止驱动器主动运动
• 安全停止 1 (SS1) 功能用于连续监视一个安全制动斜坡
• 安全限制转速 (SLS) 功能用于防止超过某个转速限值的危险移动
• 安全制动控制 (SBC)，用于驱动断电状态下仍处于活动状态的电机制动器，例如，电机止动闸

功能“安全停止 1”和“安全限制转速”都无需使用电机传感器或编码器来执行，执行成本非常低。尤其现有系统也可通过安全技术来更新，不需要更改电机或机械系统。

“安全限速”和“安全停止 1”功能不能在使用起重装置和绞车的情况下穿设负载。

更多信息请参阅“安全集成”一节中“要点”部分。

有效的馈电技术

PM260 电源模块通过这项技术，连接到标准变频器、且于发电机模式下工作的电机所产生的能量可反馈到电源系统。由于不需要制动电阻、制动斩波器和电源电抗器等组件，因此可以避免控制柜的额外冷却和额外空间要求。另外，大大降低了接线和工程与组态成本。同时，还可以大量节省能耗和运行成本。

更多信息请参阅“高效横进技术”一节中的“要点”部分。

革新的冷却方法电子模块的表面漆层

创新的冷却概念和镀层电子模块大大提高了设备的工作寿命和使用时间。这些特性基于以下原则：

• 使用外部散热片*地降低了功耗
• 电子模块不位于空气管道内
• 针对控制单元采取标准的对流冷却
• 来自风扇的所有空气的都流经散热器

STARTER调试工具

STARTER 调试工具简化了 SINAMICS G120 变频器的调试和维护。通过相关驱动解决方案的操作指导说明以及全面、用户友好的功能，可快速、轻松地调试设备。

SINAMICS G120 标准变频器是用于标准驱动器的模块化变频器。每台 SINAMICS G120 由功率模块和控制单元这两个操作单元组成。每个控制单元均可与每个电源模块组合使用。

模块选型指南

控制装置

控制单元执行变频器的闭环控制功能。除闭环控制外，还具有一些附加功能，可针对特定应用以参数化的形式进行适应性调整。

两个控制单元系列可用于 SINAMICS G120，对应于它们的软件包（CU230 和 CU240）。每个控制单元包含一个规定的 I/O 数量结构、一个专门的现场总线接口以及可能的附加安全功能。以下控制单元和附件可用于标准 SINAMICS G120 变频器：

CU230 控制单元

CU230P-2 控制单元专门针对泵、风机和压缩机应用而设计。可使用以下三种类型：

• CU230P-2 HVAC
• CU230P-2 DP
• CU230P-2 CAN

CU240 控制器

几种控制单元可分为不同型号：

• CU240E
• CU240S
• CU240S DP
• CU240S DP-F
• CU240S PN
• CU240S PN-F

功率模块

SINAMICS G120 标准变频器可使用下列功率模块：

PM240 功率模块

PM240 电源模块（0.37 kW ～ 250 kW/0.5 hp ～ 400 hp）具有一个集成制动斩波器（对于机架规格 FSGX，外部），是专门针对没有能量再生能力的驱动器设计的。通过外部连接的制动电阻器将制动过程中产生的发电机电能转换为热量。

PM250 电源模块

PM250 电源模块（7.5 kW ～ 90 kW/10 hp ～ 125 hp）采用了一种创新的电路设计，可使电源换相能量再生返回到电源中。这种创新的电路设计允许将发电机电能反馈回电源，因而节能。

PM260 电源模块

PM260 电源模块（11 kW ～ 55 kW/15 hp ～ 75 hp）也采用了一种创新的电路设计，可使电源换相能量再生返回到电源中。这种创新的电路设计允许将发电机电能反馈回电源，因而节能。PM260 功率模块同时还配备内置的正弦波滤波器，该滤波器可限制与变频器运行相关的电压和电容充电/放电电流的上升速率。

输入侧功率部件

SINAMICS G120 标准变频器可提供以下的线路侧电源组件：

电源滤波器

通过使用一个附加电源滤波器，电源模块可达到更高的无线电干扰等级。

线路电抗器（仅 PM240 功率模块）

线路电抗器降低了由谐波引起的系统扰动。这尤其适用于弱电的情况（电源短路功率 u_K > 1 %）。

建议使用的线路组件

建议使用如保险丝、断路器等其他线路侧组件（线路侧组件的规格必须符合 IEC 标准）。更多关于所列熔断器和断路器的信息，可参见产品目录 LV 1 和 LV 1 T。

直流链路组件

SINAMICS G120 标准变频器可使用下列直流链路组件：

制动模块（仅用于 PM240 电源模块，FSGX 机架规格）

需要使用一个制动模块和匹配的外部制动电阻，以便在发生电源故障时（例如紧急回位或紧急停止类别 1），将配有 FSGX 机架规格 PM240 电源模块的驱动器置于可控停止状态，或在发电机短暂运行期间限制直流链路电压。制动模块包括功率电子器件及其相应的控制电路。

制动电阻器（仅 PM240 功率模块）

直流链路中的多余能量通过制动电阻耗散掉。制动电阻器专为与 PM240 功率模块一起使用而设计。它们配备集成的制动斩波器（电子开关）。对于 FSGX 机架规格，提供有一个可选的插入式制动模块。

负载侧功率部件

SINAMICS G120 标准变频器可提供以下的负载侧电源组件：这意味着，在与输出电抗器或正弦波滤波器一起操作时，可使用更长的屏蔽电机电缆，并且可延长电机使用寿命：

输出电抗器（仅用于 PM240 和 PM250 功率模块）

输出电抗器降低电机绕组上的电压加载。同时，在使用较长的电机电缆时，降低对功率单元施加附加负载的电容充电/放电电流。

正弦波滤波器（不适用于 PM260 电源模块）

正弦波滤波器可限制变频器运行时产生的电压和电容充/放电电流的上升率。不需要输出电抗器。

是否提供电源与直流链路组件，取决于所用的电源模块。

以下电源侧电源组件、直流链路组件和负载侧电源组件（可选），均针对适当的电源模块机架规格提供：

U = 基础组件

S = 横向支架

I = 集成

– = 不可用

F = 电源模块，带和不带 A 类集成滤波器

1) 不需要电源电抗器，且电源电抗器绝不可与

PM250 或 PM260 电源模块一起使用。

2) 电源换相能量再生功能可与 PM250

或 PM260 电源模块一起使用。不可连接制动电阻

^不需要

³⁾ PM240 FSF 电源模块，110 kW (150 hp) 及更高，

仅在不带A 类集成滤波器时提供 FSGX。改为提供一种可选的侧装

A 类电源滤波器。

设计的总体介绍

变频器包含一个电源模块 (PM) 和控制单元 (CU) 及位于位置 1 和 2 的两个基本组件（侧视图）

• 可以zui多两个基本组件再加上变频器。
• 电源滤波器必须直接安装在变频器下面（位置 1）。
• 横向安装时，线路侧部件必须安装在变频器的左侧，负载侧部件安装在右侧。
• 由于散热问题，制动电阻必须直接安装在控制柜壁上。

建议使用的变频器、可选电源和直流链路部件的安装组合

使用输出电抗器或正弦波滤波器时，从电机到变频器的zui大允许电缆长度取决于电压范围和所用的电源模块

对于电源模块，以下具有适当机架规格的负载端电源组件是以选件形式提供的，从而有以下zui大电缆长度：