西门子G120XA变频器安装手册6SL3220-1YD10-0UB0西门子

屏蔽连接件仅适用于控制单元，功率模块的屏蔽连接件可作为选件订购。

安装控制连接的屏蔽连接件， 安装控制连接的屏蔽连接件，FSD ... FSG

按如下所示放置屏蔽连接件。起吊变频器至控制柜

必须按照提供的尺寸图将变频器安装在电气柜内。安装变频器 FSH 和 FSJ 要求的小电柜尺

寸如下：

• 对于 FSH：800 mm（宽） × 2000 mm （高） × 600 mm （深）

• 对于 FSJ：1000 mm（宽） × 2000 mm （高） × 600 mm （深）

安装变频器之前，请先移除电气柜的侧板、背板以及顶部盖板，并在柜体框架上至少安装两

块支撑板。

安装

3.2 安装变频器

SINAMICS G120XA 变频器

58 操作说明, 07/2020, FW V1.03, A5E44751205F AE

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将变频器安装到电气柜中后，应再次将侧板、背板和顶部盖板安装到柜体框架上。

3.2.5 安装可选组件

根据具体的应用场景，变频器可能需要使用可选组件。有关可选组件的详细信息，请参见章节

“可选组件 (页 32)”。

安装

3.2 安装变频器

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安装

3.2 安装变频器

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接线 4

4.1 电源和电机

4.1.1 机器或设备的电磁兼容安装

变频器设计用于高电平磁场的工业环境中。

只有采用电磁兼容安装才能确保运行的可靠与稳定。

为此，请对控制柜与机器或设备进行电磁兼容区域划分：

图 4-1 机器或设备的电磁兼容区域示例

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操作说明, 07/2020, FW V1.03, A5E44751205F AE 61

控制柜内

• A 区：电源端子

• B 区：功率电子元器件

B 区中的设备生成磁场

• C 区：控制系统和传感技术

C 区中的设备自身不会生成磁场，但其功能受磁场的影响。

控制柜外

• D 区：电机

D 区中的设备生成磁场

4.1.1.1 控制柜

• 将设备安装在控制柜中的不同区域内。

• 通过以下其中一种措施对区域进行电磁去耦：

– 安全间距 ≥ 25 cm

– 独立金属外壳

– 大面积隔板

• 将不同区域的电缆敷设在分开的电缆束或电缆通道中。

• 在区域的接口处使用滤波器或隔离放大器。

控制柜结构

• 通过以下其中一种方法将柜门、侧壁、顶部盖板和底板与控制柜框架连接在一起。

– 保证每个电气接触点的接触面积至少达到几平方厘米

– 多个螺钉连接件

– 扁平短铜带，铜带的截面起码达到 95 mm² / 000 (3/0) (‑2) AWG

• 所有引出到控制柜外部的屏蔽电缆都必须连接屏蔽板。

• 接地母排和屏蔽板必须大面积搭接控制柜框架。

• 将控制柜组件安装在无涂层金属安装板上。

• 安装板应大面积地搭接控制柜框架及接地母排和屏蔽板。

• 对于经过喷漆或氧化处理的表面，可通过以下一种方法使螺钉和表面形成电气连接：

– 使用一种特殊的齿形接触垫片穿过该表面。

– 直接去除接触位置上的绝缘表面。多个控制柜时的措施

• 为所有控制柜安装等电位连接。

• 使用齿形垫片对各个控制柜框架进行多点、大面积搭接，使其相互旋紧固定，以实现良

好的电气接触。

• 如果一排机柜过长而需要分成两组背对背放置，那么两条接地母排必须固定在一起，固

定点越多越好。电缆

在变频器上连接高干扰电平和低干扰电平的电缆：

• 高干扰电平的电缆：

– 电源滤波器和变频器之间的电缆

– 电机电缆

– 变频器直流母线接口上的电缆

• 低干扰电平的电缆：

– 电源与电源滤波器之间的电缆

– 信号和数据电缆

控制柜内的布线方式

• 高干扰电平电缆与低干扰电平电缆之间的小布线间距不得小于 25 厘米。

如果无法确保 25 厘米的小间距，则应在高干扰电平电缆与低干扰电平电缆之间安装隔

板。将隔板与安装板连接在一起。

• 高干扰电平电缆与低干扰电平电缆只允许直角交叉。

• 所有电缆应尽可能短。

• 所有电缆都应敷设在安装板或控制柜框架附近。

• 信号电缆、数据电缆以及配套的等电位连接电缆应始终平行布线且相互之间应保持尽可

能小的间距。

• 使用非屏蔽单芯电缆时，引出电缆和引入电缆应绞合在一起。

也可平行、相互贴近地布线或直接绞合在一起。

• 信号电缆和数据电缆的备用芯线应两端接地。

• 所有信号电缆和数据电缆尽量只从一个位置引入控制柜，比如从底部引入。

• 请使用屏蔽电缆：

– 变频器与电源滤波器之间的电缆

– 变频器与输出电抗器之间的电缆

接线

4.1 电源和电机

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图 4-3 控制柜内部和外部的变频器布线

控制柜外部的布线

• 高干扰电平电缆与低干扰电平电缆之间的小布线间距为 25 厘米。

• 请使用屏蔽电缆：

– 变频器的电机电缆

– 信号和数据电缆

• 通过导电 PG 电缆固定头将电机电缆屏蔽层与电机外壳连接在一起。

图 4-2 控制柜上和负载机械上需要实施的接地措施和高频等电位连接措

过压保护线路

• 过压保护线路须连接以下组件：

– 接触器线圈

– 继电器

– 电磁阀

– 电机抱闸

• 将过压保护线路直接连接在线圈上。

• 在交流线圈上连接 RC 元件或压敏电阻，在直流线圈上连接续流二极管或压敏电阻。

接线

4.1 电源和电机

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4.1.2 允许的电网系统

图 4-5 TN 系统

TN 系统通过电缆将 PE 保护线连接到已安装的设备或系统上。

通常，在一个 TN 系统中中性点是接地的。TN 系统根据接地导线的不同分为多种类型，例如

L1 接地。

TN 系统可将中性线 N 和保护线 PE 连接在一起或者分开。

在 在 TN 系统上运行变频器 系统上运行变频器

表格 4-1 在 TN 系统上运行的变频器

变频器 带中性点接地的电网系统

外形尺寸 A B C D E F G H J在变频器运行时，会有很高的漏电流流经保护接地线。因此变频器的保护接地线不得中断，

以便在变频器运行时提供安全接触防护。

为保障安全接触防护，保护接地线的横截面需要满足一定要求。

在该方面，保护接地线的长度无需满足任何要求。但考虑到电磁兼容安装，保护接地线应尽

量短。

✓ 1) 拆除接地螺钉后允许运行

拆除接地螺钉后，变频器不再满足 C3 类的要求。

- 不允许运行

○ 无可用变频器

有关拆除变频器上接地连接的详细信息：

电源连接线的保护接地线

② 变频器电源连接线的保护接地线

③ PE 和机柜之间的保护接地线

④ 电机连接线的保护接地线

保护接地线 ① … ④ 的小横截面取决于电源或电机连接线的横截面大小：

• 电源或电机连接线 ≤ 16 mm 2

⇒ 保护接地线的横截面 = 电源或电机连接线的横截面

• 16 mm² < 电源或电机连接线 ≤ 35 mm 2

⇒ 保护接地线的小横截面 = 16 mm 2

• 电源或电机连接线 > 35 mm 2

⇒ 保护接地线的小横截面 = ½ 电源或电机连接线的横截面根据 IEC 60204-1，保护接地线 ① 还需满足以下要求：

• 固定端子上的保护接地线至少必须满足以下条件之一：

– 整条保护线在布线时都应避免机械损伤。

在控制柜或封闭的设备机壳内布线，足以避免机械损伤。

– 多芯电缆中单根芯线的横截面为 2.5 mm²（铜线）。

– 单芯电缆中单根芯线的横截面为 10 mm²（铜线）。

– 保护接地线由 2 根相同横截面的单根芯线构成。

• 通过工业插头连接器连接多芯电缆时，按照 EN 60309 的规定，保护接地线的横截面

小为 2.5 mm²（铜线）。

• 遵守运行现场高放电电流时保护接地线的当地规定。许的大电机电缆长度

概述

变频器所使用的电机电缆越长，则电机电缆中的线路电容就越高。线路电容会导致变频器运

行时产生附加电流，从而给变频器带来额外的负载。

因此对每一台变频器都规定了允许的大电机电缆长度。

变频器和电机之间的选件，例如，输出电抗器，可补偿部分线路电容。使用某些选件后可接

入更长的电机电缆。

如需满足 EMC 要求，则在选择电机电缆时须遵循更多限制条件，以控制传导干扰发射。

说明

符合 符合 EN 61800‑3 的 EMC 类别 类别

为满足特定 EMC 类别的要求，必须使用屏蔽电机电缆并且安装时要符合 EMC 规定。连接变频器， 连接变频器，FSD ... FSG

在将变频器连接至电源和电机前，必须先拆除接口盖板。

• 对于 FSD/FSE，按下图所示拆除连接盖板：

1

2

图 4-10 拆除接口盖板，FSD/FSE

• 对于 FSF/FSG，拆除盖板上的两个螺钉并将其拆下。此外，需要在连接盖板上开口进行电

源和功率电缆的连接。请使用斜口钳或细齿锯。

1 2 3

图 4-11 拆除连接盖板并开口，FSF/FSG

为了在连接电缆后重新确保变频器的接触安全，必须再次装上接口盖板。连接变频器， 连接变频器，FSH/FSJ

在连接电源和电机端子前，从前盖拧下螺钉（FSH：四个螺钉；FSJ：六个螺钉），并将盖板

向前取下。参见以下移除变频器 FSH 盖板的示例：

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该图显示电源和电机端子、直流端子以及端子排 X9 的布局。

图 4-13 连接电源和电机

接线

4.1 电源和电机

SINAMICS G120XA 变频器

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说明

对于变频器 FSH/FSJ，DCP 和 DCN 端子仅用于连接带 VPL 的 dv/dt 滤波器。

有关端子排 X9 连接的详细信息，请参见“端子排 X9 （仅 FSH/FSJ） (页 118)”章节。

对于变频器 FSH，在连接电源和电机电缆前，必须在电缆进出线保护盖板上根据电缆直径规

格开孔。

为了在连接变频器后重新确保变频器的接触安全，必须再次装上接口盖板（螺钉紧固扭矩：连接电缆屏蔽层（仅适用于 连接电缆屏蔽层（仅适用于 FSA ... FSG） ）

为使接线符合 EMC 规定，必须将电缆屏蔽层连接至变频器的屏蔽板。

以下接口使用屏蔽电缆：

• 通讯电缆

• 控制电缆

• 电机电缆

连接电缆屏蔽前，需除去电缆绝缘层。

连接电缆屏蔽， 连接电缆屏蔽，FSA ... FSC变频器上的电机的星形或三角形接线

概述

使用 400 V/230 V 电源时，额定功率 3 kW 以下的标准异步电机通常采用星形或三角形接线

(Y/Δ)。使用 400 V 电源时，可以星形或三角形接线在变频器上运行电机。

功能说明

以星形接线运行电机

在星形接线中，电机可在 0 … 额定频率 f N 范

围内通过额定扭矩 M N 负载运行。

额定频率 f N = 50 Hz 下，额定电压 U N = 400 V。

超出额定频率时，电机进入弱磁。在弱磁状态

下，电机输出的有效扭矩与电机频率成反比。

可用功率在弱磁中保持恒定。

在三角形接线中通过 在三角形接线中通过 87 Hz 特性曲线运行电机 特性曲线运行电机

在三角形接线中，电机以超出其额定值

的电压和频率运行。为此，电机的功率

增益系数提升了约 √3 ≈ 1.73。

在 f = 0 … 87 Hz 范围内，电机可通过其

额定扭矩 M N 负载运行。

f = √3 × 50 Hz ≈ 87 Hz 时，电压 U =

400 V。

超出 87 Hz 时，电机进入弱磁。

以 87 Hz 特性曲线运行时，电机的功率增益升高有以下缺点：