315 кВт - 800 кВт - Преобразователи SINAMICS G130

Особенности

Компактные малошумные преобразователи благодаря применению современных IGBT транзисторов и инновационной системе охлаждения.
Дружелюбность к пользователю - все блоки легко доступны.
Наличие шины PROFIBUS в стандартной комплектации позволяет применить данные преобразователи в любом решении по автоматизации, кроме того, предусмотрены различные аналоговые и цифровые интерфейсы.
Малое время простоя благодаря модульному исполнению и лёгкости замены блоков.
Простота настойки и быстрый ввод в эксплуатацию благодаря интуитивно понятной панели оператора АОР30 с графическим ЖК и текстовым дисплеями.

Область применения

Привода с регулируемой частотой вращения желательны к применению во всех случаях движения, конвейерной обработки, перекачки и сжатия твёрдых, жидких или газообразных веществ.

В число таких применений входят:

Насосы и вентиляторы
Компрессоры
Экструдеры и миксеры
Мельницы.

Дизайн

SINAMICS G130 предоставляет конструкторам машин и механизмов модульную систему привода, которая может быть скомплектована для любого специфичного применения.

SINAMICS G130 состоит из двух отдельных частей:

Силовой блок
Блок управления

Они могут быть размещены отдельно или собраны в единое устройство. Силовой модуль имеет специальный слот для блока управления.

Для запуска и местного управления преобразователь комплектуется панелью оператора AOP30 с дружелюбным интерфейсом.

Предопределённые интерфейсы, посредством блока клемм или PROFIBUS, делают наладку и управление приводом простым и удобным. Блок управления может быть снабжён дополнительными интерфейсами посредством карт расширения.

Функции

Взаимодействие с системой верхнего уровня и блоком подключения внешних сигналов

Интерфейс PROFIBUS, размещённый на блоке управления CU320 считается стандартным интерфейсом пользователя. Опционально доступен также блок подключения TM31. Вы можете использовать этот блок для подключения аналоговых и цифровых сигналов от системы верхнего уровня или других устройств.

Для облегчения наладки и настройки привода, блок TM31 поставляется с заводскими установками(→ Инженерная информация).

Система управления с или без обратной связи

Режим управления с обратной связью использует высококачественное векторное управление с датчиками скорости и тока и защитой преобразователя.

Программные и защитные функции

Следующие функции программного обеспечения доступны как стандартная опция:

Программные и защитные функции	Описание
Ввод базовой точки	Уставка может быть определена внутренне или внешне, внутренне как фиксированная, моторизованный потенциометр или jog, внешне посредством интерфейса PROFIBUS или аналогового входа на блоке подключения внешних сигналов. Внутренняя уставка и моторизованный потенциометр могут быть переключены или настроены с помощью управляющих команд через любой интерфейс.
Определение параметров двигателя	Автоматическое определение параметров двигателя обеспечивает простоту наладку и оптимизацию управления.
Задатчик функции управления	Простая и доступная система задания функции управления позволяет раздельно задавать времена разгона-торможения и постоянную времени регулятора, улучшая реакцию системы и в тоже время предотвращая механическую перегрузку привода. Время торможения может быть отдельно настроено для случая аварийной остановки.
V _{dc max} блок	V_{dc max}блок автоматически предотвращает перенапряжения в звене постоянного тока, если, например, участок торможения выбран слишком коротким. Это также может увеличить время торможения.
Использование накопленной кинетической энергии - Kinetic buffering (KIP)	Отказ по питанию может быть преодолён за счёт использования кинетической энергии, накопленной в приводе и механизме. Скорость вращения уменьшается на величину, зависящую от момента инерции и момента на валу. При возобновлении подачи питания уставка скорости восстанавливается.
Автоматический перезапуск¹⁾	Автоматический перезапуск включает двигатель, когда питание восстанавливается и разгоняет его до текущей уставки скорости.
Плавный подхват¹⁾	"Плавный подхват" позволяет подключать преобразователь к вращающемуся двигателю.
I ² t тепловая защита двигателя	Температура двигателя рассчитывается по программной модели, по текущей скорости и нагрузке . Более точное определение температуры, с учётом температуры окружающей среды, может быть произведено с помощью прямого измерения температуры датчиком KTY84 в обмотках двигателя.
Определение температуры двигателя	Защита мотора обеспечивается датчиками KTY84 или PTC термистор. В случае KTY84, превышение граничных величин может быть запрограммировано на сигнал тревоги или остановку. Когда подключен PTC термистор, реакция на него также может быть настроена.
Защита от блокировки вала двигателя	Распознаётся блокировка вала, производится защита от перегрева двигателя вплоть до отключения.
Защита силовых цепей
Защита от замыкания на землю (по выходу)	Замыкание на землю распознаётся по суммарному току двигателя и вызывает отключение в незаземлённой системе.
Электронная защита от короткого замыкания по выходу	Короткое замыкание в цепях между мотором и преобразователем (на выходных клеммах преобразователя, в кабеле, в клеммной коробке) обнаруживается и производится отключение.
Тепловая защита от перегрузки	При превышении порога температуры вырабатывается сообщение. Если рост температуры продолжается, производится уменьшение тока или уменьшение несущей частоты ШИМ или отключение привода, обеспечивая нормализацию теплового состояния. При восстановлении нормальных условий (например при улучшении вентиляции) нормальное функционирование восстанавливается автоматически.

1) Заводская уставка - включено

Технические данные

Электрические параметры
Напряжение питания и диапазон выходных мощностей	от 380 В до 480 В 3 AC, ±10% (-15% < 1 мин) от 315 кВт до 560 кВт от 660 В до 690 В 3 AC, ±10% (-15% < 1 мин) от 315 кВт до 800 кВт
Тип сети	TN/TT сети или изолированные сети (IT сети)
Частота питающего напряжения	от 47 Гц до 63 Гц
Выходная частота	от 0 Гц до 300 Гц
Коэфф. мощности
По первой гармонике	> 0.98
Суммарный	от 0.93 до 0.96
КПД	> 98%
Метод управления	Векторное управление с или без датчика скорости и V/f характеристика
Фиксированные скорости	15 фиксированных скоростей плюс 1 минимальная скорость, программируемые (по умолчанию 3 фиксированные уставки и 1 минимальная скорость могут быть выбраны через блок внешних сигналов или PROFIBUS)
Пропуск скоростей	4, программируемые
Разрешение уставки	0.001 оборота цифровым способом 12 бит аналоговым способом
Торможение	Посредством дополнительных тормозных блоков и тормозных резисторов
Конструктивные особенности
Степень защиты	IP00 при 315 кВт/690 В: IP20
Класс защиты	Согласно EN 50178 Part 1
Тип охлаждения	Принудительное воздушное
Уровень шума L_pA (1 м)	≤ 73 dB при частоте питания 50 Гц
Сейсмостойкость	BGV A2
Соответствует стандартам
Стандарты	EN 60146‑1, EN 61800‑2, EN 61800‑3, EN 50178, EN 60204‑1, EN 60529
CE	Согласно EMC No. 89/336/EC и No. 73/23/EC для низких напряжений
RI подавление	Согласно EMC стандарту для приводов с регулируемой частотой вращения EN 61800‑3, для промышленных сетей. Для общественных сетей доступно по запросу

	Работа	Хранение	Транспортирование
Внешние условия
Температура окружающей среды	от 0 °C до +40 °C до +50 °C: смотри: понижение мощности	от -25 °C до +55 °C	от ‑25 °C до +70 °C менее ‑40 °C в течении не более 24 часов
Относительная влажность (без конденсации)	от 5% до 95%	от 5% до 95%	от 5% до 95% при 40 °C
	согласно 3K3 IEC 60721‑3‑3	согласно 1K4 IEC 60721‑3‑1	согласно 2K3 IEC 60721‑3‑2
Высота установки	до 2000 м над уровнем моря без уменьшения производительности, > 2000 м: см. понижение мощности
Механическая стабильность
Вибрационная нагрузка
Отклонения	0.075 мм от 10 Гц до 58 Гц	1.5 мм от 5 Гц до 9 Гц	3.1 мм от 5 Гц до 9 Гц
Ускорение	9.8 м/с² от > 58 Гц до 200 Гц	5 м/с² от > 9 до 200 Гц	10 м/с² от > 9 Гц до 200 Гц
	-	соответствует 1M2 IEC 60721‑3‑1	соответствует 2M2 IEC 60721‑3‑2
Ударная нагрузка
Ускорение	100 м/с² в течении 11 мс	40 м/с² в течении 22 ms	100 м/с² в течение 11 мс
	соответствует 3M4 IEC 60721‑3‑3	соответствует 1M2 IEC 60721‑3‑1	соответствует 2M2 IEC 60721‑3‑2

Отклонения от стандарта подчёркнуты.

Понижение мощности

Компенсация понижением тока, как функция высоты установки/внешней температуры

Если преобразователь работает на высоте > 2000 м над уровнем моря, то максимальный допустимый ток рассчитывается по следующим таблицам. Также должен быть обеспечен поток воздуха, указанный в спецификации на шасси. Указанные параметры также включают допустимую коррекцию с учётом высоты установки и температуры воздуха на входе силового модуля.

Высота установки над уровнем моря	Понижение тока в зависимости от температуры охлаждающего воздуха
м	20 °C	25 °C	30 °C	35 °C	40 °C	45 °C	50 °C
0-2000	100%	100%	100%	100%	100%	95.0%	87.0%
2001-2500	100%	100%	100%	100%	96.3%	91.4%	83.7%
2501-3000	100%	100%	100%	96.2%	92.5%	87.9%	80.5%
3001-3500	100%	100%	96.7%	92.3%	88.8%	84.3%	77.3%
3501-4000	100%	97.8%	92.7%	88.4%	85.0%	80.8%	74.0%

Понижение напряжения, как функция высоты установки

В дополнение к понижению тока, понижение напряжения должно быть приняты во внимание в соответствии с таблицей высота установки > 2000 м над уровнем моря.

Высота установки над уровнем моря	Понижение напряжения при напряжении питания						Понижение напряжения при напряжении питания
м	380 В	400 В	420 В	440 В	460 В	480 В	660 В	690 В
0-2000	100%	100%	100%	100%	100%	100%	100%	100%
2001-2250	100%	100%	100%	100%	100%	96%	100%	96%
2251-2500	100%	100%	100%	100%	98%	94%	98%	94%
2501-2750	100%	100%	100%	98%	94%	90%	95%	90%
2751-3000	100%	100%	100%	95%	91%	88%	92%	88%
3001-3250	100%	100%	97%	93%	89%	85%	89%	85%
3251-3500	100%	98%	93%	89%	85%	82%	85%	82%
3501-3750	100%	95%	91%	87%	83%	79%	–	–
3751-4000	96%	92%	87%	83%	80%	76%	–	–

Перегрузочная способность

SINAMICS G130 имеют резерв по нагрузке для обеспечения, например, токов отключения. Вероятность наличия больших токов должна быть принята во внимание при конфигурации системы. В приводах с режимом перегрузки, основной расчёт должен быть произведён по базовому току нагрузки.

Критерий для расчёта перегрузки - это работа на базовом токе до и после перегрузки и предполагается, что длительность перегрузки 300 с.

Базовый ток нагрузки I_L для небольшой перегрузки рассчитан исходя из цикла 110% в течение 60 с или 150% в течение 10 с.

Базовый ток нагрузки I_H для большой перегрузки рассчитан исходя из цикла 150% в течение 60 с или 160% в течение 10 с.

Небольшая перегрузка

Большая перегрузка

Информация по электромагнитной совместимости (ЭМС)

Электромагнитная совместимость - согласно определению ЭМС - "способность устройства успешно функционировать в электромагнитной среде без генерации помех, которые нежелательны для других устройств, присутствующих в этой среде". Чтобы гарантировать соответсвующие параметры ЭМС, устройства должны обладать высокой резистивностью по отношению к помехам и генерируемые излучения должны не превышать установленных величин.

Требования ЭМС для "Приводов с регулируемой частотой вращения" описан в стандарте EN 61800‑3. Привода с регулируемой частотой вращения (или силовые привода) состоят из преобразователя и электрического двигателя. Механизм не является частью привода. EN 61800‑3 определяет различные ограничения, основываясь на размещении привода, обозначаемом как классы В(общественные) и А(промышленные сети).

Класс В соответствует жилым помещениям или системам, непосредственно подключенным к сети без разделительного трансформатора.

Класс А соответствует всем случаям расположения все жилых помещений. Как правило - это промышленные объекты, подключенные к низковольтной сети через отдельные трансформаторы.

В EN 61800‑3 Ed.2 определены 4 категории в зависимости от размещения и мощности привода:

Категория C1: Привода с напряжением питания < 1000 В для нелимитированного применения в промышленных сетях.

Категория C2: Стационарные привода с напряжением питания < 1000 В для применения в промышленных сетях. Использование в общественных сетях возможно при квалифицированной установке и настройке. Должна быть изучена информация по установке и возможным неисправностям .

Категория C3: Привода с напряжением питания < 1000 В только для применения в промышленных сетях.

Категория C4: Привода с напряжением питания ≥ 1000 В или номинальными токами ≥ 400 A для использования в сложных системах в промышленных сетях.

График демонстрирует 4 категории и классы среды.

SINAMICS G130 в основном применяется в промышленных сетях (категории C3 и C4).

Для ограничения излучаемых помех, преобразователи SINAMICS G130 штатно поставляются с фильтром подавления помех, который соответствует ограничениям категории C3. Доступны также фильтры для применения в общественных сетях (Категория C2).

Преобразователи SINAMICS G130 соответствуют требованиям по помехостойкости описанным в EN 61800‑3 для промышленных сетей, и также требованиям помехостойкости общественных сетей .

Должна быть изучена информация по возможным неисправностям и установке (часть документации на устройство).