Стандартные преобразователи SINAMICS G120 Siemens

Обзор

Преобразователь частоты SINAMICS G120 предназначен для точного и экономичного управления трехфазными двигателями по скорости/моменту.

Благодаря различным исполнениям (типоразмеры FSA до FSGX) в диапазоне мощностей от 0,37 кВт до 250 кВт он подходит для множества решений с приводами.

SINAMICS G120, типоразмеры FSA, FSB и FSC; с силовым модулем, управляющим модулем CU240E-2 F и базовой панелью оператора ВОР-2 соответственно

SINAMICS G120, типоразмеры FSD, FSE и FSF; с силовым модулем, управляющим модулем CU240E-2 F и базовой панелью оператора ВОР- 2 соответственно

SINAMICS G120, типоразмер FSGX; с силовым модулем, управляющим модулем CU240E-2 Fи базовой панелью оператора ВОР-2

Удобная конструкция

SINAMICS G120 это модульная приводная система, cостоящая из двух функциональных блоков.

• управляющий модуль (CU)
• силовой модуль (PM)

Управляющий модуль управляет и контролирует силовой модуль и подключенный двигатель в нескольких типах регулирования по выбору. Он поддерживает связь с локальной или центральной системой управления, а также с устройствами контроля.

Силовой модуль обеспечивает питание двигателя в диапазоне мощностей от 0,37 кВт до 250 кВт. Для надежного и гибкого моторного режима используется самая современная технология IGBT с широтно-импульсной модуляцией. Различные защитные функции обеспечивают надежную защиту для силового модуля и двигателя.

Safety Integrated

Стандартные преобразователи SINAMICS G120 предлагают варианты для безопасно-ориентированных приложений.
Силовые модули PM240, PM250 и PM260 подготовлены для Safety Integrated. В комбинации с управляющим модулем повышенной безопасности из этого привода получается привод Safety Integrated.

Преобразователь частоты повышенной безопасности SINAMICS G120 предлагает 5 функций безопасности, сертифицированных по EN 954-1, категория 3 и IEC 61508 SIL 2, а также ISO 13849-1 PLD:

• безопасно отключенный момент (STO, Safe Torque Off) для
  защиты от активного движения привода
• безопасный останов 1 (SS1, Safe Stop 1) для
  непрерывного контроля безопасной рампы торможения
• безопасно ограниченная скорость (SLS, Safely Limited
  Speed) для защиты от опасных движений при
  превышении предельной скорости
• безопасное направление вращения (SDI)
  Функция позволяет приводу вращаться только в
  выбранном направлении
• безопасный контроль скорости (SSM)
  Функция выводит сообщение при падении скорости
  привода ниже специфицированной частоты
  вращения/скорости подачи.

функции „Безопасно ограниченная скорость“ (SLS), не требуется датчика двигателя; это сокращает затраты. Особенно это касается уже существующих установок, которые могут быть оснащены техникой безопасности без
внесения изменений в двигатель или механику.

Функция "Безопасно отключенный момент" (STO) может использоваться без ограничений в любых приложениях. Функции SS1, SLS, SSM и SDI допущены только для приложений, в которых ускорение груза после отключения преобразователя частоты невозможно. Тем самым они не разрешены для нагрузок с натяжением, к примеру, подъемников и размоточных устройств.

Дополнительную информацию см. главу "Отличительные осбенности", раздел Safety Integrated.

Efficient Infeed Technology

В силовых модулях PM250 и PM260 используется инновационная Efficient Infeed Technology. С ее помощью со
стандартными преобразователями в генераторном режиме двигателя можно рекуперировать возникающую энергию в сеть. Тем самым в конструкции электрошкафа можно исключить дополнительный теплоотвод и съэкономить место благодаря отстутствию таких компонентов, как тормозные резисторы, тормозные прерыватели и сетевые дроссели. Кроме этого, значительно сокращаются расходы на проводку и проектирование. Одновременно экономится энергия и значительно сокращаются текущие эксплуатационные расходы.

Дополнительную информацию см. главу "Отличительные осбенности", раздел Efficient Infeed Technology.

Инновационная концепция охлаждения и лакировка электроники

Значительное увеличение жизненного цикла или срока службы достигается благодаря инновационной концепции охлаждения и лакировке блоков электроники.

• Отвод мощности потерь исключительно через внешний радиатор
• Непрерывное охлаждение управляющего модуля при естественной конвекции, блоки электроники не в воздушном канале
• Поток воздуха от вентилятор проходит только через радиатор

Энергоэффективность

Интегрированные технологии позволяют оптимизировать энергопотребление установки для каждого конкретного приложения:

• энергоэффективное, векторное управление без датчика
• автоматическое уменьшение потока в режиме U/f-ECO
• встроенный калькулятор энергосбережения

Дизайн

Ориентированная на поставленую задачу конструкция SINAMICS G120

В случае стандартного преобразователя SINAMICS G120 речь идет о модульном преобразователе частоты для
стандартных приводов. Благодаря использованию модульной системы выбор оптимального SINAMICS G120 сокращается до двух или трех шагов.

Выбор управляющего модуля

Исходя из числа I/O и возможно необходимых дополнительно функций, как то Safety Integrated или HVAC, сначала выбирается оптимальный управляющий модуль. Опции коммуникации уже интегрированы и их отдельного заказа или подключения не требуется. Согласно сферам применения, предлагается 2 линейки продуктов.

Управляющие модули CU230

Управляющие модули CU230 предназначены для приложений с насосами, вентиляторами и компрессорами..

Управляющие модули CU240

Управляющие модули CU240 могут использоваться во множестве приложений в общем машиностроении, как то ленточные транспортеры, мешалки и экструдеры.

Выбор силового модуля

На основе требуемой мощности двигателя, напряжения питания и ожидаемых цифлов торможения можно быстро выбрать оптимальную силовую часть

Силовые модули PM230 – степень защиты IP55

Силовые модули PM230 предназначены для использования в насосах, вентиляторах и компрессорах с квадратичной характеристикой. Встроенный тормозной прерыватель у них отсутствует (одноквадрантные приложения).

Силовые модули PM240 – степень защиты IP20

Силовые модули PM240 оснащены тормозным прерывателем (четырехквадрантные приложения) и подходят для множества приложений в общем машиностроении.

Силовые модули PM250 – степень защиты IP20

Силовые модули PM250 подходят для тех же приложений, что и PM240. При возникновении тормозной энергии она
рекуперируется обратно в сеть (четырехквадрантные приложения – тормозной прерыватель не нужен).

Силовые модули PM260 – степень защиты IP20

Силовые модули PM260 предназначены для приложений от 500 В до 690 В, поддерживают рекуперацию и оснащены
синусоидальным фильтром для увеличения срока службы двигателя и использования длинных кабелей.

Данные на основе нагрузочного цикла с низкой перегрузкой (LO). Высокая перегрузка (HO) см. Силовые модули

Выбор опциональных системных компонентов

Интеллектуальная панель оператора IOP

Графический дисплей с гистограммами, к примеру, для таких значений состояния, как давление или расход.

Удобный для пользователя ввод в эксплуатацию, диагностика и локальное управление благодаря большой индикации открытым текстом, ясному управлению в режиме меню и встроенным программам-помощникам.

Интеллектуальная панель оператора IOP (ручной терминал)

Для мобильного использования IOP она может быть заказана в версии ручного терминала. Наряду с IOP, в комплект входят
корпус с аккумуляторами, зарядное устройство и соединительный кабель RS232.

Базовая панель оператора BOP-2

Управление в режиме меню и 2-строчный дисплей обеспечивают быстрый и удобный ввод преобразователя в эксплуатацию.

Простой базовый ввод в эксплуатацию благодаря одновременному отображению параметра и его значения, а также возможности фильтрации параметров.

Комплект для монтажа в дверцу для IOP/BOP-2

С помощью предлагаемого в качестве опции комплекта для монтажа можно легко установить IOP/BOP-2 в дверцу электрошкафа (достижимая степень защиты IP54/UL Type 12).

Карты памяти

На карты памяти SINAMICS Micro Memory Card (MMC) или SIMATIC Memory Card (SD-карта) можно сохранить параметрирование пробразователя. При сервисном обслуживании система, к примеру, после замены преобразователя и передачи данных с карты памяти, снова сразу же готова к работе.

Реле тормоза

Реле тормоза обеспечивает соединение между силовым модулем и электромеханическим моторным тормозом. Тем самым возможно прямое управление моторным тормозом с помощью управляющего модуля.

Переходник для монтажа на DIN-рейку

С помощью переходника для монтажа на DIN-рейку преобразователи типоразмеров FSA и FSB могут монтироваться на DIN-рейки (2 шт. с межцентровым расстоянием в 100 мм).

Комплект для соединения PC-преобразователь-2

Для управления и ввода в эксплуатацию преобразователя непосредственно с PC, если на нем установлено
соответствующее ПО для ввода в эксплуатацию STARTER. ПО для ввода в эксплуатацию STARTER на DVD входит в объем поставки комплекта для соединения PC-преобразователь-2.

Комплекты для подключения экрана для силовых модулей

Комплект для подключения экрана упрощает заземление экранов кабелей питания и управляющих кабелей, обеспечивают механическую разгрузку от натяжений, гарантируя тем самым оптимальные параметры ЭМС.

Комплект для подключения экрана для управляющих модулей

Комплект для подключения экрана обеспечивает оптимальное заземление экрана и разгрузку от натяжений для всех
сигнальных и коммуникационных кабелей. Он включает в себя подходящую пластину для экрана и все необходимые для монтажа соединительные и крепежные элементы.

¹⁾ Невозможно в сочетании с силовым модулем PM230

²⁾ Так же могут быть использованны MMC или SD карты памяти.

Активные компоненты со стороны сети

Для стандартных преобразователей SINAMICS G120 предлагаются следующие активные компоненты со стороны сети:

Сетевые фильтры

С помощью одного из дополнительных сетевых фильтров силовой модуль достигает более высокого класса радиопомех.

Сетевые дроссели

(только для силовых модулей PM240)

Сетевые дроссели используются для сглаживания пиков напряжения и перекрытия провалов коммутации.

Кроме этого, сетевые дроссели снижают воздействие высших гармоник на преобразователь и сеть.

Если соотношение ном. мощности преобразователя и мощности короткого замыкания сети меньше 1 %, рекомендуется установить сетевой дроссель для гашения пиков тока.

Рекомендованные активные компоненты со стороны сети

Здесь приводятся рекомендации по другим компонентам со стороны сети, к примеру, предохранителям и силовым выключателям (расчет компонентов со стороны сети согласно нормам IEC).

Подробную информацию по перечисленным предохранителям и силовым выключателям см. каталоги LV 1 AO, LV 10.1 и IC 10.

Компоненты промежуточного контура

Для стандартных преобразователей SINAMICS G120 предлагаются следующие компоненты промежуточного контура:

Модуль торможения (только для силовых модулей PM240 типоразмера FSGX)

Модуль торможения и соответствующий внешний тормозной резистор используются для целенаправленного
затормаживания приводов с силовыми модулями PM240 типоразмера FSGX при отключении питания (к примеру, аварийный отвод или АВАРИЙНЫЙ ОСТАНОВ категории 1) или для ограничения напряжения промежуточного контура при кратковременном генераторном режиме. Модуль торможения оборудован силовой полупроводниковой техникой и соответствующей схемой управления.

Тормозные резисторы (только для силовых модулей PM240)

Через тормозной резистор отводится избыточная энергия промежуточного контура. Тормозные резисторы
предназначены для использования с силовыми модулями PM240. Они оборудованы встроенным тормозным прерывателем (электронный выключатель). Для типоразмера FSGX как опция предлагается вставной модуль торможения.

Активные компоненты со стороны выхода

Для стандартных преобразователей SINAMICS G120 предлагаются следующие активные компоненты со стороны
выхода. Тем самым при работе с выходными дросселями или синусоидальными фильтрами можно увеличить длину экранированных кабелей двигателя, что повышает срок
службы двигателя:

Выходные дроссели (только для силовых модулей PM240 и PM250)

Выходные дроссели уменьшают нагрузку по напряжению на обмотки двигателя. Одновременно уменьшаются емкостные
токи перезаряда, которые оказывают дополнительную нагрузку на силовую часть при использовании длинных кабелей двигателя.

Синусоидальные фильтры (не для силовых модулей PM260)

Синусоидальный фильтр ограничивает крутизну имульсов напряжения и емкостные токи перезаряда, которые обычно
возникают при работе преобразователя. Выходной дроссель не нужен.

Набор крышек для клемм

Комплект содержит запасную крышку для клемм подлкючения. Комплект может быть заказан для силовых модулей PM240 типоразмеров FSD, FSE и FSF, а также для PM260 типоразмера FSF.

Запасной соединительный штекер PM260

Эта запасная часть содержит соединительный штекер для входной и выходной стороны для силового модуля PM260 типоразмера FSD.

Запасная дверца SINAMICS G120 PM240 FSGX

Для силового модуля PM240 типоразмера FSGX может быть заказана запасная дверца в сборе.

Запасной вентилятор

Вентиляторы силовых модулей рассчитаны на очень длительный срок службы. При особых требованиях могут быть заказаны запасные вентиляторы.

Конфигурация

Для стандартных преобразователей SINAMICS G120 имеются следующие электронные вспомогательные средства для проектирования и ПО для технических разработок:

Помощь в выборе DT-конфигуратор

Более чем 100000 продуктов приблизительно с 5 млн. возможных вариантов из области приводной техники находятся в интерактивном каталоге CA 01 – Offline-версии Industry Mall от Siemens Industry & Drive Technologies. Для упрощения выбора подходящего двигателя и/или преобразователя из всего обширного спектра стандартных продуктов, был разработан DТ-конфигуратор, интегрированный на DVD.

Online DT Configurator

Дополнительно DТ-конфигуратор может использоваться и без установки в Интернетеустановки в Интернете http://www.siemens.com/dt-configurator

ПО для проектирования SIZER для приводов Siemens

Удобное проектирование семейства приводов SINAMICS и MICROMASTER 4 осуществляется с помощью ПО SIZER. Оно оказывает поддержку при техническом планировании необходимых для решения определенной задачи привода аппаратных и микропрограммных компонентов. SIZER для приводов Siemens охватывает проектирование приводной системы в целом и обеспечивает работу как с простыми индивидуальными приводами, так и со сложными многоосевыми приложениями.

ПО для ввода в эксплуатацию STARTER

С помощью ПО для ввода в эксплуатацию STARTER осуществляются управляемые через меню ввод в эксплуатацию, оптимизация и диагностика. Наряду с приводами SINAMICS, STARTER подходит и для устройств MICROMASTER 4 и преобразователей частоты для децентрализованной периферии SIMATIC ET 200S FC и SIMATIC ET 200pro FC.

ПО для ввода в эксплуатацию SINAMICS StartDrive

SINAMICS StartDrive это интегрированный в TIA-портал инструмент для конфигурирования, ввода в эксплуатацию и диагностики семейства приводов SINAMICS. Техническое средство оптимизировано для удобства пользователя и последовательно использования технологий TIA-портала. В версии SINAMICS StartDrive V11 поддерживаются оба управляющих модуля CU240B-2 DP и CU240E-2 DP стандартного преобразователя SINAMICS G120.

Система технических разработок Drive ES

Drive ES это система технических разработок, с помощью которой приводная техника Siemens лекго, быстро и рентабельно может быть интегрирована в систему автоматизации SIMATIC в том, что касается коммуникации, проектирования и хранения данных. Основой этого является интерфейс STEP 7 Manager. Для SINAMICS доступны различные программные пакеты:
Drive ES Basic, Drive ES SIMATIC и Drive ES PCS 7.1.

Особенности

• Гибкость благодаря модульности и перспективной концепции привода
  • концепции привода
  • возможна замена модулей под напряжением (Hot Swapping)
  • вставные клеммы подключения
  • простая заменяемость обеспечивает макс. удобства в
    обслуживании
• Благодаря встроенной функциональности Safety снижение затрат при интеграции приводов в безопасно- ориентированные машины и установки
• Поддержка коммуникации через PROFINET или PROFIBUS с PROFIdrive Profil 4.0
  • уменьшение числа интерфейсов
  • инжиниринг в рамках всей установки
  • простое управление
• Благодаря инновационной концепции коммутации (двунаправленный входной выпрямитель с "гибким"
  промежуточным контуром) кинетическая энергия нагрузки при использовании силовых модулей PM250 и PM260 может быть рекуперирована в сеть. Благодаря этой способности к рекуперации возможна значительная экономия энергии, т.к. более не требуется преобразования генераторной энергии в тепло в тормозном резисторе
• Встроенный интерфейс USB для упрощенного локального ввода в эксплуатацию и диагностики
• Специализированные модули для насосов, вентиляторов и компрессоров встроены, к примеру:
  • 4 свободно программируемых ПИД-регулятора
  • специализированные программы-помощники
  • интерфейс датчиков температура NI1000-/PT1000
  • реле 230 В
  • 3 свободно программируемых, цифровых таймера
• Встроенная функциональность управления благодаря использованию техники Bico
• Инновационная полупроводниковая техника SiC при использовании силового модуля PM260 обеспечивает большую компактность преобразователя при той же мощности по сравнению со схожим стандартным преобразователем с синусоидальным фильтром
• Увеличенная надежность и срок службы благодаря инновационной концепции охлаждения и лакировке блоков электроники
  • внешний радиатор
  • отсутствие электронных компонентов в воздушном канале
  •  управляющий модуль охлаждается только по пр?