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SINAMICS G120XA，框架尺寸 FSA 至 FSJ，帶 IOP-2 智能操作面板

易于操作處理、可靠性*且具有出色的效率和較高數(shù)字化程度 – 西門子通過 SINAMICS G120XA 變頻器系列提供了符合這些趨勢的解決方案。SINAMICS G120XA 是一種用戶友好的創(chuàng)新變頻器系列，這些變頻器針對基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域中的應(yīng)用（如水/污水應(yīng)用）進行了專門開發(fā)，同時也適合樓宇自動化領(lǐng)域中的任務(wù)。在這一背景下，該變頻器通過大量集成功能來為泵、風扇和壓縮機等應(yīng)用提供支持，針對目標領(lǐng)域?qū)⑦@些功能組合在一個裝置當中。

SINAMICS G120XA 變頻器系列用于驅(qū)動泵和風扇或具有低動態(tài)要求的類似無源負載。使用該變頻器系列，再生能源既不能反饋到供電系統(tǒng)，也不能通過制動斬波器和制動電阻耗散。

SINAMICS G120XA 變頻器是一種高效的一體化驅(qū)動解決方案，適合執(zhí)行廣泛的任務(wù)。借助于該系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化的用戶界面，可方便地完成操作：IOP?2 智能型手持終端配有圖形化彩色顯示屏和可選 Web 服務(wù)器模塊 SINAMICS G120 Smart Access（一種基于 WLAN 的 Web 服務(wù)器解決方案）。這樣，SINAMICS G120XA 滿足在調(diào)試階段方便而快速地對裝置進行設(shè)置的要求。而且，經(jīng)驗豐富的用戶可以充分利用 SINAMICS 變頻器的靈活性，根據(jù)具體要求來調(diào)整相關(guān)應(yīng)用。

全集成運行 – 從訂貨到交貨，這種方式也獲得支持。
例如，可在訂貨號中組態(tài)和顯示變頻器的主要功能特性。交付的貨物包括組態(tài)好的成套裝置，包括變頻器和所選的操作員面板。

此外，SINAMICS G120XA 具有極其堅固和可靠的結(jié)構(gòu)以及高達 250 kW 的集成直流環(huán)節(jié)電抗器。

該變頻器系統(tǒng)適合數(shù)字化。由于全面集成在 SINAMICS CONNECT 300 系統(tǒng)中，可以采集來自最多 8 個變頻器的數(shù)據(jù)并傳送到 MindSphere 云解決方案。MindSphere 應(yīng)用程序“Analyze MyDrives"可促進數(shù)據(jù)的分析，滿足具體客戶需要。這就簡化了變頻器狀況的采集與分析。

而且，SINAMICS G120XA 變頻器系列還提供了創(chuàng)新的硬件和軟件功能，例如，控制含有 SIMOTICS 磁阻電機的同步磁阻驅(qū)動系統(tǒng)。通過這種方式，SINAMICS G120XA 變頻器系列在節(jié)省能量方面做出了重大貢獻，使我們能更認證地利用自然資源。

用戶友好性

用戶友好性高是 SINAMICS G120XA 的一個主要特性：

• 操作員面板配有彩色顯示屏和豐富的診斷功能（IOP-2 智能型手持終端）

• 提供了兩個不同設(shè)置選項：帶圖形化用戶指南的標準啟動和快速啟動

• 在 Web 服務(wù)器模塊 SINAMICS G120 Smart Access 中進行優(yōu)化的泵和風扇設(shè)置

• SINAMICS SD 卡用于存儲參數(shù)設(shè)置、復(fù)制和現(xiàn)場調(diào)試

提供了用于應(yīng)用啟動/運行/停止階段的集成功能

SINAMICS G120XA 總是根據(jù)所選的變頻器性能而進行預(yù)設(shè)置。可方便地選擇和設(shè)置以下功能：

啟動階段

啟動階段默認支持以下功能：

• 泵的去殘留物模式用于對泵系統(tǒng)進行清洗，提高效率，降低磨損

• 管道灌注模式用于防止管道系統(tǒng)中產(chǎn)生壓力沖擊

• 兩個加速斜坡用來縮短啟動/停止時間

• 運轉(zhuǎn)中的電機可執(zhí)行快速重啟以實現(xiàn)快速熱啟動

• 電源故障短暫停機之后自動重啟

操作階段

運行階段默認支持以下功能：

• 連續(xù)運轉(zhuǎn)模式可自動降低輸出和脈沖頻率

• PID 控制器具有自主閉環(huán)控制模式，根據(jù)模擬量輸入值執(zhí)行動作

• 最多 16 個變速設(shè)定值作為固定頻率

• 通過編碼器進行速度監(jiān)視（脈沖輸入）

• 對最多 4 臺泵執(zhí)行多泵控制

• 針對堵塞、泄漏、干運轉(zhuǎn)和氣蝕提供保護

• 火災(zāi)響應(yīng)模式用于發(fā)生緊急情況時的擴展操作

• 跳過頻率功能用于跳過臨界頻率并避免振動

• 實時時鐘用于切換設(shè)定值或控制脫扣器

停止階段

停止階段默認支持以下功能：

• ON/OFF2 用于實現(xiàn)優(yōu)化的制動斜坡

• 電機的冷凝保護

• 泵的結(jié)霜保護功能

設(shè)備文檔中包含詳細的功能說明和連接圖。

復(fù)雜應(yīng)用的調(diào)試

提供了 SINAMICS G120XA 的示例應(yīng)用，包括應(yīng)用說明和設(shè)備設(shè)置。

提供了以下應(yīng)用說明：

• 對壓力和空氣質(zhì)量進行閉環(huán)控制的排氣風扇

• 對冷卻水溫度進行閉環(huán)控制的冷卻塔風扇

• 對空氣質(zhì)量和必要工作模式進行閉環(huán)控制的隧道/停車庫風扇

• 對壓力、溫度、空氣質(zhì)量和流速進行閉環(huán)控制的供氣風扇

• 對壓力進行閉環(huán)控制的泵

• 對灌充液位進行閉環(huán)控制的泵

• 對溫度進行閉環(huán)控制的冷卻回路泵

• 對壓力進行閉環(huán)控制的壓縮機

• 對壓力進行閉環(huán)控制的真空

能效

SINAMICS G120XA 可提高整個過程鏈的效率，最大降低能耗。該變頻器標配有集成硬件及軟件功能。主要功能特性如下：

• 功率單元配有直流環(huán)節(jié)電抗器，由于具有高效的變頻器拓撲，有功功率成分* – 對于相同的驅(qū)動功率，該變頻器所需的進線電流低于類似變頻器

• 由于具有閉環(huán)控制模式 U/f (ECO) 和無編碼器矢量控制模式 (SLVC)，電機電流可根據(jù)當前負載狀況自動調(diào)整，從而磁通降低，在部分負載狀況下可實現(xiàn)高達 5 % 的節(jié)約

• 取決于過程設(shè)定值的休眠模式

• 高效率 η ≥ 98 %

使用操作員面板執(zhí)行專門調(diào)試與操作

• 通過默認設(shè)置和圖形用戶界面，無需變頻器方面的專門知識，即可進行現(xiàn)場調(diào)試

• *功能：SINAMICS SD 存儲卡用于參數(shù)預(yù)設(shè)置和變頻器數(shù)據(jù)組的復(fù)制

• 數(shù)據(jù)備份便于設(shè)備更換

• 變頻器的調(diào)試/診斷和控制

靈活部署集成的功能

• 適用于框架型號 FSA 至 FSG 的本地控制任務(wù)的 PLC 功能
  靈活使用集成功能塊→無需額外的外部組件

• 四個集成 PID 控制器
  分布式閉環(huán)控制用于實現(xiàn)獨立于電機的過程控制，無需上層控制器 (PLC)

• 三個可自由編程的數(shù)字式定時開關(guān)
  控制可自由選擇的每日和每周程序

在廣泛的應(yīng)用中靈活部署

• 帶分開的電位組的隔離數(shù)字量輸入

• 隔離模擬量輸入

• 避免電位轉(zhuǎn)移

• EMC 兼容設(shè)計，無需附加組件，滿足過程工業(yè)要求

• 直接連接推薦的可選 PTC、KTY 和 Pt1000 溫度編碼器

• 使用一個自由的模擬量輸入和輸出，連接和評估推薦的可選 Pt100 溫度編碼器

• 靜態(tài)或脈沖信號 2/3 線制控制，可通過數(shù)字量輸入進行通用控制

• 230 V AC 繼電器

• 直接控制輔助裝置，如電抗器或閥門執(zhí)行器

• X9 端子排，適合框架型號為 FSH 和 FSJ 的裝置（315 kW 至 560 kW）

• 外部 24-V-DC 電源的輸入

• 外部報警/故障輸入

• EMERGENCY OFF/EMERGENCY STOP 的輸入

• 24 V DC 輸出

• 主接觸器的控制

• 反饋消息“DC link charged"（直流環(huán)節(jié)已充電）

• 環(huán)境溫度

• -20 °C 至 +60 °C:框架型號 FSA 至 FSG

• 0 °C 至 +50 °C:框架型號 FSH 和 FSJ

• 可卸下的操作員面板

• 防止非法訪問

• 通過顏色來指示運行狀態(tài)

• 適和惡劣環(huán)境條件的型號

• 符合 IEC 60721-3-3 的環(huán)境等級/有害化學(xué)物質(zhì)等級 Class 3C2 的 PCB 漆層2002

專門針對泵、風扇和壓縮機應(yīng)用開發(fā)的變頻器

SINAMICS G120XA 非常適合泵應(yīng)用（離心泵、往復(fù)泵和旋轉(zhuǎn)泵）、風扇應(yīng)用（軸流和徑流式風扇）和壓縮機應(yīng)用（冷卻壓縮機、空壓機及氣體壓縮機）。它們可部署在水/污水領(lǐng)域、工業(yè)環(huán)境以及樓宇自動化領(lǐng)域中。

SINAMICS G120XA 非常適合以下應(yīng)用：

• 加熱和冷卻系統(tǒng)的循環(huán)泵

• 增壓站泵

• 液位控制

• 冷卻塔中的風扇

• 進氣和排氣風扇

• 隧道和多層停車場風扇

• 樓梯井風扇

• 冷卻裝置壓縮機

SINAMICS G120XA 變頻器系列用于驅(qū)動泵和風扇或具有低動態(tài)要求的類似無源負載。使用該變頻器系列，再生能源既不能反饋到供電系統(tǒng)，也不能通過制動斬波器和制動電阻耗散。

在惡劣環(huán)境中可靠運行

SINAMICS G120XA 適合在惡劣環(huán)境條件下使用：

• 防護等級 IP20，適合安裝在控制柜內(nèi)

• 環(huán)境溫度

• -20 °C 至 +60 °C:框架尺寸 FSA 至 FSG

• 0 °C 至 +50 °C:框架尺寸 FSH 和 FSJ

• 具有較高抗?jié)窈涂狗蹓m性能的噴漆模塊 (Class 3C2)

SINAMICS G120XA 是一個變頻器系統(tǒng)，其包含一個功率輸出模塊和一個控制模塊，帶或不帶操作員面板。

根據(jù)功率要求和具體應(yīng)用，可對該變頻器進行組態(tài)。采用脈寬調(diào)制的最新 IGBT 技術(shù)用于實現(xiàn)可靠和靈活的電機運行。全面的保護功能為變頻器和電機提供較高程度的保護。

SINAMICS G120XA 變頻器適合安裝在控制柜內(nèi)。

• 適合進線電壓 380 V 至 440 V 3 AC 的進線濾波器的選型

• 不帶集成進線濾波器，0.75 kW 至 132 kW

• 帶集成 Category C3 進線濾波器，0.75 kW 至 560 kW

• 環(huán)境等級/有害化學(xué)物質(zhì) （符合標準 IEC 60721-3-3）；2002

• Class 3C2

• 通信的選擇

• USS

• Modbus RTU

• BACnet MS/TP

• 操作員面板的選型
  操作員面板支持用戶友好的現(xiàn)場調(diào)試、控制和診斷，并可用來預(yù)先設(shè)置和復(fù)制完整變頻器數(shù)據(jù)組。

• 不帶操作面板

• BOP-2 基本操作員面板
  借助于菜單提示和 2 行顯示屏，可對變頻器進行簡單調(diào)試。該顯示屏可同時顯示參數(shù)和參數(shù)值并進行參數(shù)過濾，從而無需使用打印出來的參數(shù)列表，就可對變頻器進行基本調(diào)試。

• IOP-2 智能型手持終端
  為初級人員以及變頻器專家提供支持。彩色顯示屏具有用戶友好的菜單結(jié)構(gòu)和向?qū)В捎脕矸浅７奖愕卣{(diào)試、診斷和現(xiàn)場控制標準變頻器。

進線側(cè)功率部件

以下進線側(cè)功率組件可用于 SINAMICS G120XA 變頻器：

• Category C3 進線濾波器，框架尺寸 FSA 至 FSF
  使用附加進線濾波器時，不帶集成進線濾波器的變頻器也能符合更高的無線電干擾等級。

• 進線諧波濾波器，用于框架尺寸 FSB 至 FSF，與不帶集成進線濾波器的變頻器一起使用
  使用進線諧波濾波器可大幅減少有害諧波。因此，可以實現(xiàn)通常為 10% 的 THD(I) 值。

• 進線電抗器，用于 315 kW 及更高功率以及 FSH 和 FSJ 框架尺寸的變頻器
  進線電抗器對變頻器耗用的電流濾波，從而降低進線電流中的諧波成分。通過降低諧波電流，整流器中的功率部件以及直流環(huán)節(jié)電容器上的熱負載降低，電源的諧波作用也降低。使用進線電抗器，可提高變頻器的使用壽命。框架尺寸為 FSA 至 FSG 的 SINAMICS G120X 標配有一個集成直流環(huán)節(jié)電抗器。因此，無需使用額外的進線電抗器。

推薦的進線側(cè)過流保護裝置和電源組件

本節(jié)包含有關(guān)附加進線側(cè)組件（如西門子熔斷器和斷路器）的建議（須符合標準 IEC 標準來設(shè)計進線側(cè)組件的規(guī)格）。

有關(guān)所列熔斷器和斷路器的其它信息，請參見產(chǎn)品目錄LV 10，IC 10 和 IC 10 AO 以及 Industry Mall 中的產(chǎn)品。

負載側(cè)功率組件

為 SINAMICS G120XA 變頻器提供了各種負載側(cè)功率組件：這些功率組件允許使用更長的屏蔽電機電纜，可提高電機運行壽命：

• 輸出電抗器，用于框架尺寸 FSD 至 FSJ
  輸出電抗器可降低電壓上升速率 (dv/dt) 以及電流峰值的高度，并且可以連接更長的電機電纜。

• 正弦波濾波器，用于框架尺寸 FSD 至 FSG
  正弦波濾波器可限制電壓上升速率 (dv/dt) 以及電機繞組上的峰值電壓。與輸出電抗器類似，它們可連接更長的電機電纜。

• dv/dt 濾波器加 VPL，適合框架尺寸 FSH 和 FSJ
  dv/dt 濾波器加 VPL（電壓峰值限制器）將電壓上升速率 dv/dt 限制到 <500 V/μs，并將典型峰值限制到標準 IEC/TS 60034-17 中規(guī)定的限值曲線 A：2006.若使用 dv/dt 濾波器 + VPL，則帶標準絕緣且不帶絕緣軸承的標準型電機可用于變頻器運行。

可選附件

• SINAMICS SD 存儲卡

• SINAMICS G120 Smart Access，可通過 Wi?Fi 進行簡單設(shè)置

• SINAMICS CONNECT 300 用于將最多 8 個變頻器連接到 MindSphere 云

• 接線適配器，用于框架尺寸 FSG，可實現(xiàn)節(jié)省空間的有效接線

注：

交付范圍中包括適用于框架尺寸 FSA 至 FSC 的屏蔽連接套件。對于框架尺寸為 FSD 至 FSG 的 SINAMICS G120XA 變頻器，變頻裝置的屏蔽連接套件不包括在供貨范圍內(nèi)，但可以作為選件訂購。

備件

• FPI 板（可自由編程的接口板），用于框架尺寸 FSH 和 FSJ

• PSB 板（電源板），用于框架尺寸 FSH 和 FSJ

• 電流互感器，用于框架尺寸 FSH 和 FSJ

• 控制單元的備件套件，適用于框架尺寸 FSA 至 FSJ

• 屏蔽連接套件，用于框架尺寸 FSD 至 FSG 的控制單元

• 屏蔽連接套件，用于框架尺寸 FSA 至 FSC 的變頻裝置

• 適合框架尺寸 FSD 至 FSG 的安裝套件

• 端子蓋套件，用于覆蓋框架尺寸 FSD 至 FSG 的連接端子

• 風扇裝置

• 外部，適合框架尺寸 FSA 至 FSJ

• 內(nèi)部，適合框架尺寸 FSH 和 FSJ

• SITOP 電源，適用于框架尺寸 FSH 和 FSJ

• 熔斷器，用于框架尺寸 FSH 和 FSJ 的外部風扇單元

• 控制單元，用于框架尺寸 FSA 至 FSJ

工藝功能

已集成有與泵、風機和壓縮機特定相關(guān)的功能，例如：

• 特定的固件功能（如去殘留物或管道灌注模式）

• 自動重啟
  發(fā)生電源故障或其它故障后，應(yīng)用重啟

• 快速重啟
  在電機正在運轉(zhuǎn)時連接變頻器

• 磁通降低
  在 U/f 控制模式（ECO 模式）以及無編碼器矢量控制模式下，根據(jù)當前負載狀況自動調(diào)整電機電流

• 級聯(lián)連接
  變頻器根據(jù)負載狀況連接和斷開最多三態(tài)額外電機以提供大致恒定的輸出功率（通過一個附加外部電路來實現(xiàn)）

• 休眠模式
  當相關(guān)的值降低到低于一個外部設(shè)定值或內(nèi)部 PID 控制器設(shè)定值時，變頻器啟動或關(guān)斷

• 實時時鐘
  用于與時間相關(guān)的過程控制，例如，在夜間降低加熱控制溫度，并自動執(zhí)行白天節(jié)能/標準時間切換

• 可自由編程的邏輯函數(shù)塊，用于框架型號 FSA 至 FSG，用于仿真簡單的 PLC 功能

專門用于樓宇管理系統(tǒng)以及供暖/空調(diào)/通風應(yīng)用的功能

• 四個集成 PID 控制器
  一個 PID 控制器用于根據(jù)壓力、溫度、流量、灌充液位、空氣質(zhì)量和其它過程變量來控制變頻器轉(zhuǎn)速；另外三個 PID 控制器配有可自由組態(tài)的輸出，例如，用于控制閥門（加熱、冷卻）或風門

• 應(yīng)急模式
  用于在發(fā)生火災(zāi)時提高驅(qū)動系統(tǒng)可用性的特殊變頻器運行模式

• 旁路模式
  達到設(shè)定值或發(fā)生故障時，系統(tǒng)切換到電網(wǎng)供電運行（通過一個附加外部電路來實現(xiàn)）

• 可編程的定時開關(guān)

SINAMICS G120XA 接口

SINAMICS G120XA，接口概覽

以下電子選型助手和組態(tài)工具可用于 SINAMICS G120XA 變頻器：

驅(qū)動技術(shù)產(chǎn)品選型工具 (DT Configurator)

通過 DT Configurator，可針對具體應(yīng)用，組態(tài)有效驅(qū)動技術(shù)產(chǎn)品，包括齒輪箱、電機、變頻器和相關(guān)選件和組件，以及控制器、軟件許可證和連接技術(shù)。

也可以在 Internet 上使用 DT Configurator，無需進行任何安裝。可在西門子工業(yè)產(chǎn)品網(wǎng)上商城中找到 DT Configurator，

有關(guān)驅(qū)動技術(shù)產(chǎn)品選型工具 (DT Configurator) 的更多信息，請參見“工程工具"部分。

經(jīng)由 SINAMICS G120 Smart Access 提供的 SINAMICS G120XA 的 SINAMICS Web 服務(wù)器

通過 Web 服務(wù)器實現(xiàn)高效調(diào)試、診斷和維護

借助于可選 SINAMICS G120 Smart Access，SINAMICS G120XA 變頻器系統(tǒng)提供了一個用于高效調(diào)試、診斷和維護的 Web 服務(wù)器。該 Web 服務(wù)器可使便攜式 PC、平板電腦和智能手機訪問各種各樣的新參數(shù)分配選項和變頻器診斷功能選項。

有關(guān)經(jīng)由 SINAMICS G120 Smart Access 提供的 SINAMICS G120XA 的 SINAMICS Web 服務(wù)器的更多信息，請參見“工程工具"部分。

降額數(shù)據(jù)

脈沖頻率

1) Rated power based on the rated output current Irated.The rated output current Irated is based on the duty cycle for low overload (LO).

2) 在出廠設(shè)置中，這些變頻器從 4 kHz 脈沖頻率啟動，并在負載之下自動降低到所需的相關(guān)頻率。隨著負載的降低，脈沖頻率自動增加到最高 4 kHz。 額定電流值適用于 2 kHz 脈沖頻率，通過自動調(diào)整輸出脈沖頻率，隨時會達到額定值。

黑體字顯示的額定輸出電流適用于標準脈沖頻率。

環(huán)境溫度

框架型號 FSA 至 FSG：

Permissible output current as a function of ambient temperature for frame sizes FSA to FSG at low overload (LO)

框架型號 FSH 和 FSJ：

Permissible output current as a function of ambient temperature for frame sizes FSH and FSJ at low overload (LO)

The operating temperature ranges of the Operator Panels should be taken into account.

安裝海拔高度

框架型號 FSA 至 FSJ：

Permissible output current as a function of installation altitude at low overload (LO)

必須單獨考慮所連接的電機、功率部件和組件。

與安裝海拔高度相關(guān)的允許市電電源

• 安裝海拔 2000 m (6562 ft) 以下時

• 該變頻器可連接到每種供電系統(tǒng)

• 安裝海拔高度介于 2000 m (6562 ft) 和 4000 m (13124 ft) 之間

• 僅可連接到帶接地中性點的 TN 系統(tǒng)

• 不允許采用帶接地導(dǎo)線的 TN 系統(tǒng)

• 也可以使用隔離變壓器來提供帶接地中性點的 TN 系統(tǒng)

• 無需降低相間電壓

電源電壓

框架型號 FSA 至 FSG：

Permissible output current and output power as a function of the input voltage for SINAMICS G120XA, frame sizes FSA to FSG, at low overload (LO)

框架型號 FSH 和 FSJ：

1) 基于基本負載電流的額定功率。基本負載電流基于輕過載 (LO) 時的負載持續(xù)率。

2) 基本負載電流基于輕過載 (LO) 時的負載持續(xù)率。

SINAMICS G120XA

SINAMICS G120XA 的原理尺寸圖和鉆孔形式

1) 框架型號 FSA 至 FSG 的深度增加：

• 安裝上操作員面板后，深度增加 9 mm (0.35 in)

• 安裝上 SINAMICS G120 Smart Access 后，深度增加 7 mm (0.28 in)

2) 框架型號為 FSA 至 FSG 的變頻器可并排安裝。建議留出 1 mm (0.04 in) 側(cè)面間隙以符合公差要求。框架型號為 FSH 和 FSJ 的變頻器之間需要留出 30 mm (1.18 in) 側(cè)面間隙。