控制特性监测功能可监测闭合回路的控制块的控制质量并发送相关信号。果控制性能下降，则可对控制器适时进行优化或实施特定的维护措施。

SIMATIC PCS 7系统集成的I&C 库也具有较高质量的回路控制功能，凭借该功能，则可执行成本效益高的*过程控制（Advanced Process Control ）应用程序。多变量控制、预测控制或超驰控制因此，可有效提高小型和中型设备的收益、产品质量、安全和环境保护特性。

当前数据和历史数据是所有优化操作的基础。通过 Process Historian，可以安全直观地对数据进行实时存储和分析。可极其快速地调用Process Historian 数据库中管理的过程值、消息和批量数据。通过信息服务器，可支持此类历史数据的满足用户需求的处理和可视化过程，信息服务器是一个基于Microsoft Reporting Services的报告系统。

应用

典型应用

泵送、通风和压缩

其它优点


离心泵
径向/轴流风机
压缩机
发生电源故障后自动重启和快速重启，可用性极高
通过监视负载转矩进行断带检测
针对气蚀为泵提供保护
针对堵塞的泵提供了水锤起动和堵塞清理模式
过程值的 PID 控制器（例如，温度、压力、液位、流量）
执行 PID 自动调谐以优化控制器参数
休眠模式可在需求量低时停止电机
电机分级控制可通过另外增加两个固定转速变频器（级联）来扩展流量范围
结霜和冷凝防护措施可防止电机内部在极端环境条件下聚积水分
移动

其它优点


皮带输送机
辊式输送机
链式输送机
脚踏轧机
斗式输送机
柔和而平稳的加速可降低减速机、轴承、转鼓和辊轮上承受的应力
针对需要较高起步转矩的输送机皮带执行超转矩起动
通过使用制动电阻器或直流制动获得动态性能
直接控制机械式抱闸
通过监视负载转矩进行断带检测
通过快速停止功能进行精确制动（关闭定位），与控制周期无关
加工

其它优点


过程工业中的单传动装置
例如，研磨机、混合机、捏合机、粉碎机、机械压力机、搅拌机、离心机
商业 设备中的单机传动装置，如厨房烤箱、混合机、清洗机
带有机械耦合轴的机器中的主传动装置
例如，用于纺织品、绳索和金属丝的环锭纺纱机、编织机
结霜和冷凝防护措施可防止电机内部在极端环境条件下聚积水分
由于具有“保持运行模式”，可实现不间断生产，提高生产率
通过直流回路交换再生能量
针对需要较高起步转矩的机器执行超转矩起动



设计


SINAMICS V20 选件

选件

1

SINAMICS V20 BOP

功能与集成式 BOP（精简型操作员面板）相同，但可用于远程安装。可通过转动滚轮来更改值和设定值。
用于分体式安装，防护等级为 IP54，外壳保护级别为 UL Type 1。

2

BOP 接口

变频器和 BOP 之间的连接
RJ45 接口与标准 LAN 电缆兼容。

3

BOP 电缆

供货范围内不包括该电缆。
可以使用带标准 RJ45 接头的任何标准 LAN 电缆。

4

参数加载器

可将多 100 个含有参数设置的参数组从存储卡写入变频器或从变频器保存到存储卡，无需将变频器与进线电源相连。

5

SINAMICS SD 卡

存储卡，512 MB
（可使用容量为 32 GB 的标准 SD 卡）

6

电源滤波器

EMC 性能得到改善
可针对机座号 FSA 使用更长的电机电缆
7

电源电抗器

谐波电流降低
功率因数提高
建议在输入电流（RMS 值）大于变频器额定电流的情况下使用
8

制动模块

减速斜坡时间缩短
适用于 230 V 1 AC 和 400 V 3 AC
负载持续率可在 5% 至 范围内调整
FSD 和 FSE 设计有一个集成式制动装置
9

制动电阻器

以热量形式耗散再生能量
默认设置为 5% 负载持续率
10

输出电抗器

更长的电机电缆：

400 V 3 AC 屏蔽和无屏蔽电缆：
150 m，FSA 到 FSD
200 m（屏蔽）/300 m（非屏蔽），用于 FSE
230 V 1 AC 屏蔽和无屏蔽电缆：200 m
11

屏蔽连接套件

屏蔽连接
电缆夹
12

标准熔断器

建议使用符合 IEC/UL 标准的熔断器

13

断路器

建议使用符合 IEC/UL 标准的断路器




功能

功能特性

注释

连接宏和应用宏

设置参数组以简化调试

通过连接宏进行连接
通过应用宏实现具体应用
保持运行模式

通过单一参数设置获得用于保持电机运行的模式 - 启用 VDC max 控制器、运动缓冲、故障后重启、快速重启，禁用警告等

ECO 模式

经济模式 - 搜索效的工作点

休眠模式

在不执行任何操作时，变频器自动关闭；需要执行操作时，再次自动启动。

PID 控制器

具有自动调谐功能的集成 PID 控制器

运动缓冲（Vdcmin 控制器）

通过能量再生保持低直流电压以保持运行

Vdcmax 控制器

自动改变斜坡下降时间/减速时间

Imax 控制器

自动改变斜坡上升时间以避免产生过流

自动重启

电源在故障之后恢复时，重启变频器自动重启。 自动确认所有故障，再次接通变频器。

快速重启

允许变频器切换至旋转中的电机。

能耗监视

对照使用与电源相连的电机的情况，显示所节约的电能与成本的简单估算值

50/60 Hz 定制

方便地选择 50 Hz（欧洲、中国）/60 Hz（美国）运行方式

V/f 和 V2/f

V/f 控制对需要改变感应电机转速的几乎所有应用都非常适合。 V2/f 适用于离心式风机/泵。

FCC

保持电机磁通电流以获得更*率

可编程的 V/f 坐标

可任意调整 V/f 特性，如同步电机的转矩性能

JOG

移动电机以测试方向，或将负载移动到特定位置。 如果 BOP 切换到点动 (JOG) 模式，则按 BOPO 的启动按钮会将电机运转至点动 (JOG) 频率。 松开启动按钮会将电机停止。

直流制动

将在恒速下运转且需要较长时间才能减速停止的电机停止（例如，离心机、电锯、磨床和传送带）。

机械式抱闸控制

电机抱闸可防止电机在变频器已关闭之后意外转动。 变频器具有用于控制电机抱闸的内部逻辑。

USS

通用串行接口协议

Modbus RTU

Modbus RTU 通信可通过 RS485 连接实现

超转矩模式

将大转矩提升功能用于起动高转动惯量的应用

水锤起动模式

起动时通过多个转矩脉冲来起动难于起动或“卡住”的负载

堵塞清理模式

通过多次反转功能来清理堵塞的泵

内置和外置 BOP 上具有基于参数的简易菜单

可方便地进行选择以显示值、编辑参数、执行变频器设置

通过简单的文本菜单进行设置

在 7 段 LED 显示屏上，以简短文本形式显示参数值。

电机频率显示刻度

用户可针对特殊应用设置显示刻度，例如，不显示 Hz，而是显示与特定应用相关的值，如每分钟加仑数、每分钟土豆数等。

定制参数默认值

客户或 OEM 可以设置自己的*“不可擦除”默认值（可在特殊模式下擦除）

逆变器的故障状态

记录故障信息（含运行数据）

错误代码
驱动设*
驱动状态
直流母线电压
输出电流
输出电压
已更改参数的列表

本参数表仅列出启动该过滤器后被用户更改过的参数。

皮带故障检测

检测负载转矩以避免电机的机械连接故障、过载、堵转或空载运行。

缺相检测

检测是否缺相并提供相应保护

气蚀保护

防止气蚀对泵造成破坏

冷凝保护

自动向电机施加直流电流以防止冷凝

防冻保护

自动转动电机，以防止在温度下降至或低于冰点时液体发生冻结。

电机级组

自动控制和分级控制多台电机

双斜坡

对于某些应用，可以切换斜坡

可编程的固定频率设定值

可以定义 16 个固定频率，并可通过数字量输入或通信对频率进行切换。

变频器数据集 (DDS)

有 3 个电机与负载参数组。用户可以切换参数组以适合相应的电机与应用。

命令数据集 (CDS)

有 3 个设定值与命令参数组。 用户可以切换参数组以适合相应控制系统。

灵活的提升控制

提高输出电压以补充电阻损耗，或提高输出转矩。

可跳过的频率带宽

可以定义 1 到 4 个频率以避免机械共振的影响并抑制可调跳变频率带宽内的频率。

2 线制/3 线制控制

由于具有丰富的设置选项，在必须将变频器集成到现有应用的情况下，可对装置或系统一侧的现有控制方法进行模拟。




集成


SINAMICS V20 接线图


技术规范



SINAMICS V20

功率范围

230 V 1 AC：0.12 ~ 3.0 kW (0.16 ~ 4 hp)
400 V 3 AC：0.37 - 30.0 kW (0.5 - 40 hp)

功率因数 cos φ

≥ 0.95

功率因数 λ

0.72

电源电压

230 V 1 AC：200 V ~ 240 V 1 AC (-10 % ~ +10 %)1)
400 V 3 AC：380 V ~ 480 V 3 AC (-15 % ~ +10 %)

输出电压

输入电压的 100 %

线路频率

50 Hz/60 Hz

电网类型

TN, TT, TT 接地线路
IT 用于：
230 V 1 AC 无滤波设备，框架型号 FSAA/FSAB
400 V 3 AC 无滤波设备
过载能力


高达 15 kW
重载 (HO):
150 % IH 60 s, 循环时间 300 s。

自 18.5 kW 起
低过载 (LO)：
110 % IL 60 s，循环时间 300 s

高过载 (HO)：
110 % IH 60 s，循环时间 300 s

输出频率

0 ~ 550 Hz，分辨率：0.01 Hz

脉冲频率

2 ~ 16 kHz

效率

98 %

可编程的固定频率设定值

16

模拟量输入

AI1：双极电流/电压模式
AI2：单极电流/电压模式
可用作数字量输入

分辨率
12 位

模拟量输出

AO1 电流输出
0 ~ 20 mA

数字量输入

DI1 ~ DI4：光隔离
PNP/NPN，可通过端子进行选择

输入电流
15 mA

数字量输出

DO1：晶体管输出
DO2：继电器输出
250 VAC 0.5 A，阻性负载
30 VDC 0.5 A,阻性负载

集成接口


类型
RS485

协议
USS、Modbus RTU

扩展接口

BOP 接口模块，参数装载器

控制模式

V/f 线性/平方/多点
?

V/f 带磁通电流控制 (FCC)
?

功能

易于使用

自动重启

?

参数整体复制

?

变频器数据集 (DDS)

? (3)

命令数据集 (CDS)

? (3)

JOG

?

预组态的连接宏和应用宏

?

内置和外置 BOP 上具有基于参数的简易菜单

?

通过简单的文本菜单进行设置

?

USS

?

Modbus RTU

?

电机频率显示刻度

?

定制参数默认值

?

能耗监视

?

集成 MPPT（功率点跟踪器）控制器

?

已更改参数的列表

?

变频器故障状态

?

应用举例

保持运行模式

?

快速重启

?

PID 控制器

?

运动缓冲（Vdcmin 控制器）

?

可跳过的频率带宽

4

制动功能



直流制动
?

复合制动
?

能耗制动
?

2 线制/3线制控制

?

机械式抱闸控制

?

超转矩模式

?

水锤起动模式

?

堵塞清理模式

?

休眠模式

?

电机级组

?

双斜坡

?

摆动功能

?

BICO 功能

?

滑动补偿

?

保护

直流回路电压控制

?

皮带故障检测

?

缺相检测

?

气蚀保护

?

冷凝保护

?

防冻保护

?

控制

ECO 模式

?

Vdcmax 控制器

?

Imax 控制器

?

可编程的 V/f 坐标

?

灵活的提升控制

?

50/60 Hz 定制

?



1) 单相设备也可连接到三相 230 V 供电系统的两相。下面提供了详细信息：
http://support.industry.siemens.com/cs/document/109476260



一般技术数据

防护等级

IP20

安装

FSB、FSC、FSD 和 FSE 可墙壁挂装、并排安装、推入式安装

环境温度


运行
-10 - 40 °C (14 ... 104 °F) 无降额
40 - 60 °C (104 ... 140 °F) 有降额

贮存
-40 ... +70 °C (-40 ... +158 °F)

相对湿度

95 %（无凝露）

冷却


FSAA、FSAB、FSA 高达 0.75 kW
对流冷却

FSA、FSB、FSC、FSD、FSE
使用带风扇的散热器对功率电子电路进行冷却

安装海拔高度

海拔高度 4000 m
1000 ~ 4000 m：输出电流降额
2000 ~ 4000 m：输入电压降额

电机电缆长度


无屏蔽电缆

FSAA 至 FSD
50 m

FSE
100 m

屏蔽电缆

FSA
对于带有 Category C3 集成进线滤波器的变频器，10 m；
为了在使用 FSA 时也可使用 25 m 电机屏蔽电缆，必须使用带有外部进线滤波器的无滤波变频器。

FSAA 至 FSD
25 m

FSE
50 m

通过使用额外的输出电抗器，可采用更长的电机电缆

230 V 1 AC
屏蔽电缆和无屏蔽电缆：200 m

400 V 3 AC
屏蔽电缆和无屏蔽电缆：150 m，对于 FSA 到 FSD
屏蔽电缆：200 m，对于 FSE
无屏蔽电缆：对于 300 m FSE

振动载荷


运输
5 ~ 9 Hz：3.5 mm 偏转
9 至 200 Hz：1 g 振动
振动等级：2M3 运输

运行
运行区域 IIa
10 ~ 58 Hz：0.075 mm 偏转
58 ~ 200 Hz：1 g 振动

冲击载荷


运行
运行区域 II
峰值加速度：5 g
冲击过程中：30 ms

取决于机座号 FS 的尺寸

FSAA
不带风扇

FSAB
不带风扇

FSA
不带风扇

FSA
带 1 个风扇

FSB
带 1 个风扇

FSC
带 1 个风扇

FSD
带 2 个风扇

FSE
带 2 个风机

宽 mm (in)
68 (2.68)

68 (2.68)

90 (3.54)

90 (3.54)

140 (5.52)

184 (7.24)

240 (9.45)

245 (9.65)

高 mm (in)
142 (5.59)

142 (5.59)

150 (5.91)

166 (6.54)

160 (6.3)

182 (7.17)

206.5 (8.13)

264.5 (10.41)

深 mm (in)
107.8 (4.24)

127.8 (5.03)

145.5 (5.73)

145.5 (5.73)

164.5 (6.48)

169 (6.65)

172.5 (6.79)

209 (8.23)

重量，约

FSAA
不带风扇

FSAB
不带风扇

FSA
不带风扇

FSA
带 1 个风扇

FSB
带 1 个风扇

FSC
带 1 个风扇

FSD
带 2 个风扇

FSE
带 2 个风机

230 V 1 AC

不带集成输入滤波器
0.6 kg

0.8 kg

–

–

1.6 kg

2.5 kg

–

–

带有类别为 C1 的集成网侧滤波器
0.7 kg

0.9 kg

–

–

–

–

–

–

带有类别为 C2 的集成网侧滤波器
–

–

–

–

1.8 kg

2.8 kg

–

–

400 V 3 AC

不带集成输入滤波器
–

–

0.9 kg

1.0 kg

1.6 kg

2.4 kg

3.9 kg

6.4 kg

带有类别为 C3 的集成网侧滤波器
–

–

1.0 kg

1.1 kg

1.8 kg

2.6 kg

4.3 kg

7.0 kg

小安装间隙


顶部
100 mm (3.94 in)

底部
100 mm
85 mm 对于风扇冷却型 FSA

侧面
0 mm (0 in)

符合标准

cULus、CE、RCM、KC

环境等级

污染等级：3S2
气体等级：3C2（SO2，H2S）
气候等级：3K3

CE 标识，符合

欧洲低压设备指令 (EN 61800?5?1 /EN 60204-1) 和欧洲电磁兼容性指令 (EN 61800?3)

UL 认证，符合

UL508C

EMC 标准、发射辐射和干扰电压（传导辐射）


EN 61800-3 类别 C1， 一类环境（住宅、商用）。
230 V 1 AC，带集成进线滤波器的 FSAA 和 FSAB，或带外部进线滤波器的非滤波器型，屏蔽电缆 ≤ 5 m

EN 61800-3 类别 C2， 一类环境（住宅、商用）。
230 V 1 AC，带集成进线滤波器的 FSB 和 FSC，屏蔽电缆 ≤ 25 m
400 V 3AC，不带集成进线滤波器，带外部进线滤波器，
屏蔽电缆 FSA *) 到 FSE ≤ 25 m
EN 61800-3 类别 C3，二类环境（工业）
400 V 3 AC，带集成滤波器，
屏蔽电缆 FSA ≤ 10 m， FSB 到 FSD ≤ 25 m，FSE ≤ 50 m
注

EMC 产品标准 EN 61800?3 未直接涉及变频器，而是涉及 PDS（电气转动系统），除包括变频器外，还包括整个电路以及电机和电缆。变频器本身通常无需按照电磁兼容性指令进行标记。



*) 为了在使用 FSA 时也能使用 25 m 电机屏蔽电缆，必须使用带外部网侧滤波器的无滤波变频器。


尺寸图


SINAMICS 20，机座号 FSAA 至 FSE

外形尺寸，单位[mm]


宽


高


深


W1

W2

H1
带风扇时的高度

H2

H3
不带风扇时的高度

D

机座号


FSAA

58 (2.28)

68 (2.68)

–

132 (5.20)

142 (5.59)

107.8 (4.24)

FSAB

58 (2.28)

68 (2.68)

–

132 (5.20)

142 (5.59)

127.8 (5.03)

FSA

79 (3.11)

90 (3.54)

166 (6.54)

140 (5.51)

150 (5.91)

145.5 (5.73)

FSB

127 (5.00)

140 (5.51)

160 (6.30)

135 (5.31)

–

164.5 (6.48)

FSC

170 (6.69)

184 (7.24)

182 (7.17)

140 (5.51)

–

169 (6.65)

FSD

223 (8.78)

240 (9.45)

206.5 (8.13)

166 (6.54)

–

172.5 (6.79)

FSE

228 (8.98)

245 (9.65)

264.5 (10.41)

206 (8.11)

–

209 (8.23)