西门子变频器技术入门及实践
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3.1 西门子变频器产品

根据使用范围和工艺需求的不同,西门子变频器分为低压变频器、高压变频器和直流变频器。

低压变频器主要包括SINAMICS V高品质变频器系列、SINAMICS G高性能单机驱动变频器系列及SINAMICS S高性能单/多机驱动变频器系列,另外还有MICROMASTER通用型变频器、SIMOVERT MASTERDRIVE工程型变频器及用于 SIMATIC ET200 IO 站的变频器,以及SIMODRIVE变频器系统、Loher DYNAVERT专用型驱动系统及SINAMICS大功率光伏电站专用逆变单元等。

高压变频器包括适用于电压等级为2.3~11 kV的各种不同SINAMICS系列变频器,例如SINAMICS系列的GH180、GM150、SM150、GL150和SL150等。

直流变频器包括SINAMICS DCM、SIMOREG DC-MASTER和SIMOREG CM等,应用于直流电压场合。

3.1.1 SINAMICS系列驱动产品

在西门子变频器产品中,SINAMICS系列驱动产品是西门子变频器最新的驱动平台,其类型及应用见表3-1。

表3-1 SINAMICS系列驱动产品的类型及应用

其中,SINAMICS V系列产品注重基本性能,该产品坚固耐用,易于安装使用,成本低,操作简单,例如V20。SINAMICS G系列产品属于常规性能变频器,对电动机的转速的动态性能要求不太高,适用于对动态性能有基本或中等需求的场合,例如G120。SINAMIC S系列是高性能变频器,有高动态性能和精度要求,适用于工厂和机械制造中苛刻的单轴和多轴应用,以及广泛的运动控制任务,应用场合最为复杂,例如S110、S120和S150。SINAMICS DCM变频器适用于直流电压场合。SINAMICS中压系列变频器适用于额定功率较高的场合,交流电压等级范围为2.3~11 kV。

3.1.2 SINAMICS G120系列变频器

对于 SINAMICS G 系列变频器,主要包括 G110、G110D、G120、G120P、G120C、G120D、G120L、G130和G150等。

其中,G120系列变频器可实现对交流异步电动机进行低成本、高精度的转速/转矩控制。从结构形式的不同,主要分为内置式变频器(例如G120、G120P、G120L)、紧凑型变频器(例如G120C)和分布式变频器(例如G120D)。

(1)G120内置式变频器

G120内置式变频器是一种包含各种功能单元的模块化变频器系统,功率范围为0.37~250kW。G120内置式变频器尤其适合用作整个工业与贸易领域内的通用变频器,例如可在汽车、纺织、印刷、化工等领域以及一般高级应用(如输送应用)中使用。

(2)G120P内置式变频器

G120P内置式变频器是专门针对工业环境以及供暖、通风和空调应用而设计的,适用于楼宇自动化、水处理及过程工业。功率范围为0.37~90kW(IP 55),0.37~75kW(IP 20)。它是一种经济、节能和易于操作的变频器,功能广泛,适用于泵、风机和压缩机,是通风风机的闭环速度控制、加热和冷却系统的循环泵、增压泵或液位控制泵等应用的理想解决方案。

(3)G120L内置式变频器

G120L内置式变频器采用模块化设计,并提供丰富的可选件以便使客户根据具体应用定制具体的传动解决方案,并可集成到电控柜中,适用于大功率变频调速系统。功率范围目前涵盖280~630kW,电源适用50Hz、380~690 V三相交流电。G120L变频器可广泛用于各领域变频调速控制任务,特别是工业环境下的风机、水泵和压缩机等设备的调速应用。SI-NAMICS G120L 传动系统最佳适用于涉及运动、传送、泵送或对固体、液体或气体进行压缩的所有应用,特别适用于供水、污水处理、农业灌溉、集中供热/供冷、计量泵和冲洗泵、压缩机和风机等。

(4)G120C紧凑型变频器

G120C紧凑型变频器是一款真正全能的一体式变频器,具有结构紧凑、高功率密度等优点,同时它还具有操作简单和功能丰富的特点。这个系列的变频器与同类相比相同的功率具有更小的尺寸,并且它安装快速,调试简便。G120C变频器现有7种外形尺寸,功率范围为0.55~132kW。G120C 变频器可以覆盖众多通用的应用需求,例如传送带、搅拌机、挤出机、水泵、风机、压缩机以及一些基本的物料处理机械等。

(5)G120D分布式变频器

G120D分布式变频器具有较高防护等级,防护等级为IP65。G120D变频器额定功率最高可达7.5kW,因此,无须使用电气柜对几乎所有与变频器相关的应用进行设计。G120D变频器适用于对工业应用中的感应电动机进行开环及闭环控制。该变频器可在复杂输送系统16中使用,例如汽车生产中具有众多分布式单电动机驱动器的输送系统。并且,该变频器还适用于机场、食品与饮料(干燥区域)等领域中的高性能应用,以及物料配送系统中的悬挂式电动单轨。