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西门子G120变频器硬件详解

西门子 SINAMICS G系列变频器系列的设计目标是为交流电机提供经济的高精度的速度/转矩控制。按照尺寸的不同 (外形尺寸 FSA 到 FSF )变频器的功率范围覆盖 0.37kW 至 250kW，广泛适用于各种变频驱动的应用场合。SINAMICS G120/SINAMICS G120D变频器的突出特点是具有模块化的设计（电源模块和控制单元），同时也具有该系列变频器共有的多种新颖功能，如集成安全技术、能量回馈和再生能力。

SINAMICS G120 是一个由多种不同功能单元组成的模块化变频器。两种主要的单元是：

● 控制单元（CU）

控制单元可以为变频器提供闭环控制功能，除此之外控制单元还可以完成其它的任务，它们可根据应用的需要进行相应的参数化。

控制单元及附件MMC存储卡都是SINAMICSG120变频器的基本单元，可以为变频器提供闭环控制功能，除此之外控制单元还可以完成其它的任务，它们可根据应用的需要进行相应的参数化。有以下几种可选的控制单元：

CU230P-2：

专门设计用于泵、风机和压缩机应用。用于泵、风机和压缩机的 SINAMICSG120P 变频器和 SINAMICS G120P 变频调速柜。

CU240B-2 和 CU240E-2：

适用于普通机械制造领域的各种应用，例如输送带、混料机和挤出机。

CU240E

CU240E控制单元作为基本的控制单元用于一些普通的应用场合。在性能上，它具备了基本的输入输出，包括6个数字量输入，3个继电器输出，2路模拟量输入，2路模拟量输出。并带有集成的RS485/USS串行通讯口。

CU240S

CU240S控制单元集成有RS485/USS通讯接口，配置有9个数字量输入口，3个数字量输出口，2路模拟量输入，2路模拟量输出。可以连接1台编码器。

CU240S DP

CU240S DP控制单元集成有PROFIBUS DP通讯接口，配置有9个数字量输入口，3个数字量输出口，2路模拟量输入，2路模拟量输出，可以连接1台编码器。

CU240S PN

CU240S PN控制单元集成有PROFINET通讯接口，配置有9个数字量输入口，3个数字量输出口，2路模拟量输入，2路模拟量输出，可以连接1台编码器。

CU240S PN-F

CU240S PN-F安全型控制单元集成有PN通讯接口，还带有集成的安全保护功能，配置有6个数字量输入口，2路安全型数字量输入，3个数字量输出口，2路模拟量输入，2路模拟量输出，可以连接1台编码器。

CU240S DP-F

CU240S DP-F配置有DP通讯接口，还带有集成的安全保护功能，配置有6个数字量输入口，2路安全型数字量输入，3个数字量输出口，2路模拟量输入，2路模拟量输出，可以连接1台编码器。

CU250S控制单元具有编码器接口和基本定位功能。其中CU250S-2：适用于对转速控制有高要求的独立驱动（例如：挤出机和离心机）以及定位任务（例如：输送带和升/ 降机）。此外，也可实现无直流耦合的多电机驱动，例如：拉丝机及简易物料输送带。

CU240控制单元外观

● 功率模块（PM）

控制单元可以以几种不同的方式对功率模块和所接的电机进行控制和监控。它支持与本地或中央控制的通信并且支持通过监控设备和输入/输出端子的直接控制。功率模块支持的电机的功率范围为 0.37kW 至 250kW。功率模块由控制单元里的微处理器进行控制。高性能的 IGBT 电机电压脉宽调制技术和可选择的脉冲频率的采用，使得电机运行极为灵活可靠。多方面的保护功能可以为电机提供更高一级的保护。

SINAMICS G120 有以下可选的功率模块作为变频器基本单元：

PM230功率模块：

PM230 电源模块 – 0.37 kW 至 75 kW (0.5 hp至 100 hp)，防护等级 IP20。针对具备平方特性曲线的泵、风机和压缩机。未集成制动斩波器（单象限应用）。

PM240 功率模块

PM240 功率模块是按照不进行再生能量回馈设计的，它的特点是都带有内置的制动斩波器。制动中产生的再生能量通过外接的制动电阻转化为热能进行消耗。

PM250 功率模块

PM250 功率模块采用了一种创新的电路设计，它可以与电源之间进行能量交换。这种创新的电路也就允许再生的能量回馈到电网，达到节能的目的。

PM260 功率模块

PM260 功率模块同样采用了一种创新的电路设计，它可以将回馈的再生能量回馈给电网，因此可以节省能量。PM260功率模块同时还集成了LC滤波器，它限制了变频器运行过程中容性的充放电电流和电压升高的速度。

此外，还提供了许多可选的附件，例如:

● 基本操作面板 (BOP)，可用于参数化、诊断、控制和参数拷贝

● A 和B级进线滤波器

● 进线电抗器

● 制动电阻

● 输出电抗器