西門子G120XA變頻器安裝手冊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。安裝變頻器 FSH 和 FSJ 要求的小電柜尺

寸如下：

• 對于 FSH：800 mm（寬） × 2000 mm （高） × 600 mm （深）

• 對于 FSJ：1000 mm（寬） × 2000 mm （高） × 600 mm （深）

安裝變頻器之前，請先移除電氣柜的側板、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，應再次將側板、背板和頂部蓋板安裝到柜體框架上。

3.2.5 安裝可選組件

根據具體的應用場景，變頻器可能需要使用可選組件。有關可選組件的詳細信息，請參見章節

“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

4.1.1 機器或設備的電磁兼容安裝

變頻器設計用于高電平磁場的工業環境中。

只有采用電磁兼容安裝才能確保運行的可靠與穩定。

為此，請對控制柜與機器或設備進行電磁兼容區域劃分：

圖 4-1 機器或設備的電磁兼容區域示例

SINAMICS G120XA 變頻器

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

控制柜內

• A 區：電源端子

• B 區：功率電子元器件

B 區中的設備生成磁場

• C 區：控制系統和傳感技術

C 區中的設備自身不會生成磁場，但其功能受磁場的影響。

控制柜外

• D 區：電機

D 區中的設備生成磁場

4.1.1.1 控制柜

• 將設備安裝在控制柜中的不同區域內。

• 通過以下其中一種措施對區域進行電磁去耦：

– 安全間距 ≥ 25 cm

– 獨立金屬外殼

– 大面積隔板

• 將不同區域的電纜敷設在分開的電纜束或電纜通道中。

• 在區域的接口處使用濾波器或隔離放大器。

控制柜結構

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

– 保證每個電氣接觸點的接觸面積至少達到幾平方厘米

– 多個螺釘連接件

– 扁平短銅帶，銅帶的截面起碼達到 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。

• 安裝板應大面積地搭接控制柜框架及接地母排和屏蔽板。

• 對于經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。多個控制柜時的措施

• 為所有控制柜安裝等電位連接。

• 使用齒形墊片對各個控制柜框架進行多點、大面積搭接，使其相互旋緊固定，以實現良

好的電氣接觸。

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

定點越多越好。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

– 信號和數據電纜

控制柜內的布線方式

• 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。

• 所有電纜應盡可能短。

• 所有電纜都應敷設在安裝板或控制柜框架附近。

• 信號電纜、數據電纜以及配套的等電位連接電纜應始終平行布線且相互之間應保持盡可

能小的間距。

• 使用非屏蔽單芯電纜時，引出電纜和引入電纜應絞合在一起。

也可平行、相互貼近地布線或直接絞合在一起。

• 信號電纜和數據電纜的備用芯線應兩端接地。

• 所有信號電纜和數據電纜盡量只從一個位置引入控制柜，比如從底部引入。

• 請使用屏蔽電纜：

– 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

SINAMICS G120XA 變頻器

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

圖 4-3 控制柜內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。

• 請使用屏蔽電纜：

– 變頻器的電機電纜

– 信號和數據電纜

• 通過導電 PG 電纜固定頭將電機電纜屏蔽層與電機外殼連接在一起。

圖 4-2 控制柜上和負載機械上需要實施的接地措施和高頻等電位連接措

過壓保護線路

• 過壓保護線路須連接以下組件：

– 接觸器線圈

– 繼電器

– 電磁閥

– 電機抱閘

• 將過壓保護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流二極管或壓敏電阻。

接線

4.1 電源和電機

SINAMICS G120XA 變頻器

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

4.1.2 允許的電網系統

圖 4-5 TN 系統

TN 系統通過電纜將 PE 保護線連接到已安裝的設備或系統上。

通常，在一個 TN 系統中中性點是接地的。TN 系統根據接地導線的不同分為多種類型，例如

L1 接地。

TN 系統可將中性線 N 和保護線 PE 連接在一起或者分開。

在 在 TN 系統上運行變頻器 系統上運行變頻器

表格 4-1 在 TN 系統上運行的變頻器

變頻器 帶中性點接地的電網系統

外形尺寸 A B C D E F G H J在變頻器運行時，會有很高的漏電流流經保護接地線。因此變頻器的保護接地線不得中斷，

以便在變頻器運行時提供安全接觸防護。

為保障安全接觸防護，保護接地線的橫截面需要滿足一定要求。

在該方面，保護接地線的長度無需滿足任何要求。但考慮到電磁兼容安裝，保護接地線應盡

量短。

? 1) 拆除接地螺釘后允許運行

拆除接地螺釘后，變頻器不再滿足 C3 類的要求。

- 不允許運行

○ 無可用變頻器

有關拆除變頻器上接地連接的詳細信息：

電源連接線的保護接地線

② 變頻器電源連接線的保護接地線

③ PE 和機柜之間的保護接地線

④ 電機連接線的保護接地線

保護接地線 ① … ④ 的小橫截面取決于電源或電機連接線的橫截面大小：

• 電源或電機連接線 ≤ 16 mm 2

⇒ 保護接地線的橫截面 = 電源或電機連接線的橫截面

• 16 mm² < 電源或電機連接線 ≤ 35 mm 2

⇒ 保護接地線的小橫截面 = 16 mm 2

• 電源或電機連接線 > 35 mm 2

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

• 固定端子上的保護接地線至少必須滿足以下條件之一：

– 整條保護線在布線時都應避免機械損傷。

在控制柜或封閉的設備機殼內布線，足以避免機械損傷。

– 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）。

– 保護接地線由 2 根相同橫截面的單根芯線構成。

• 通過工業插頭連接器連接多芯電纜時，按照 EN 60309 的規定，保護接地線的橫截面

小為 2.5 mm²（銅線）。

• 遵守運行現場高放電電流時保護接地線的當地規定。許的大電機電纜長度

概述

變頻器所使用的電機電纜越長，則電機電纜中的線路電容就越高。線路電容會導致變頻器運

行時產生附加電流，從而給變頻器帶來額外的負載。

因此對每一臺變頻器都規定了允許的大電機電纜長度。

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

入更長的電機電纜。

如需滿足 EMC 要求，則在選擇電機電纜時須遵循更多限制條件，以控制傳導干擾發射。

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，必須使用屏蔽電機電纜并且安裝時要符合 EMC 規定。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前，必須先拆除接口蓋板。

• 對于 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

• 對于 FSF/FSG，拆除蓋板上的兩個螺釘并將其拆下。此外，需要在連接蓋板上開口進行電

源和功率電纜的連接。請使用斜口鉗或細齒鋸。

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

在連接電源和電機端子前，從前蓋擰下螺釘（FSH：四個螺釘；FSJ：六個螺釘），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

接線

4.1 電源和電機

SINAMICS G120XA 變頻器

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

說明

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

有關端子排 X9 連接的詳細信息，請參見“端子排 X9 （僅 FSH/FSJ） (頁 118)”章節。

對于變頻器 FSH，在連接電源和電機電纜前，必須在電纜進出線保護蓋板上根據電纜直徑規

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變頻器上的電機的星形或三角形接線

概述

使用 400 V/230 V 電源時，額定功率 3 kW 以下的標準異步電機通常采用星形或三角形接線

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

功能說明

以星形接線運行電機

在星形接線中，電機可在 0 … 額定頻率 f N 范

圍內通過額定扭矩 M N 負載運行。

額定頻率 f N = 50 Hz 下，額定電壓 U N = 400 V。

超出額定頻率時，電機進入弱磁。在弱磁狀態

下，電機輸出的有效扭矩與電機頻率成反比。

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 特性曲線運行電機 特性曲線運行電機

在三角形接線中，電機以超出其額定值

的電壓和頻率運行。為此，電機的功率

增益系數提升了約 √3 ≈ 1.73。

在 f = 0 … 87 Hz 范圍內，電機可通過其

額定扭矩 M N 負載運行。

f = √3 × 50 Hz ≈ 87 Hz 時，電壓 U =

400 V。

超出 87 Hz 時，電機進入弱磁。

以 87 Hz 特性曲線運行時，電機的功率增益升高有以下缺點：