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SINAMICS G 模块式变频器 

SINAMICS G120 运动控制单轴驱动器

简介

SINAMICS G120 变频器的设计针对三相交流电机，用于实现而又经济的转速/转矩控制。

该系列产品涵盖了 0.37 kW 到 250 kW 的功率范围，并提供丰富的规格（外形尺寸从 FSA 到 FSGX），因此可广泛用于各种驱动方案。

易于操作的设计

SINAMICS G120 是一款模块式变频器系统，其主要包含两个功能单元 ：

• 控制单元 (CU)

• 功率模块 (PM)

控制单元可以控制和监控功率模块和与它相连的电机，控制模式有多种，按需选择。该组件能够支持与本地或中央控制系统以及监控设备的通讯。

功率模块用于对电机供电，功率范围为 0.37 kW 至 250 kW。该模块采用了Zui先进的 IGBT 技术和脉宽调制功能，从而确保可靠而又灵活的电机运行。丰富的保护功能为功率模块和电机提供了高度保护。

概述

Safety Integrated（安全集成）

SINAMICS G120 标准型变频器提供针对安全相关应用的规格。功率模块 PM240-2 和 PM250 支持 Safety Integrated（安全集成）方案。外形尺寸为 FSGX 的功率模块 PM240（即功率在 160 kW 以上）仅适用于基本安全功能（STO、SS1 和 SBC）。控制单元配合安全功能（见概述）就能将驱动升级为 Safety Integrated Drive。设备提供的 Safety Integrated 功能种类取决于控制单元的类型。

基本安全功能（符合 IEC 61508 SIL 2 以及 EN ISO 13849-1 PL d 及3 类）

• 安全转矩关闭（STO，Safe Torque Off）用于防止驱动的主动运行

• PM240-2 电源模块，外形尺寸 FSD 至 FSF，具备 STO，符合 IEC61508 SIL 3 和 EN ISO 13489-1 PL e 和 Category 3。

• 安全停止 1（SS1，Safe Stop 1）用于对安全制动斜坡进行持续监控

• 安全制动控制（SBC，Safe Brake Control）用于对抱闸的安全控制。

SBC 激活时，其总是与 STO 一同被触发。该安全制动继电器用于 SBC。

扩展安全功能（符合 IEC 61508 SIL 2 以及 EN ISO 13849-1 PL d 及3 类）

• 安全限制转速（SLS，Safely Limited Speed）用于防止超速运行带来的危险

• 安全旋转方向监控（SDI，Safe Direction）此功能用于确保驱动只向选定的方向旋转。

• 安全转速监控（SSM，Safe Speed Monitor）此功能用于提示驱动转速低于特定设定值的状况。

基本安全功能和扩展安全功能可通过 PROFIsafe 或安全输入进行激活。所有安全功能均可在无电机编码器的情况下使用，从而使投入成本降至Zui低。这对现有设备的翻新尤其有意义，其无需更换电机或改变机械系统便可方便地升级为安全集成方案。

安全转矩关闭 (STO) 功能可无限制地用于所有应用。SS1、SLS、SSM 和 SDI 功能则只允许用于变频器断开后不会出现负载加速的应用。也就是说，这些功能不可用于含拉伸负载的应用，例如提升机构和拆卷机。

Efficient Infeed Technology（高效供能技术）

功率模块 PM250 采用了先进的 Efficient Infeed Technology（高效供能技术）。这样一来便可通过标准型变频器将电机再生式运行中产生的能量回馈至供电系统。采用此方案时，开关柜中无需采用额外的散热措施；由于省去了制动电阻、制动斩波器及进线电抗器等组件，空间需求也得以降低。此外该方案可显著降低布线和选型成本，同时还能降低能耗及长期运行成本。Technology（高效供能技术）”部分。

创新的冷却方案和电子模块的涂层

创新的冷却方案和电子模块上的涂层使得设备的寿命及持续运行时间显著提升。

• 损耗功率只通过外部散热器排出

• 采用持续的对流冷却，电子器件不设在通风道中

• 风扇产生的气流均流经散热器

高能效

根据具体应用，集成的技术功能有助于设备的能耗优化 ：

• 采用高能效、无编码器和带编码器的矢量控制

• 通过 V/f ECO 模式自动降低磁通

• 集成节能计算器

优点

• 模块式设计造就高度灵活性，能够适应对驱动方案的未来需求

- 可在通电状态下（热插拔）更换控制单元

- 采用插接式端子

- 设备更换步骤简单，便于维护

• 集成了安全功能，因此将驱动集成至采用安全方案的机械或设备时成本显著降低

• 支持基于 PROFIdrive Profile 4.0 的 PROFINET 或 PROFIBUS 通讯

- 可实现全厂范围内的工程设计

- 易于操控

• 采用创新的回路设计（双向输入整流器和“降容的”直流母线），使用功率模块 PM250 时可将负载的动能回馈至供电系统。由于具备回馈能力，因此不需要通过制动电阻将再生能量转换为热能，从而使能耗显著降低。

• 集成了 USB 接口，使本地调试和诊断更为简单

• 集成了针对泵、风机和压缩机应用的功能，例如 ：

- 4 个可自由编程的 PID 控制器

- 针对具体应用的向导

- 配备 Pt1000/LG-Ni1000 温度传感器接口

- AC 230 V 继电器

- 3 个可自由编程的数字定时开关

• 带 CU250S-2 控制单元 ：集成的定位功能（基本定位器 EPos）可

在运行过程中实现高动态特性的定位任务。定位可通过增量编码器或/和juedui值编码器 (SSI) 来实现

• 带 CU250S-2 控制单元 ：编码器接口 DRIVE-CLiQ、HTL/TTL/SSI(SUB-D) 和旋转变压器/HTL（端子）

• 带 CU250S-2 控制单元 ：采用无编码器和带编码器的矢量控制

• 采用 BICO 技术，从而集成了控制功能

• 创新的冷却方案和电子模块上的涂层有助于提升牢固度和延长寿命

- 采用外部散热器

- 电子器件不设在通风道中

- 控制单元完全采用对流冷却

- Zui重要的组件特别设有涂层

• 设备易于更换，且可通过可选的操作面板或存储卡实现省时的参数复制

• 脉冲频率高，电机运行时产生的噪音低

• 设计紧凑，节省空间

• 针对 50 Hz 或 60 Hz 电机（IEC 电机或 NEMA 电机），可通过软件参数调整应用

• 对静态或脉冲信号进行 2 线/3 线控制，从而通过数字量输入进行全局控制

• 采用统一的配置工具，如 SIZER for Siemens Drives、STARTER、SINAMICS Startdrive、Drive ES，从而确保快速的选型和简单的调试。STARTER 通过 Drive ES Basic 集成至 STEP 7，因而具备集中数据管理和全集成通讯的优势。

• 通过 CE、UL、cUL、C-Tick (RCM) 全球认证，并且 Safety Integrated符合 IEC 61508 SIL 2 以及 EN ISO 13849-1 PL d 及 3 类

设计面向应用的 SINAMICS G120 结构设计

SINAMICS G120 标准型变频器是一款用于标准驱动的模块式变频器。得益于模块式的系统设计，只需通过两到三个步骤即可选定Zui合适的 SINAMICS G120 规格。

选择控制单元

首先，将 I/O 数量和可能需要的附加功能（例如 Safety Integrated或 HVAC）作为考量依据，选择Zui适合的控制模块。该模块中已集成了通讯选件，因此无需单独订购或插接。根据应用领域的不同，提供三个产品系列。

控制单元 CU230P-2

控制单元 CU230P-2 专门设计用于泵、风机和压缩机应用。

控制单元 CU230P-2 用于泵、风机和压缩机的 SINAMICS G120P 变频器和 SINAMICS G120P 变频调速柜。

控制单元 CU240B-2 和 CU240E-2

控制单元 CU240B-2 和 CU240E-2 适用于普通机械制造领域的各种应用，例如输送带、混料机和挤出机。

控制单元 CU250S-2

控制单元 CU250S-2 适用于对转速控制有高要求的独立驱动（例如 ：挤出机和离心机）以及定位任务（例如 ：输送带和升/ 降机）。

此外，也可实现无直流耦合的多电机驱动，例如 ：拉丝机及简易物料输送带。

选择功率模块

将所需的电机功率、输入电压以及期望的制动周期作为考量依据，从而快速地选定zuijia功率单元。防护等级为 IP20 的功率模块设计安装在开关柜中。

功率模块 PM230 - 防护等级 IP20

功率模块 PM230 的设计针对具备平方特性曲线的泵、风机和压缩机。此模块未集成制动斩波器（单象限应用）。

集成 A 级或 B 级滤波器、防护等级 IP55/UL 12 型、0.37 kW 至 90kW 的功率模块 PM230 是 SINAMICS G120P 泵、风机、压缩机用变频器的组成部分。

功率模块 PM240-2 和 PM240，防护等级 IP20

功率模块 PM240-2 配备了集成的制动斩波器（四象限应用），能够胜任普通机械制造领域的诸多应用。PM240 电源模块同样如此；但是，外形尺寸 FSGX 的 PM240 电源模块没有集成式制动斩波器。为此，可以选择使用一个插入式制动模块。

功率模块 PM250 - 防护等级 IP20

功率模块 PM250 的应用领域与 PM240-2/PM240 相同。此模块能够将制动能直接回馈至供电系统（四象限应用，不需要制动电阻）。