西門子G120XA變頻器安裝手冊(cè)6SL3220-1YD10-0UB0西門子

屏蔽連接件僅適用于控制單元，功率模塊的屏蔽連接件可作為選件訂購。

安裝控制連接的屏蔽連接件， 安裝控制連接的屏蔽連接件，FSD ... FSG

按如下所示放置屏蔽連接件。起吊變頻器至控制柜

必須按照提供的尺寸圖將變頻器安裝在電氣柜內(nèi)。安裝變頻器 FSH 和 FSJ 要求的小電柜尺

寸如下：

• 對(duì)于 FSH：800 mm（寬） × 2000 mm （高） × 600 mm （深）

• 對(duì)于 FSJ：1000 mm（寬） × 2000 mm （高） × 600 mm （深）

安裝變頻器之前，請(qǐng)先移除電氣柜的側(cè)板、背板以及頂部蓋板，并在柜體框架上至少安裝兩

塊支撐板。

安裝

3.2 安裝變頻器

SINAMICS G120XA 變頻器

58 操作說明, 07/2020, FW V1.03, A5E44751205F AE

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將變頻器安裝到電氣柜中后，應(yīng)再次將側(cè)板、背板和頂部蓋板安裝到柜體框架上。

3.2.5 安裝可選組件

根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景，變頻器可能需要使用可選組件。有關(guān)可選組件的詳細(xì)信息，請(qǐng)參見章節(jié)

“可選組件 (頁 32)”。

安裝

3.2 安裝變頻器

SINAMICS G120XA 變頻器

操作說明, 07/2020, FW V1.03, A5E44751205F AE 59

安裝

3.2 安裝變頻器

SINAMICS G120XA 變頻器

60 操作說明, 07/2020, FW V1.03, A5E44751205F AE

接線 4

4.1 電源和電機(jī)

4.1.1 機(jī)器或設(shè)備的電磁兼容安裝

變頻器設(shè)計(jì)用于高電平磁場(chǎng)的工業(yè)環(huán)境中。

只有采用電磁兼容安裝才能確保運(yùn)行的可靠與穩(wěn)定。

為此，請(qǐng)對(duì)控制柜與機(jī)器或設(shè)備進(jìn)行電磁兼容區(qū)域劃分：

圖 4-1 機(jī)器或設(shè)備的電磁兼容區(qū)域示例

SINAMICS G120XA 變頻器

操作說明, 07/2020, FW V1.03, A5E44751205F AE 61

控制柜內(nèi)

• A 區(qū)：電源端子

• B 區(qū)：功率電子元器件

B 區(qū)中的設(shè)備生成磁場(chǎng)

• C 區(qū)：控制系統(tǒng)和傳感技術(shù)

C 區(qū)中的設(shè)備自身不會(huì)生成磁場(chǎng)，但其功能受磁場(chǎng)的影響。

控制柜外

• D 區(qū)：電機(jī)

D 區(qū)中的設(shè)備生成磁場(chǎng)

4.1.1.1 控制柜

• 將設(shè)備安裝在控制柜中的不同區(qū)域內(nèi)。

• 通過以下其中一種措施對(duì)區(qū)域進(jìn)行電磁去耦：

– 安全間距 ≥ 25 cm

– 獨(dú)立金屬外殼

– 大面積隔板

• 將不同區(qū)域的電纜敷設(shè)在分開的電纜束或電纜通道中。

• 在區(qū)域的接口處使用濾波器或隔離放大器。

控制柜結(jié)構(gòu)

• 通過以下其中一種方法將柜門、側(cè)壁、頂部蓋板和底板與控制柜框架連接在一起。

– 保證每個(gè)電氣接觸點(diǎn)的接觸面積至少達(dá)到幾平方厘米

– 多個(gè)螺釘連接件

– 扁平短銅帶，銅帶的截面起碼達(dá)到 95 mm² / 000 (3/0) (?2) AWG

• 所有引出到控制柜外部的屏蔽電纜都必須連接屏蔽板。

• 接地母排和屏蔽板必須大面積搭接控制柜框架。

• 將控制柜組件安裝在無涂層金屬安裝板上。

• 安裝板應(yīng)大面積地搭接控制柜框架及接地母排和屏蔽板。

• 對(duì)于經(jīng)過噴漆或氧化處理的表面，可通過以下一種方法使螺釘和表面形成電氣連接：

– 使用一種特殊的齒形接觸墊片穿過該表面。

– 直接去除接觸位置上的絕緣表面。多個(gè)控制柜時(shí)的措施

• 為所有控制柜安裝等電位連接。

• 使用齒形墊片對(duì)各個(gè)控制柜框架進(jìn)行多點(diǎn)、大面積搭接，使其相互旋緊固定，以實(shí)現(xiàn)良

好的電氣接觸。

• 如果一排機(jī)柜過長(zhǎng)而需要分成兩組背對(duì)背放置，那么兩條接地母排必須固定在一起，固

定點(diǎn)越多越好。電纜

在變頻器上連接高干擾電平和低干擾電平的電纜：

• 高干擾電平的電纜：

– 電源濾波器和變頻器之間的電纜

– 電機(jī)電纜

– 變頻器直流母線接口上的電纜

• 低干擾電平的電纜：

– 電源與電源濾波器之間的電纜

– 信號(hào)和數(shù)據(jù)電纜

控制柜內(nèi)的布線方式

• 高干擾電平電纜與低干擾電平電纜之間的小布線間距不得小于 25 厘米。

如果無法確保 25 厘米的小間距，則應(yīng)在高干擾電平電纜與低干擾電平電纜之間安裝隔

板。將隔板與安裝板連接在一起。

• 高干擾電平電纜與低干擾電平電纜只允許直角交叉。

• 所有電纜應(yīng)盡可能短。

• 所有電纜都應(yīng)敷設(shè)在安裝板或控制柜框架附近。

• 信號(hào)電纜、數(shù)據(jù)電纜以及配套的等電位連接電纜應(yīng)始終平行布線且相互之間應(yīng)保持盡可

能小的間距。

• 使用非屏蔽單芯電纜時(shí)，引出電纜和引入電纜應(yīng)絞合在一起。

也可平行、相互貼近地布線或直接絞合在一起。

• 信號(hào)電纜和數(shù)據(jù)電纜的備用芯線應(yīng)兩端接地。

• 所有信號(hào)電纜和數(shù)據(jù)電纜盡量只從一個(gè)位置引入控制柜，比如從底部引入。

• 請(qǐng)使用屏蔽電纜：

– 變頻器與電源濾波器之間的電纜

– 變頻器與輸出電抗器之間的電纜

接線

4.1 電源和電機(jī)

SINAMICS G120XA 變頻器

64 操作說明, 07/2020, FW V1.03, A5E44751205F AE

圖 4-3 控制柜內(nèi)部和外部的變頻器布線

控制柜外部的布線

• 高干擾電平電纜與低干擾電平電纜之間的小布線間距為 25 厘米。

• 請(qǐng)使用屏蔽電纜：

– 變頻器的電機(jī)電纜

– 信號(hào)和數(shù)據(jù)電纜

• 通過導(dǎo)電 PG 電纜固定頭將電機(jī)電纜屏蔽層與電機(jī)外殼連接在一起。

圖 4-2 控制柜上和負(fù)載機(jī)械上需要實(shí)施的接地措施和高頻等電位連接措

過壓保護(hù)線路

• 過壓保護(hù)線路須連接以下組件：

– 接觸器線圈

– 繼電器

– 電磁閥

– 電機(jī)抱閘

• 將過壓保護(hù)線路直接連接在線圈上。

• 在交流線圈上連接 RC 元件或壓敏電阻，在直流線圈上連接續(xù)流二極管或壓敏電阻。

接線

4.1 電源和電機(jī)

SINAMICS G120XA 變頻器

66 操作說明, 07/2020, FW V1.03, A5E44751205F AE

4.1.2 允許的電網(wǎng)系統(tǒng)

圖 4-5 TN 系統(tǒng)

TN 系統(tǒng)通過電纜將 PE 保護(hù)線連接到已安裝的設(shè)備或系統(tǒng)上。

通常，在一個(gè) TN 系統(tǒng)中中性點(diǎn)是接地的。TN 系統(tǒng)根據(jù)接地導(dǎo)線的不同分為多種類型，例如

L1 接地。

TN 系統(tǒng)可將中性線 N 和保護(hù)線 PE 連接在一起或者分開。

在 在 TN 系統(tǒng)上運(yùn)行變頻器 系統(tǒng)上運(yùn)行變頻器

表格 4-1 在 TN 系統(tǒng)上運(yùn)行的變頻器

變頻器 帶中性點(diǎn)接地的電網(wǎng)系統(tǒng)

外形尺寸 A B C D E F G H J在變頻器運(yùn)行時(shí)，會(huì)有很高的漏電流流經(jīng)保護(hù)接地線。因此變頻器的保護(hù)接地線不得中斷，

以便在變頻器運(yùn)行時(shí)提供安全接觸防護(hù)。

為保障安全接觸防護(hù)，保護(hù)接地線的橫截面需要滿足一定要求。

在該方面，保護(hù)接地線的長(zhǎng)度無需滿足任何要求。但考慮到電磁兼容安裝，保護(hù)接地線應(yīng)盡

量短。

? 1) 拆除接地螺釘后允許運(yùn)行

拆除接地螺釘后，變頻器不再滿足 C3 類的要求。

- 不允許運(yùn)行

○ 無可用變頻器

有關(guān)拆除變頻器上接地連接的詳細(xì)信息：

電源連接線的保護(hù)接地線

② 變頻器電源連接線的保護(hù)接地線

③ PE 和機(jī)柜之間的保護(hù)接地線

④ 電機(jī)連接線的保護(hù)接地線

保護(hù)接地線 ① … ④ 的小橫截面取決于電源或電機(jī)連接線的橫截面大?。?/font>

• 電源或電機(jī)連接線 ≤ 16 mm 2

⇒ 保護(hù)接地線的橫截面 = 電源或電機(jī)連接線的橫截面

• 16 mm² < 電源或電機(jī)連接線 ≤ 35 mm 2

⇒ 保護(hù)接地線的小橫截面 = 16 mm 2

• 電源或電機(jī)連接線 > 35 mm 2

⇒ 保護(hù)接地線的小橫截面 = ½ 電源或電機(jī)連接線的橫截面根據(jù) IEC 60204-1，保護(hù)接地線 ① 還需滿足以下要求：

• 固定端子上的保護(hù)接地線至少必須滿足以下條件之一：

– 整條保護(hù)線在布線時(shí)都應(yīng)避免機(jī)械損傷。

在控制柜或封閉的設(shè)備機(jī)殼內(nèi)布線，足以避免機(jī)械損傷。

– 多芯電纜中單根芯線的橫截面為 2.5 mm²（銅線）。

– 單芯電纜中單根芯線的橫截面為 10 mm²（銅線）。

– 保護(hù)接地線由 2 根相同橫截面的單根芯線構(gòu)成。

• 通過工業(yè)插頭連接器連接多芯電纜時(shí)，按照 EN 60309 的規(guī)定，保護(hù)接地線的橫截面

小為 2.5 mm²（銅線）。

• 遵守運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)高放電電流時(shí)保護(hù)接地線的當(dāng)?shù)匾?guī)定。許的大電機(jī)電纜長(zhǎng)度

概述

變頻器所使用的電機(jī)電纜越長(zhǎng)，則電機(jī)電纜中的線路電容就越高。線路電容會(huì)導(dǎo)致變頻器運(yùn)

行時(shí)產(chǎn)生附加電流，從而給變頻器帶來額外的負(fù)載。

因此對(duì)每一臺(tái)變頻器都規(guī)定了允許的大電機(jī)電纜長(zhǎng)度。

變頻器和電機(jī)之間的選件，例如，輸出電抗器，可補(bǔ)償部分線路電容。使用某些選件后可接

入更長(zhǎng)的電機(jī)電纜。

如需滿足 EMC 要求，則在選擇電機(jī)電纜時(shí)須遵循更多限制條件，以控制傳導(dǎo)干擾發(fā)射。

說明

符合 符合 EN 61800?3 的 EMC 類別 類別

為滿足特定 EMC 類別的要求，必須使用屏蔽電機(jī)電纜并且安裝時(shí)要符合 EMC 規(guī)定。連接變頻器， 連接變頻器，FSD ... FSG

在將變頻器連接至電源和電機(jī)前，必須先拆除接口蓋板。

• 對(duì)于 FSD/FSE，按下圖所示拆除連接蓋板：

1

2

圖 4-10 拆除接口蓋板，FSD/FSE

• 對(duì)于 FSF/FSG，拆除蓋板上的兩個(gè)螺釘并將其拆下。此外，需要在連接蓋板上開口進(jìn)行電

源和功率電纜的連接。請(qǐng)使用斜口鉗或細(xì)齒鋸。

1 2 3

圖 4-11 拆除連接蓋板并開口，FSF/FSG

為了在連接電纜后重新確保變頻器的接觸安全，必須再次裝上接口蓋板。連接變頻器， 連接變頻器，FSH/FSJ

在連接電源和電機(jī)端子前，從前蓋擰下螺釘（FSH：四個(gè)螺釘；FSJ：六個(gè)螺釘），并將蓋板

向前取下。參見以下移除變頻器 FSH 蓋板的示例：

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該圖顯示電源和電機(jī)端子、直流端子以及端子排 X9 的布局。

圖 4-13 連接電源和電機(jī)

接線

4.1 電源和電機(jī)

SINAMICS G120XA 變頻器

操作說明, 07/2020, FW V1.03, A5E44751205F AE 81

說明

對(duì)于變頻器 FSH/FSJ，DCP 和 DCN 端子僅用于連接帶 VPL 的 dv/dt 濾波器。

有關(guān)端子排 X9 連接的詳細(xì)信息，請(qǐng)參見“端子排 X9 （僅 FSH/FSJ） (頁 118)”章節(jié)。

對(duì)于變頻器 FSH，在連接電源和電機(jī)電纜前，必須在電纜進(jìn)出線保護(hù)蓋板上根據(jù)電纜直徑規(guī)

格開孔。

為了在連接變頻器后重新確保變頻器的接觸安全，必須再次裝上接口蓋板（螺釘緊固扭矩：連接電纜屏蔽層（僅適用于 連接電纜屏蔽層（僅適用于 FSA ... FSG） ）

為使接線符合 EMC 規(guī)定，必須將電纜屏蔽層連接至變頻器的屏蔽板。

以下接口使用屏蔽電纜：

• 通訊電纜

• 控制電纜

• 電機(jī)電纜

連接電纜屏蔽前，需除去電纜絕緣層。

連接電纜屏蔽， 連接電纜屏蔽，FSA ... FSC變頻器上的電機(jī)的星形或三角形接線

概述

使用 400 V/230 V 電源時(shí)，額定功率 3 kW 以下的標(biāo)準(zhǔn)異步電機(jī)通常采用星形或三角形接線

(Y/Δ)。使用 400 V 電源時(shí)，可以星形或三角形接線在變頻器上運(yùn)行電機(jī)。

功能說明

以星形接線運(yùn)行電機(jī)

在星形接線中，電機(jī)可在 0 … 額定頻率 f N 范

圍內(nèi)通過額定扭矩 M N 負(fù)載運(yùn)行。

額定頻率 f N = 50 Hz 下，額定電壓 U N = 400 V。

超出額定頻率時(shí)，電機(jī)進(jìn)入弱磁。在弱磁狀態(tài)

下，電機(jī)輸出的有效扭矩與電機(jī)頻率成反比。

可用功率在弱磁中保持恒定。

在三角形接線中通過 在三角形接線中通過 87 Hz 特性曲線運(yùn)行電機(jī) 特性曲線運(yùn)行電機(jī)

在三角形接線中，電機(jī)以超出其額定值

的電壓和頻率運(yùn)行。為此，電機(jī)的功率

增益系數(shù)提升了約 √3 ≈ 1.73。

在 f = 0 … 87 Hz 范圍內(nèi)，電機(jī)可通過其

額定扭矩 M N 負(fù)載運(yùn)行。

f = √3 × 50 Hz ≈ 87 Hz 時(shí)，電壓 U =

400 V。

超出 87 Hz 時(shí)，電機(jī)進(jìn)入弱磁。

以 87 Hz 特性曲線運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的功率增益升高有以下缺點(diǎn)：