SiemensETIJohnson ControlsIFMSICKWIKABosch RexrothELKO EPHYUNDAIABBVEGAKSR KUEBLERAlfa Laval

От 0.37 кВт дo 90 кВт

Техническое описание частотных преобразователей SINAMICS G120 в формате шасси мощностью от 0,37 кВт до 90 кВт. Страница описывает модульную архитектуру (силовые модули PM240/PM250 и блоки управления CU240), дополнительные компоненты (сетевые фильтры и дроссели, тормозные резисторы, выходные дроссели), инструменты конфигурации (SIZER, STARTER, Drive ES) и технические данные. Материал предназначен для инженеров, подбирающих стандартный привод для промышленных и коммерческих задач.

Особенности

  • Модульность обеспечивает гибкость расширенной концепции привода
  • Каждый инновационный шаг может быть параллельно реализован в такой же системе
  • Проектируется под требования заказчика, возможность выбора и наращивания
  • Покупка только необходимых функций
  • Замена модулей во время работы системы (hot swap)
  • Сменные клеммы
  • Простая замена модулей, что обеспечивает очень удобное техобслуживание системы.
  • Функции безопасности упрощают интеграцию привода в станки или оборудлование, ориентированное на безопасность
  • Возможность коммуникации по PROFIBUS с профилем PROFIdrive 4.0
  • Меньшее количество интерфейсов
  • Интегрированный инжиниринг
  • Простое использование
  • Инновационная концепция охлаждения и лакировка электронных модулей повышает прочность и срок службы
  • Простая замена устройств и быстрое копирование параметров с помощью панели оператора или опционной плате памяти MMC
  • Бесшумная работа двигателя в результате высокоимпульсной частоты
  • Компактная, не занимающая много места конструкция
  • Переключатель 50/60 Гц для быстрой адаптации к задачам 50 Гц или 60 Гц
  • 2/3-жильный метод (статические/импульсные сигналы) для универсального управления через цифровые входы
  • Проектирование и пуско-наладка с помощью программ проектирования, таких как SIZER, STARTER и Drive ES: ускоряет проектирование и упрощает пуско-наладку – Drive ES обеспечивает интеграции в среду автоматизации SIMATIC
  • Сертифицирован по всему миру в соответствие с CE, UL, cUL, C-tick, Safety Integrated IEC 61508 SIL 2

Область применения

SINAMICS G120 идеален...

  • как универсальный привод во всех промышленных и коммерческих задачах
  • в автомобильной, текстильной, печатной и химической промышленности
  • для всеобъемлющих задач, например, в конвейерных системах

Дизайн

Преобразователи SINAMICS G120 в формате шасси являются модульными частотными преобразователями для стандартных приводов. Каждый SINAMICS G120 включает в себя два рабочих устройства – силовой модуль и блок управления.

Силовые модули

Для преобразователей SINAMICS G120 в формате шасси доступны следующие силовые модули:

Силовые модули PM240

Силовые модули PM240 характеризуются встроенным тормозным прерывателем и предназначены для приводов без возможности рекуперации энергии. Энергия генератора, полученная во время торможения, преобразуется в тепло с помощью внешне подключенных тормозных резисторов.

Силовые модули PM250 (скоро будут доступны)

Силовые модули PM250 используют инновационное схемное решение, которое обеспечивают рекуперацию энергии в электропитание. Такое инновационное схемное решение обеспечивает возврат энергии генератора в систему электропитания, а значит экономит энергию.

Блоки управления

Для преобразователей SINAMICS G120 в формате шасси доступны следующие блоки управления и платы памяти MMC:

Блоки управления CU240

Блок управления обеспечивает функии регулирования по замкнутому циклу для преобразователя. Дополнительно к функциям управления блок управления также выполняет другие задачи, которые могут быть согласованы с соответствующей областью применения путем. Имеется несколько вариантов блоков управления. Они классифицируются следующим образом:

Блок управления
Коммуникация Стандарт Failsafe for Safety Integrated
RS485/USS CU240S (скоро доступен) –
PROFIBUS DP CU240S DP CU240S DP‑F
PROFINET CU240S PN (скоро доступен) –

Плата памяти MMC

Установки параметров для преобразоваетеля сохраняются на плате памяти MMC. Во время сервисного обслуживания оборудования оно сразу же снова готово для использования после, например, замены частотного преобразователя и передачи данных с платы памяти. Плата MMC вставляется в блок управления сверху.

Для расширения системы также имеется большое количество компонентов, например, силовые компоненты со стороны сети, компоненты сети DC, силовые компоненты со стороны нагрузки и дополнительные компоненты системы.

Силовые компонеты со стороны сети

Для преобразователей SINAMICS G120 в формате шасси доступны следущие силовые компоненты со стороны сети:

Сетевые фильтры

Силовой модуль PM240 соответствует более высокому классу радиопомех с одним дополнительным сетевым фильтром.

Сетевые дроссели

Сетевой дроссель необходим для высоких уровней сбоев системы, частично для защиты преобразователя от чрезмерных синусоидальных токов, а значит и от перегрузки, и частично для ограничения помех в системе до допустимых значений.

Рекомендуемые сетевые компоненты

Это рекомендация для других компонентов со стороны сети, таких как плавкие вставки и автоматические выключатели (компоненты со стороны сети должны соответствовать стандартам IEC). Дополнительную информацию о перечисленных плавких вставках и автоматических выклюателях можно найти в каталогах LV 1 и LV 1 T.

Компоненты сети DC

Для преобразователей SINAMICS G120 в формате шасси доступны следущие компоненты сети DC:

Тормозные резисторы

Избыточная мощность в сети DC рассеивается с помощью тормозного резистора. Тормозные резисторы предназначены для использованря с силовыми модулями PM240. Они характеризуются встроенным тормозным прерывателем (электронный переключатель, который соединяет "тормозной резистор" со специфичным отношением «импульс-не импульс» с сетевым напряжением DC для преобразования энергию генератора (торможение) в энергию тепла и в итоге для ограничения сетевого напряжения DC до допустимых значений).

Силовые компоненты со стороны нагрузки

Для преобразователей SINAMICS G120 в формате шасси доступны следущие силовые компоненты со стороны нагрузки:

Выходные дроссели

Выходные дроссели уменьшают напряжение, подаваемое на обмотку двигателя. В то же время емкостные зарядные/разрядные токи, которые способствуют дополнительной нагрузке на силовую часть при использовании длинных кабелей двигателя, уменьшаются.

Фильтр LC и синусоидальный фильтр (скоро будет доступен)

Фильтр LC/синусоидальный фильтр ограничивает скорость нарастания напряжения и емкостных зарядных/разрядных токов, которые обычно возникают при работе преобразователя. Это означает, что можно использовать более длинные экранированные кабели двигателя при наличии фильтра LC/синусоидального фильтра, а срок службы двигателя достигает таких же значений, как при работе в прямой сети электропитания. Поэтому не нужно использовать выходной дроссель.

Доступность в качестве базовых компонентов

Следующие силовые компоненты со стороны сети, компоненты сети DC и силовые компоненты со стороны нагрузки предназначены в качестве базовых компонентов для соответствующих размеров корпуса:

Размер
FSA FSB FSC FSD FSE FSF
Силовые компоненты со стороны сети
Сетевой фильтр класса A ✓
Сетевой фильтр класса B ✓ ✓ ✓
Сетевые дроссели ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
Компоненты сети DC
Тормозные резисторы ✓ ✓
Силовые компоненты со стороны нагрузки
Выходные дроссели ✓ ✓ ✓

Дополнительные компоненты системы

Для преобразователей SINAMICS G120 в формате шасси доступны следущие дополнительные компоненты:

Базовая панель оператора BOP

Базовая панель оператора BOP может быть подключена к блоку управления и используется для пуско-наладки, контроля работы приводов и ввода индивидуальных установок параметров. BOP также обеспечивает функцию быстрого копирования параметров.

Комплект подключение ПК с преобразователем

Для управления и пуско-наладки преобразователя непосредственно с ПК, если инсталлировано соответствующе программное обеспечение (STARTER). Программа пуско-наладки STARTER поставляется на CD-ROM.

Тормозное реле

Тормозное реле позволяет подключить силовой модуль к электромеханическому тормозу двигателя, таким образом, обеспечивая запуск тормоза двигателя непосредственно с блока управления.

Безопасное тормозное реле

Безопасное тормозное реле позволяет подключить силовой модуль к электромеханическому тормозу двигателя, обеспечивая безопасное управление тормоза двигателя непосредственно с блока управления в соответствие с EN 954 1, категория безопасности 3 и IEC 61508 SIL 2.

Адаптер для монтажа на DIN рельсы

Адаптер для крепления рельсы DIN может использоваться для монтажа преобразователей с размером корпуса A и B на DIN рельсы (2 устройства с расстоянием между центрами 100 мм).

Комплект подключения экрана

Комплект подключения экрана облегчает крепление экранов питающих и контрольных кабелей, обеспечивает ослабление механического напряжения и оптимальную эффективность EMC.

Монтажный комплект NEMA

Преобразователи SINAMICS G120 в формате шасси предназначены для соответствия типу "UL OPEN". Монтажный комплект NEMA1 необходим для обеспечения типа кожуха 1 NEMA в соответствие с требованиями NEMA1 (NEMA 250-2003).

Конфигурация

Для преобразователей SINAMICS G120 в формате шасси имеются следующие инструментальные средства конфигурации электроники и проектирования:

Конфигуратор – помощник в выборе SD

Интерактивный каталог CA 01 – автономный молл департамента Automation and Drives (A&D) – содержит свыше 100000 продуктов прибл. с 5 миллионами потенциальных вариантов системы привода. Конфигуратор SD был разработан для упрощения выбора правильного двигателя и/или преобразователя из широкого спектра продуктов A&D SD. Конфигуратор интегрирован в этот каталог с инструментами выбора и конфигурации в качестве "помощника в выборе" на CD 2 "Configuring".

Программа конфигурации SIZER

Программа SIZER PC обеспечивает простое в использовании средство конфигурации семейства приводов SINAMICS и MICROMASTER 4. Она оказывает поддержку при установке технологий, внедренных в компоненты аппаратного и программного обеспечения, необходимых для приводных задач. SIZER поддерживает комплексную конфигурацию системы привода, начиная с простых отдельных приводов и заканчивая комплексными многоосевыми задачами.

Программное обеспечение пуско-наладки привода STARTER

Программное обеспечение пуско-наладки привода STARTER обеспечивает поддержку с помощью меню во время пуско-наладки, оптимизации и диагностики. STARTER предназначен не только для использования на приводах SINAMICS, но и для устройств MICROMASTER4 и частотных преобразователей для централизованной периферии SIMATIC ET 200S FC.

Система проектирования Drive ES

Drive ES – это система проектирования, используемая для простой, эффективной и экономичной интеграции технологии приводов Siemens в среду автоматизации SIMATIC касательно коммуникации, конфигурации и управления данными. Пользовательский интерфейс STEP 7 Manager обеспечивает базу для этой процедуры. Для SINAMICS предлагается множество пакетов программного обеспечения, например, Drive ES Basic, Drive ES SIMATIC и Drive ES PCS 7.

Технические данные

Если не определено что-либо иное, для всех последующих компонентов преобразователя SINAMICS G120 в формате шасси действуют следующие технические спецификации.

Механические данные
Вибрационная нагрузка
- Транспортировка 1) Класс 2M3 по EN 60068‑2‑6
- Эксплуатация Класс 3M4 по EN 60068‑2‑6 10 Гц до 58 Гц: постоянное отклонение 0.075 мм58 Гц до 200 Гц: постоянное ускорение = 9.81 м/с2 (1 g)
Ударная нагрузка
- Транспортировка 1) Класс 2M2 по EN 60068‑2‑27
- Эксплуатация Класс 3M4 по EN 60068‑2‑27 49 м/с2 (5 g)/30 мс
Окружающие условия
Класс защиты Класс I (с системой защитного провода) и класс III (PELV) по EN 61800-5-1
Защита от ударов В соответствии с EN 61800‑5‑1при надлежащем использовании
Допустимая температура окружающей среды и охлаждающего средства (воздуха) во время работы для силовых компонентов со стороны сети и силовых модулей 0°C до + 40 °C без снижения номинальных значений, >40°C дo + 55 °C смотри характеристики снижения номинальных значений
Допустимая температура окружающей среды и охлаждающего средства (воздуха) во время работы для блоков управления, дополнительных компонентов системы и компонентов сети DC 0 °C дo + 50 °Cс CU240S DP‑F: 0 °C дo + 45 °Cдo 2000 м над уровнем моря
Стандарты
Соответствие стандартам UL, cUL, CE, c-tick
CE маркировка В соответствии с директивой по низкому напряжению 73/23/EEC и директивой по механическому оборудованию 98/37/EC
Руководство по манипуляторам, чувствительным к электростатическому напряжению (EMC)
- Размеры корпуса FSB до FSF с интегрированным сетевым фильтром класса A КатегорияC2 2) пo EN 61800‑3 или класс A пo EN 55011
- Размер корпуса FSA без интегрированного сетевого фильтра, с дополнительным сетевым фильтром класса A КатегорияC2 2) пo EN 61800‑3 или класс A пo EN 55011
- Размер корпуса FSA без дополнительного сетевого фильтра класса A и с дополнительным сетевым фильтром класса B КатегорияC2 2) пo EN 61800‑3 или класс B пo EN 55011
- Размеры корпуса FSB и FSC с дополнительным сетевым фильтром класса A и дополнительным сетевым фильтром класса B КатегорияC2 2) пo EN 61800‑3 или класс B пo EN 55011
Примечание: Стандарт продуктов EMC EN 61800-3 напрямую касается не частотного преобразователя, а PDS (система силового привода, которая помимо преобразователя включает в себя всю схему, а также двигатель и кабели. Сами преобразователи в основном не являются предметом маркировки в соответствие с директивой EMC.
  1. В транспортной упаковке.

  2. С экранированным кабелем двигателя до 25 м.

Ключові факти

  • Диапазон мощностей SINAMICS G120 в формате шасси: от 0,37 кВт до 90 кВт
  • Преобразователь модульный: состоит из силового модуля и блока управления; поддерживается замена модулей во время работы (hot swap) и сменные клеммы
  • Силовые модули PM240 имеют встроенный тормозной прерыватель и работают с внешними тормозными резисторами без рекуперации энергии; PM250 обеспечивают рекуперацию энергии в сеть
  • Блоки управления по коммуникации: CU240S (RS485/USS), CU240S DP и CU240S DP-F (PROFIBUS DP), CU240S PN (PROFINET); версия DP-F — failsafe для Safety Integrated
  • Параметры сохраняются на плате памяти MMC, что ускоряет замену устройства при сервисе
  • Допустимая температура при работе для силовых модулей: 0 °C до +40 °C без снижения номинальных значений, свыше +40 °C до +55 °C — со снижением характеристик; для блоков управления — 0 °C до +50 °C (CU240S DP-F: до +45 °C), до 2000 м над уровнем моря
  • Вибрационная нагрузка при эксплуатации: класс 3M4 по EN 60068-2-6 (10–58 Гц: отклонение 0,075 мм; 58–200 Гц: ускорение 9,81 м/с²); ударная нагрузка: класс 3M4 по EN 60068-2-27, 49 м/с² (5 g)/30 мс
  • Класс защиты: класс I (с защитным проводом) и класс III (PELV) по EN 61800-5-1
  • EMC: категория C2 по EN 61800-3 или класс A/B по EN 55011 в зависимости от размера корпуса (FSA–FSF) и наличия сетевого фильтра класса A/B
  • Безопасное тормозное реле соответствует EN 954-1, категория безопасности 3, и IEC 61508 SIL 2; сертификация CE, UL, cUL, C-tick, Safety Integrated IEC 61508 SIL 2

Питання та відповіді

Из чего состоит частотный преобразователь SINAMICS G120 в формате шасси?
Он модульный и включает два рабочих устройства — силовой модуль (PM240 или PM250) и блок управления (CU240). Модули можно заменять во время работы системы (hot swap).
Чем отличаются силовые модули PM240 и PM250?
PM240 имеет встроенный тормозной прерыватель и предназначен для приводов без рекуперации — энергия торможения рассеивается во внешних тормозных резисторах. PM250 обеспечивает возврат энергии генератора в систему электропитания.
Какой блок управления выбрать для PROFIBUS?
Для PROFIBUS DP доступны CU240S DP (стандартный) и CU240S DP-F (failsafe для Safety Integrated). Для PROFINET — CU240S PN, для RS485/USS — CU240S.
Как быстро восстановить работу привода после замены преобразователя?
Установки параметров хранятся на плате памяти MMC, которая вставляется в блок управления сверху. После замены преобразователя данные переносятся с платы, и оборудование сразу готово к работе.
В каких температурных условиях может работать SINAMICS G120?
Для силовых компонентов и силовых модулей — 0 °C до +40 °C без снижения номинальных значений, от +40 °C до +55 °C — со снижением характеристик. Для блоков управления и дополнительных компонентов — 0 °C до +50 °C (CU240S DP-F: до +45 °C), на высоте до 2000 м над уровнем моря.
Какие инструменты используются для проектирования и пуско-наладки?
Конфигуратор SD (в каталоге CA 01), программа SIZER для конфигурации приводов SINAMICS и MICROMASTER 4, ПО пуско-наладки STARTER и система проектирования Drive ES для интеграции в среду SIMATIC.
Как обеспечить защиту двигателя при длинном кабеле?
Выходные дроссели уменьшают ёмкостные зарядные/разрядные токи при длинных кабелях двигателя. LC-фильтр или синусоидальный фильтр дополнительно ограничивают скорость нарастания напряжения и позволяют применять более длинные экранированные кабели.