2.1 G120變頻器配置

2.1.1 西門(mén)子變頻器概述

西門(mén)子公司生產(chǎn)的變頻器品種較多，以下僅簡(jiǎn)介西門(mén)子低壓變頻器的產(chǎn)品系列。

1．MM4系列變頻器

MM4系列變頻器分為4個(gè)子系列，具體如下。

1）MM410：解決簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，功率范圍小。

2）MM420：I/O點(diǎn)數(shù)少，不支持矢量控制，無(wú)自由功能塊使用，功率范圍小，性價(jià)比較高。

3）MM430：風(fēng)機(jī)水泵專(zhuān)用，不支持矢量控制。

4）MM440：支持矢量控制，有制動(dòng)單元，有自由功能塊使用，功能相對(duì)強(qiáng)大。

MM4系列變頻器目前有一定的市場(chǎng)占有率，將被SINAMICS G120系列逐步取代。

2．SIMOVERT MasterDrives，6SE70工程型變頻器

其控制面板采用CUVC（Control Unit for Vector Control，矢量控制單元），可實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速、力矩控制和四象限工作，但有被SINAMICS S120系列取代的趨勢(shì)。

3．SINAMICS系列變頻器

SINAMICS系列變頻器分為三大系列，分別是SINAMICS V、SINAMICS G和SINAMICS S，SINAMICS V的性能最弱，而SINAMICS S最強(qiáng)，具體簡(jiǎn)介如下。

（1）SINAMICS V

此系列變頻器只涵蓋關(guān)鍵硬件以及功能，因而實(shí)現(xiàn)了高耐用性。同時(shí)投入成本很低，操作可直接在變頻器上完成。

1）SINAMICS V20：這是一款具備基本功能的高性價(jià)比變頻器。

2）SINAMICS V50：SINAMICS V50 MM4系列變頻器的柜機(jī)。

3）SINAMICS V60和V80：它們是針對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)而推出的兩款產(chǎn)品，當(dāng)然也可以驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，只能接收脈沖信號(hào)，有人稱(chēng)其為簡(jiǎn)易型的伺服驅(qū)動(dòng)器。

4）SINAMICS V90：SINAMICS V90有兩大類(lèi)產(chǎn)品，第一類(lèi)是主要針對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)而推出的產(chǎn)品，當(dāng)然也可以驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，能接收脈沖信號(hào)，也支持USS和Modbus總線。第二類(lèi)支持PROFINET總線，不能接收脈沖信號(hào)，也不支持USS和Modbus總線。運(yùn)動(dòng)控制時(shí)配合西門(mén)子的S7-200 SMART PLC使用，性價(jià)比較高。

（2）SINAMICS G

SINAMICS G系列變頻器有較為強(qiáng)大的工藝功能，維護(hù)成本低、性價(jià)比高，是通用的變頻器，總體性能優(yōu)于SINAMICS V系列。

1）SINAMICS G120C、G120、G120P、G120P和G120P Cabinet：此系列多數(shù)變頻器含CU（控制單元）和PM（功率模塊）兩部分，可四象限工作，功能強(qiáng)大，主要用于泵、風(fēng)機(jī)和輸送系統(tǒng)等場(chǎng)合，G120還有基本定位功能。

2）SINAMICS G110D、G120D和G110M：這幾類(lèi)產(chǎn)品提高了SINAMICS G120系列變頻器的防護(hù)等級(jí)，可以達(dá)到IP65，但功率范圍有限，主要用于輸送和基本定位功能的應(yīng)用。

3）SINAMICS G150：V50系列變頻器的升級(jí)版，功率范圍大，主要用于泵、風(fēng)機(jī)和混料機(jī)等場(chǎng)合。

4）SINAMICS G180：功率范圍大。專(zhuān)門(mén)用于泵、風(fēng)機(jī)和混料機(jī)等場(chǎng)合。

（3）SINAMICS S

SINAMICS S系列變頻器是高性能變頻器，功能強(qiáng)大、價(jià)格較高。

1）SINAMICS S110：SINAMICS S110主要用于機(jī)床設(shè)備中的基本定位應(yīng)用。

2）SINAMICS S120：SINAMICS S120是6SE70系列變頻器的升級(jí)版，控制面板是CU320（早期CU310），功能強(qiáng)大。可以驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)、交流同步電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)，主要用于包裝機(jī)、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械和機(jī)床設(shè)備中的定位。

3）SINAMICS S150：SINAMICS S150主要用于試驗(yàn)臺(tái)、橫切機(jī)和離心機(jī)等大功率場(chǎng)合。

2.1.2 G120變頻器的系統(tǒng)構(gòu)成

1．初識(shí)G120變頻器

西門(mén)子G120變頻器的設(shè)計(jì)目標(biāo)是為交流電動(dòng)機(jī)提供經(jīng)濟(jì)的、高精度的速度/轉(zhuǎn)矩控制。其功率范圍覆蓋0.37～250kW，廣泛應(yīng)用于變頻驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)合。

G120變頻器采用模塊化設(shè)計(jì)方案，其構(gòu)成的必要部分分為控制單元和功率單元，控制單元和功率單元有各自的訂貨號(hào)，分開(kāi)出售。BOP-2基本操作面板是可選件。G120C是一體機(jī)，其控制單元CU和功率單元PM集成于一體。

2．控制單元

G120控制單元型號(hào)的含義如圖2-1所示。

G120變頻器有三大類(lèi)可選控制單元，以下分別介紹。

（1）CU230控制單元

CU230控制單元專(zhuān)門(mén)針對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵和壓縮機(jī)類(lèi)負(fù)載進(jìn)行控制，除此之外還可以根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)化，具體參數(shù)見(jiàn)表2-1。

（2）CU240控制單元

CU240控制單元為變頻器提供開(kāi)環(huán)和閉環(huán)功能，除此之外還可以根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)化，其具體參數(shù)見(jiàn)表2-2。

（3）CU250控制單元

CU250控制單元為變頻器提供開(kāi)環(huán)和閉環(huán)功能，除此之外還可以根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)化，其具體參數(shù)見(jiàn)表2-3。

3．功率模塊

G120變頻器有四大類(lèi)可選功率模塊，以下分別介紹。

（1）PM230功率模塊

PM230功率模塊是風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)和壓縮機(jī)專(zhuān)用模塊，其功率因數(shù)高、諧波小。這類(lèi)模塊不能進(jìn)行再生能量回饋，其制動(dòng)產(chǎn)生的再生能量通過(guò)外接制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)換成熱量消耗。

（2）PM240功率模塊

PM240功率模塊不能進(jìn)行再生能量回饋，其制動(dòng)產(chǎn)生的再生能量通過(guò)外接制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)換成熱量消耗。

（3）PM240-2功率模塊

PM240-2功率模塊不能進(jìn)行再生能量回饋，其制動(dòng)產(chǎn)生的再生能量通過(guò)外接制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)換成熱量消耗。PM240-2功率模塊允許穿墻式安裝。

（4）PM250功率模塊

PM250功率模塊能進(jìn)行再生能量回饋，其制動(dòng)產(chǎn)生的再生能量通過(guò)外接制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)換成熱量消耗，也可以回饋電網(wǎng)，達(dá)到節(jié)能的目的。

4．控制單元和功率模塊兼容性

在變頻器選型時(shí)，控制單元和功率模塊兼容性是必須要考慮的因素，控制單元和功率模塊兼容性列表見(jiàn)表2-4。