Силовые модули Siemens
Обзор
SINAMICS G110, типоразмер FSA (справа с плоским радиатором)
SINAMICS G110, типоразмеры FSB и FSC
SINAMICS G110 это преобразователь частоты с базовой функциональностью для широкого спектра промышленных приложений с приводами с регулируемой скоростью.
Особо компактные преобразователи SINAMICS G110 работают с управлением по напряжению/частоте на однофазных сетях от 200 В до 240 В.
Это идеальное „экономически оправданное“ решение с преобразователем частоты в нижнем диапазоне мощностей семейства продуктов SINAMICS.
Для преобразователей SINAMICS G110 предлагаются следующие активные компоненты со стороны сети:
ЭМС-фильтры
- сетевые дроссели
- предохранители
- силовые выключатели
Кроме этого, доступны следующие принадлежности:
- панель управления
- монтажные принадлежности
- ПО для ввода в эксплуатацию
Актуальную техническую документацию (каталоги, габаритные чертежи, сертификаты, справочники и руководства по эксплуатации) можно найти в Интернете по адресу:
http://www.siemens.com/sinamics-g110/documentation
http://www.siemens.ru/sinamics-g110
и в offline на DVD CA 01 в DT-конфигураторе. Дополнительно можно использовать DT-конфигуратор без установки в Интернете. DT-конфигуратор находится по следующему адресу в Industry Mall от Siemens:
http://www.siemens.com/dt-configurator
Дизайн
Стандартные преобразователи SINAMICS G110 содержат управляющий модуль и силовой модуль, придавая преобразователю в исполнении CPM 110 (Controlled Power Module = CPM) компактный и эффективный внешний вид. Они используют самую современную технологию IGBT и цифровое микропроцессорное управление.
Семейство преобразователей SINAMICS G110 включает в себя следующие варианты и исполнения:
- Аналоговый вариант доступен в следующих исполнениях:
- без ЭМС-фильтра, с радиатором
- встроенный ЭМС-фильтр класса A/B, с радиатором
- без ЭМС-фильтра, с плоским радиатором (только
типоразмер FSA)
- встроенный ЭМС-фильтр класса B, с плоским
радиатором (только типоразмер FSA)
- USS-вариант (RS485) доступен в следующих исполнениях:
- без ЭМС-фильтра, с радиатором
- встроенный ЭМС-фильтр класса A/B, с радиатором
- без ЭМС-фильтра, с плоским радиатором (только
типоразмер FSA)
- встроенный ЭМС-фильтр класса B, с плоским
радиатором (только типоразмер FSA)
Охлаждение типоразмера FSA осуществляется через радиатор и естественную конвекцию. Типоразмер FSA с плоским радиатором предлагает компактный и удобный теплоотвод, т.к. дополнительный радиатор может быть установлен вне электрошкафа. У типоразмеров FSB и FSC встроенный вентилятор служит для охлаждения радиатора, что обеспечивает компактный дизайн.
Соединения у всех исполнений преобразователей легко доступны и их расположение унифицированно. Для оптимальной электромагнитной совместимости и наглядного подключения сетевое подключение и подключение двигателя разведены в пространстве и находятся на противоположных сторонах (как у контакторов). Колодка управляющих клемм выполнена в технике соединения без винтов.
Опциональная панель управления BOP (Basic Operator Panel) может быть установлена без использования инструментов.
Функции
- Продление срока службы механики машины благодаря возможности пропуска частотного диапазона при резонансе, параметрируемое время разгона/торможения до 650 сек, сглаживание рампы, а также подключение преобразователя к вращающемуся двигателю (перезапуск на ходу)
- Увеличение техготовности установки благодаря автоматическому перезапуску после отключения питания или неполадок в работе
- Быстрое ограничение тока (FCL) для бесперебойной работы при внезапных толчках нагрузки
- Параметрируемая характеристика U/f (к примеру, для синхронных двигателей)
- Торможение постоянным током и смешанное торможение для быстрой остановки без внешнего тормозного резистора
- Ограничение напряжения промежуточного контура через регулятор UDCmax
- Компенсация скольжения, функция электронного потенциометра двигателя и три заданных значения постоянной скорости
- Параметрируемая вольтодобавка для увеличения динамики при запуске и ускорении
- Функция стояночного тормоза двигателя для управления внешним механическим тормозом
Чертеж
Инверторы типоразмера A; 0.12 кВт до 0.37 кВт
Инверторы типоразмера А; 0.55 кВт до 0.75 кВт
Инверторы типоразмера А с плоской теплоотводящей пластиной;
0.12 кВт до 0.75 кВт
Инверторы типоразмера B; 1.1 кВт до 1.5 кВт
Инверторы типоразмера C; 2.2 кВт до 3.0 кВт
С базовой панелью оператора (BOP), установочная глубина увеличивается на 8 мм (0.31 дюйм).
Все размеры приведены в мм (значения в скобках в дюймах).
Особенности
- простая установка, параметрирование и ввод в эксплуатацию
- надежный ЭМС-дизайн
- обширный диапазон параметров позволяет выполнять конфигурирование для широкого спектра приложений
- простое кабельное соединение
- масштабируемая функциональность благодаряаналоговому или USS-вариантам
- моторный режим с низким уровнем шума благодаря высокой частоте импульсов
- информация о состояниях и сообщения об ошибках через опциональную панель управления BOP (Basic Operator Panel)
- ускоренное копирование параметров через опциональную панель управления BOP
- внешние опции для PC-коммуникации и BOP
- быстрое, хорошо воспроизводимое срабатывание цифровых входов для приложений с коротким временем реагирования
- точное указание заданного значения через 10-битный аналоговый вход высокого разрешения (только аналоговые варианты)
- светодиод для информации о состоянии
- варианты со встроенным ЭМС-фильтром класса A или B
- DIP-переключатель для простого согласования с приложениями 50 Гц или 60 Гц
- DIP-переключатель для простой оконечной нагрузки шины для варианта USS (RS485)
- подключаемый к шине последовательный интерфейс RS485 (только варианты USS) обеспечивает интеграцию в единую сетевую приводную систему
- 2-/3-проводный метод (статические/импульсные сигналы) для универсального управления через цифровые входы
- настраиваемая нижняя граница напряжения в промежуточном контуре, для запуска контролируемого торможения двигателя при исчезновении напряжения сети
Принадлежности (обзор)
- панель управления BOP
- переходник для монтажа на DIN-рейку (типоразмеры FSA и FSB)
- комплект соединений PC-преобразователь
- ПО для ввода в эксплуатацию STARTER
Активные компоненты со стороны сети (обзор)
- ЭМС-фильтр класса B с низкими токами утечки (предлагается дополнительно для преобразователей со встроенным фильтром)
- ЭМС-фильтр класса B (предлагается дополнительно для преобразователей со встроенным фильтром)
- сетевые дроссели
Международные стандарты/нормы
- отвечает требованиям Директивы по низким напряжениям ЕС
- маркировка CE
- сертификация по UL и cUL
- сертификация по ГОСТ Р
- c-tick
Схема подключения
Обзорная схема подключения
Технические данные
Диапазон мощностей | 0.12 кВт до 3.0 кВт | |||
|---|---|---|---|---|
Сетевое напряжение | 200 В до 240 В 1 AC ±10% |
| ||
Частота сети | 47 Гц до 63 Гц |
| ||
Выходная частота | 0 Гц до 650 Гц |
| ||
Коэффициент мощности | ≥ 0.95 |
| ||
КПД преобразователя | преобразователи < 0.75 кВт: 90% до 94% преобразователи ≥ 0.75 кВт: ≥ 95% |
| ||
Перегрузочная способность | 1.5 x расчетный выходной ток в течении 60 с, |
| ||
Пусковой ток | Не выше расчетного входного тока |
| ||
Законы управления | Линейная зависимость V/f ( с программируемой IR компенсацией; |
| ||
Частота ШИМ | 8 kГц (стандартная) 2 kГц до 16 kГц (с шагом 2 kГц) |
| ||
Фиксированные частоты | 3, программируемые |
| ||
Частота диафрагмирования | 1, программируемая |
| ||
Дискретность задания | 0.01 Гц цифровой 0.01 Гц последовательный 10 бит аналоговый (мотор-потенциометр 0.1 Гц) |
| ||
Цифровые входы | 3 программируемых, не изолированных; тип PNP, совместимость с SIMATIC |
| ||
Аналоговый вход (аналоговый вариант) | 1, для установки (0 В до 10 В, масштабируемый или для использования как 4 цифровой вход) |
| ||
Цифровые выходы | 1 изолированный выход оптопары (24 В DC, 50 мА, резистивный, тип NPN) |
| ||
Последовательный интерфейс (вариант с USS протоколом) | RS485, для работы по USS протоколу |
| ||
Длина кабеля до двигателя | макс. 25 м (экранированный) макс. 50 м (неэкранированный) |
| ||
Электромагнитная совместимость | все устройства с внутренним EMC-фильтром для систем силового привода категории инсталляций C2 (ограничения), | кроме того, все устройства с фильтром с экранированными кабелями макс. длины5 м соответствуют лимитам EN 55 011, класс B | ||
Торможение | Торможение постоянным током |
| ||
Степень защиты | IP20 |
| ||
Рабочая температура | -10 °C до +40 °C свыше +50 °C с понижением мощности |
| ||
Температура хранения | -40 °C до +70 °C |
| ||
Относительная влажность | 95% (без образования конденсата) |
| ||
Высотная характеристика | до 1000 м над уровнем моря без понижения мощности
|
| ||
Функции защит по: |
|
| ||
Нормы и сертификация | UL, cUL, CE, c-tick |
| ||
Обозначение CE | Совместимость с EC низковольтной директивой 73/23/EEC |
| ||
Габаритные размеры и вес | Типоразмер | Размеры | Вес, прим. (кг) | |
| (FS) | мм | без фильтра | с фильтром |
| A ≤ 0.37 кВт | 150 x 90 x 116 | 0.7 | 0.8 |
| A 0.55 кВт и 0.75 кВт | 150 x 90 x 131 | 0.8 | 0.9 |
| A ≤ 0.37 кВт с плоской теплоотводящей пластиной | 150 x 90 x 101 | 0.6 | 0.7 |
| A 0.55 кВт и 0.75 кВт с плоской теплоотводящей пластиной | 150 x 90 x 101 | 0.7 | 0.8 |
| B | 160 x 140 x 142 | 1.4 | 1.5 |
| C 2.2 кВт | 181 x 184 x 152 | 1.9 | 2.1 |
| C 3.0 кВт | 181 x 184 x 152 | 2.0 | 2.2 |
Данные снижения номинальных характеристик
Частота ШИМ
Выходная мощность | Выходной ток, A (при частоте ШИМ) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
кВт | 2 kГц | 4 kГц | 6 kГц | 8 kГц | 10 kГц | 12 kГц | 14 kГц | 16 kГц |
0.12 | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 0.9 |
0.25 | 1.7 | 1.7 | 1.7 | 1.7 | 1.7 | 1.7 | 1.7 | 1.7 |
0.37 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
0.55 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.0 | 2.7 | 2.5 | 2.2 |
0.75 (при 40 °C) | 3.9 | 3.9 | 3.9 | 3.9 | 3.6 | 3.3 | 3.0 | 2.7 |
0.75 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.0 | 2.7 | 2.5 | 2.2 |
1.1 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 5.9 | 5.7 | 5.6 | 5.4 |
1.5 (при 40 °C) | 7.8 | 7.8 | 7.8 | 7.8 | 7.6 | 7.4 | 7.2 | 7.0 |
1.5 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 5.9 | 5.7 | 5.6 | 5.4 |
2.2 | 11.0 | 11.0 | 11.0 | 11.0 | 10.8 | 10.5 | 10.2 | 9.9 |
3.0 (при 40 °C) | 13.6 | 13.6 | 13.6 | 13.6 | 13.3 | 12.9 | 12.6 | 12.3 |
3.0 | 11.0 | 11.0 | 11.0 | 11.0 | 10.8 | 10.5 | 10.2 | 9.9 |
Данные тока применяются для окружающей температуры 50 °C , если не определено что-либо иное.
Технические данные для версий с плоской теплоотводящей пластиной
Версия радиатора с плоской пластиной обеспечивает экономию места и подходящую теплоотдачу, т.к. дополнительный радиатор может быть установлен снаружи шкафа управления.
Выходная мощность | 120 Вт | 250 Вт | 370 Вт | 550 Вт | 750 Вт |
|---|---|---|---|---|---|
Рабочая температура | ‑10 °C до +50 °C | ‑10 °C до +50 °C | ‑10 °C до +50 °C | ‑10 °C до +50 °C | ‑10 °C до +40 °C |
Общие потери при полной нагрузке и максимальной определенной окружающей температуре | 22 Вт | 28 Вт | 36 Вт | 43 Вт | 54 Вт |
Потери со стороны сети и управления | 9 Вт | 10 Вт | 12 Вт | 13 Вт | 15 Вт |
Рекомендуемое тепловое сопротивление радиатора | 3.0 К/Вт | 2.2 К/Вт | 1.6 K/Вт | 1.2 K/Вт | 1.2 K/Вт |
Рекомендованный выходной ток | 0.9 A | 1.7 A | 2.3 A | 3.2 A | 3.9 A |
Соответствие стандартам
Маркировка СЕ
Преобразователи SINAMICS G110 соответствуют требованиям низковольтной директивы 73/23/EEC. По запросу можно получить сертификат соответствия.
Низковольтная директива
Преобразователи соответствуют следующим стандартам, перечисленным в официальном регистре ЕС:
- EN 60 204
Безопасность станков, электрооборудование станков - EN 50 178
Электронное оборудование в инсталляциях электрических систем.
Директива по станкам
Преобразователи подходят для инсталляции на станки. Соответствие директиве по станкам 89/392/EEC требует наличия сертификата соответствия. Он должен быть выдан фирмой, производящей оборудование или продающей станки.
ЭМС директива
- EN 61 800-3
Электрические системы силового привода с регулируемой скоростью
Часть 3: Стандарт продукта ЭМС, включая специальные методы тестирования.
Измененный стандарт продукта ЭМС EN 61 800-3/A11 для электрических систем силового привода вступил в силу 01.01.2002. Следующие комментарии применяются к преобразователям частоты SINAMICS G110 производства Siemens:
- Стандарт продукта ЭМС EN 61 800-3/A11 применяется напрямую не к преобразователю частоты, а к PDS (Power Drive System = система силового привода), которая включает в себя всю схему, двигатель и кабели в дополнении в преобразователю.
- Поэтому преобразователь частоты рассматривается только как компонент, который сам по себе не подлежит стандарту продукта ЭМС EN 61 800-3/A11. Однако, инструкция по эксплуатации преобразователя определяет условий, при которых стандарт продукта может выполняться, если преобразователь частоты используется в составе PDS. Директива ЭМС в ЕС касается PDS с учетом стандарта продукта EN 61 800-3/A11 для PDS. Преобразователи частоты сами по себе обычно не требуют маркировки в соответствие с директивой ЭМС.
- • Являясь компонентами, преобразователи частоты классифицируются только как "ограниченное использование" для лиц и пользователей со знаниями ЭМС. Они не предназначены для неограниченной продажи или "общей доступности" для пользователей.
С этой точки зрения необходимо четкое разделение на преобразователь частоты и PDS. PDS может быть изготовлена станкостроителем для общей доступности, и стандарт должен применяться соответственно. Однако, компоненты, используемые в PDS, могут быть не предназначены для "общей доступности". - • С 01.01.2002 стандарт продукта ЭМС EN 61 800-3/A11 также определяет, в первую очередь, лимиты для кондуктивных помех и помеха от паразитного излучения для так называемой "вторичной среды" (= промышленные системы электропитания, которые не подают питание для бытовых нужд). Хотя эти лимиты лежат ниже лимитов класса фильтра A в соответствии с EN 55 011, система PDS с преобразователем частоты без фильтра серии SINAMICS G110 не соответствует этим значениям, а значит не выполняет стандарт EN 61 800-3/A11. Но использование преобразователей без фильтра в промышленной среде возможно, если он является частью системы, которая включает фильтрацию линии питания на "уровне системы".
- • Используя внутренние или внешние фильтры и инструкции по инсталляции, входящие в документацию, PDS предназначена для использования преобразователей частоты, соответствующих стандарту продукта EN 61 800-3/A11:
- с фильтрами недостаточной утечки класса B по EN 55 011 в первичной среде (жилой фонд, коммерческие здания и легкая промышленность), неограниченная продажа
- с фильтрами класса A по EN 55 011 в первичной среде плюс предупредительная этикетка, ограниченная продажа и инсталляция экспертами по ЭМС
- с фильтрами класса B по EN 55 011 в первичной среде, ограниченная продажа
- с фильтрами класса A по EN 55 011 во вторичной среде (промышленные области), где эти фильтры даже превышают требования EN 61 800-3/A11.
- Необходимо различать между стандартами продукта для электрических систем силового привода (PDS), т.е. диапазон стандартов EN 61 800-3/A11 (часть 3/A11 которого покрывает ЭМС) и стандартами продукта для устройств/систем/станков и т.д. Не должно быть изменений в практическом использовании преобразователей частоты. Т.к. преобразователи частоты всегда являются частью систем PDS, а они часть станка, то производитель станка должен соблюдать различные стандарты в соответствие с типом станка и средой, например, EN 61 000-3-2 для гармоник электропитания и EN 55 011 для радиопомех. Поэтому стандарт продукта для PDS сам по себе несущественен или не имеет значения в этом контексте.
На основе соответствия лимитам для излучений синусоидального тока стандарт продукта ЭМС EN 61 800-3/A11 для PDS относится к соответствию со стандартами EN 61 000-3-2 и EN 61 000-3-12.
Электромагнитная совместимость
При правильном соблюдении инструкций по инсталляции, специфичных для продукта, недопустимые электромагнитные помехи не возникают.
Следующая таблица показывает измеренные значения для помех и помехоустойчивость для преобразователей SINAMICS G110.
Преобразователи были установлены в соответствие с инструкциями с экранированными кабелями двигателя и экранированными управляющими кабелями.
Эффект ЭМС | Подходящие критерии | Предельное значение | |
|---|---|---|---|
Помехи | Проводимые через питающий кабель | 150 кГц дo 30 МГц | Без фильтра: не тестировались Все устройства с внутренним фильтром ЭМС для систем силового привода категории инсталляции C2 (ограниченное использование2)). Лимит соответствует EN 55 011, класс A, группа 1. Кроме того, все устройства с фильтром с экранированными кабелями макс. длины 5 м соответствуют лимитам EN 55 011, класс B |
Излучаемые приводом | 30 МГц дo 1 ГГц | ||
Тестирование на невосприимчивость ESD | ESD через молнию | Уровень тестирования 3 | 8 кВ |
ESD через контактный разряд | Уровень тестирования 3 | 6 кВ | |
Тестирование на невосприимчивость электромагнитных полей | Электрическое поле, применимое к устройству | Уровень тестирования 3 | 10 В/м |
Тестирование на невосприимчивость всплесков | Применимо ко всем кабельным вводам | Уровень тестирования 4 | 4 кВ |
Тестирование на невосприимчивость импульсов | Применимо к питающим кабелям | Уровень тестирования 3 | 2 кВ |
Невосприимчивость кондуктивных помех, индуцированных радиочастотными полями | Применимо к питающим, управляющим кабелям и кабелям двигателя | Уровень тестирования 4 | 10 В |
Список UL
Перечисленное UL и cUL оборудование силового преобразования типа 5B33 в соответствие с UL508C.
Для использования в среде с уровнем загрязнения 2.
1) Первичная среда
Жилые, коммерческие здания и легкая промышленность: Среда, которая включает в себя участки жилыхзлданий, а также оборудование, которое подключено непосредственно к низковольтному источнику питания без промежуточного преобразователя для питания жилых зданий.
2) Ограниченное использование:
канал продаж, маркетинг/сбыт оборудования которого ограничивается дистрибьюторами, заказчиками и пользователями, которые – по отдельности или вместе – имеют технические знания ЭМС.
Категория C2:
Power Drive System (PDS = система силового привода) с номинальным напряжением <1000
Ответ от производителя может занять до 5 дней и более.
