框架規(guī)格為 FSA、FSB 和 FSC 的 SINAMICS G120 示例，每個(gè)變頻器帶有電源、控制單元和基本操作員面板
框架規(guī)格為 FSD、FSE 和 FSF 的 SINAMICS G120 示例，每個(gè)變頻器帶有電源、控制單元和基本操作員面板
SINAMICS G120 示例，機(jī)架規(guī)格 FSGX，帶電源模塊
模塊性
SINAMICS G120 是一種由各種功能單元組成的模塊化變頻器系統(tǒng)。主要單元為
在幾種可選的不同控制模式下，控制單元負(fù)責(zé)對(duì)電源模塊和所連接的電機(jī)進(jìn)行控制和監(jiān)視。它可與局部或中央控制器和監(jiān)視設(shè)備進(jìn)行通訊。
電源模塊向電機(jī)供電的功率范圍 0.37 kW ～ 250 kW（0.5 hp ～ 400 hp）。通過(guò)控制單元中的微處理器控制功率模塊。采用脈寬調(diào)制的先進(jìn) IGBT 技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)高度可靠和靈活的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。全面保護(hù)功能為電源模塊和電機(jī)提供高級(jí)別保護(hù)。
此外，還可提供大量的附加組件，如：
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用于進(jìn)行參數(shù)化、診斷、控制和復(fù)制驅(qū)動(dòng)參數(shù)的智能操作員面板(IOP)
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基本操作面板（BOP），用于參數(shù)化、診斷、
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控制和復(fù)制驅(qū)動(dòng)器參數(shù)
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A 級(jí)和 B 級(jí)線路濾波器
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線路電抗器
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制動(dòng)電阻器
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正弦波濾波器
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輸出電抗器
安全集成
SINAMICS G120 標(biāo)準(zhǔn)變頻器為安全相關(guān)應(yīng)用提供了多種不同型號(hào)。所有電源模塊都已針對(duì)安全集成 (Safety Integrated) 進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)結(jié)合帶有適當(dāng)故障安全型控制單元的功率模塊可以創(chuàng)建安全集成驅(qū)動(dòng)器。
SINAMICS G120 故障安全型變頻器提供四種安全功能，通過(guò) EN 954-1 標(biāo)準(zhǔn) 3 類和 IEC 61508 標(biāo)準(zhǔn) SIL 2 認(rèn)證：
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安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉 (STO)，防止驅(qū)動(dòng)器主動(dòng)運(yùn)動(dòng)
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安全停止 1 (SS1) 功能用于連續(xù)監(jiān)視一個(gè)安全制動(dòng)斜坡
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安全限制轉(zhuǎn)速 (SLS) 功能用于防止超過(guò)某個(gè)轉(zhuǎn)速限值的危險(xiǎn)移動(dòng)
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安全制動(dòng)控制 (SBC)，用于驅(qū)動(dòng)斷電狀態(tài)下仍處于活動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)制動(dòng)器，例如，電機(jī)止動(dòng)閘
功能“安全停止 1”和“安全限制轉(zhuǎn)速”都無(wú)需使用電機(jī)傳感器或編碼器來(lái)執(zhí)行，執(zhí)行成本非常低。尤其現(xiàn)有系統(tǒng)也可通過(guò)安全技術(shù)來(lái)更新，不需要更改電機(jī)或機(jī)械系統(tǒng)。
“安全限速”和“安全停止 1”功能不能在使用起重裝置和絞車的情況下穿設(shè)負(fù)載。
更多信息請(qǐng)參閱“安全集成”一節(jié)中“要點(diǎn)”部分。
有效的饋電技術(shù)
PM260 電源模塊通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，連接到標(biāo)準(zhǔn)變頻器、且于發(fā)電機(jī)模式下工作的電機(jī)所產(chǎn)生的能量可反饋到電源系統(tǒng)。由于不需要制動(dòng)電阻、制動(dòng)斬波器和電源電抗器等組件，因此可以避免控制柜的額外冷卻和額外空間要求。另外，大大降低了接線和工程與組態(tài)成本。同時(shí)，還可以大量節(jié)省能耗和運(yùn)行成本。
更多信息請(qǐng)參閱“高效橫進(jìn)技術(shù)”一節(jié)中的“要點(diǎn)”部分。
革新的冷卻方法電子模塊的表面漆層
創(chuàng)新的冷卻概念和鍍層電子模塊大大提高了設(shè)備的工作壽命和使用時(shí)間。這些特性基于以下原則：
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使用外部散熱片極大地降低了功耗
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電子模塊不位于空氣管道內(nèi)
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針對(duì)控制單元采取標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)流冷卻
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來(lái)自風(fēng)扇的所有空氣的都流經(jīng)散熱器
STARTER調(diào)試工具
STARTER 調(diào)試工具簡(jiǎn)化了 SINAMICS G120 變頻器的調(diào)試和維護(hù)。通過(guò)相關(guān)驅(qū)動(dòng)解決方案的操作指導(dǎo)說(shuō)明以及全面、用戶友好的功能，可快速、輕松地調(diào)試設(shè)備。
SINAMICS G120 標(biāo)準(zhǔn)變頻器是用于標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)器的模塊化變頻器。每臺(tái) SINAMICS G120 由功率模塊和控制單元這兩個(gè)操作單元組成。每個(gè)控制單元均可與每個(gè)電源模塊組合使用。
模塊選型指南
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1st
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選擇一個(gè)合適的控制單元（與所需的通訊、硬件與軟件版本以及安全功能有關(guān)）
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2nd
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選擇一個(gè)合適的電源模塊（與所需的功率和技術(shù)有關(guān)）
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3rd
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選擇可選的和附加的組件。還可提供大量用于擴(kuò)展系統(tǒng)的組件（例如，線路側(cè)功率組件、直流鏈路組件、負(fù)載側(cè)功率組件和輔助系統(tǒng)組件）。但是，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于每個(gè)電源模塊來(lái)說(shuō)，并不是所有組件都是所必須的（例如：制動(dòng)電阻就不是 PM250 和 PM260 電源模塊所需要的。。特定組件的技術(shù)規(guī)格表提供了精確數(shù)據(jù)。
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控制裝置
控制單元執(zhí)行變頻器的閉環(huán)控制功能。除閉環(huán)控制外，還具有一些附加功能，可針對(duì)特定應(yīng)用以參數(shù)化的形式進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。
兩個(gè)控制單元系列可用于 SINAMICS G120，對(duì)應(yīng)于它們的軟件包（CU230 和 CU240）。每個(gè)控制單元包含一個(gè)規(guī)定的 I/O 數(shù)量結(jié)構(gòu)、一個(gè)專門的現(xiàn)場(chǎng)總線接口以及可能的附加安全功能。以下控制單元和附件可用于標(biāo)準(zhǔn) SINAMICS G120 變頻器：
CU230 控制單元
CU230P-2 控制單元專門針對(duì)泵、風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)應(yīng)用而設(shè)計(jì)？墒褂靡韵氯N類型：
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CU230P-2 HVAC
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CU230P-2 DP
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CU230P-2 CAN
CU240 控制器
幾種控制單元可分為不同型號(hào)：
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CU240E
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CU240S
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CU240S DP
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CU240S DP-F
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CU240S PN
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CU240S PN-F
功率模塊
SINAMICS G120 標(biāo)準(zhǔn)變頻器可使用下列功率模塊：
PM240 功率模塊
PM240 電源模塊（0.37 kW ～ 250 kW/0.5 hp ～ 400 hp）具有一個(gè)集成制動(dòng)斬波器（對(duì)于機(jī)架規(guī)格 FSGX，外部），是專門針對(duì)沒有能量再生能力的驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)的。通過(guò)外部連接的制動(dòng)電阻器將制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的發(fā)電機(jī)電能轉(zhuǎn)換為熱量。
PM250 電源模塊
PM250 電源模塊（7.5 kW ～ 90 kW/10 hp ～ 125 hp）采用了一種創(chuàng)新的電路設(shè)計(jì)，可使電源換相能量再生返回到電源中。這種創(chuàng)新的電路設(shè)計(jì)允許將發(fā)電機(jī)電能反饋回電源，因而節(jié)能。
PM260 電源模塊
PM260 電源模塊（11 kW ～ 55 kW/15 hp ～ 75 hp）也采用了一種創(chuàng)新的電路設(shè)計(jì)，可使電源換相能量再生返回到電源中。這種創(chuàng)新的電路設(shè)計(jì)允許將發(fā)電機(jī)電能反饋回電源，因而節(jié)能。PM260 功率模塊同時(shí)還配備內(nèi)置的正弦波濾波器，該濾波器可限制與變頻器運(yùn)行相關(guān)的電壓和電容充電/放電電流的上升速率。
輸入側(cè)功率部件
SINAMICS G120 標(biāo)準(zhǔn)變頻器可提供以下的線路側(cè)電源組件：
電源濾波器
通過(guò)使用一個(gè)附加電源濾波器，電源模塊可達(dá)到更高的無(wú)線電干擾等級(jí)。
線路電抗器（僅 PM240 功率模塊）
線路電抗器降低了由諧波引起的系統(tǒng)擾動(dòng)。這尤其適用于弱電的情況（電源短路功率 uK > 1 %）。
建議使用的線路組件
建議使用如保險(xiǎn)絲、斷路器等其他線路側(cè)組件（線路側(cè)組件的規(guī)格必須符合 IEC 標(biāo)準(zhǔn)）。更多關(guān)于所列熔斷器和斷路器的信息，可參見產(chǎn)品目錄 LV 1 和 LV 1 T。
直流鏈路組件
SINAMICS G120 標(biāo)準(zhǔn)變頻器可使用下列直流鏈路組件：
制動(dòng)模塊（僅用于 PM240 電源模塊，F(xiàn)SGX 機(jī)架規(guī)格）
需要使用一個(gè)制動(dòng)模塊和匹配的外部制動(dòng)電阻，以便在發(fā)生電源故障時(shí)（例如緊急回位或緊急停止類別 1），將配有 FSGX 機(jī)架規(guī)格 PM240 電源模塊的驅(qū)動(dòng)器置于可控停止?fàn)顟B(tài)，或在發(fā)電機(jī)短暫運(yùn)行期間限制直流鏈路電壓。制動(dòng)模塊包括功率電子器件及其相應(yīng)的控制電路。
制動(dòng)電阻器（僅 PM240 功率模塊）
直流鏈路中的多余能量通過(guò)制動(dòng)電阻耗散掉。制動(dòng)電阻器專為與 PM240 功率模塊一起使用而設(shè)計(jì)。它們配備集成的制動(dòng)斬波器（電子開關(guān)）。對(duì)于 FSGX 機(jī)架規(guī)格，提供有一個(gè)可選的插入式制動(dòng)模塊。
負(fù)載側(cè)功率部件
SINAMICS G120 標(biāo)準(zhǔn)變頻器可提供以下的負(fù)載側(cè)電源組件：這意味著，在與輸出電抗器或正弦波濾波器一起操作時(shí)，可使用更長(zhǎng)的屏蔽電機(jī)電纜，并且可延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命：
輸出電抗器（僅用于 PM240 和 PM250 功率模塊）
輸出電抗器降低電機(jī)繞組上的電壓加載。同時(shí)，在使用較長(zhǎng)的電機(jī)電纜時(shí)，降低對(duì)功率單元施加附加負(fù)載的電容充電/放電電流。
正弦波濾波器（不適用于 PM260 電源模塊）
正弦波濾波器可限制變頻器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電壓和電容充/放電電流的上升率。不需要輸出電抗器。
是否提供電源與直流鏈路組件，取決于所用的電源模塊。
以下電源側(cè)電源組件、直流鏈路組件和負(fù)載側(cè)電源組件（可選），均針對(duì)適當(dāng)?shù)碾娫茨K機(jī)架規(guī)格提供：
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機(jī)座號(hào)
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FSA
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FSB
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FSC
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FSD
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FSE
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FSF
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FSGX
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PM240 功率模塊，帶有集成的制動(dòng)斬波器
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不帶集成制動(dòng)斬波器
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可用機(jī)座號(hào)
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?
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?
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?
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?
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?
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?
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?
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輸入側(cè)功率部件
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A 類線路濾波器
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U
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F
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F
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F
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F
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F/S 3)
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S 3)
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B 類線路濾波器
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U
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U
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U
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–
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–
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–
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–
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電源電抗器
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U
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U
|
U
|
U
|
U
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S
|
S
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直流鏈路組件
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制動(dòng)電阻器
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U
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U
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S
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S
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S
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S
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S
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制動(dòng)模塊
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–
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–
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–
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–
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–
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–
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I（選件）
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負(fù)載側(cè)功率部件
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輸出電抗器
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U
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U
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U
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S
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S
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S
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S
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正弦波濾波器
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U
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U
|
U
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S
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S
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S
|
S
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PM250 電源模塊，具有電源換相能量再生功能
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可用機(jī)座號(hào)
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–
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–
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?
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?
|
?
|
?
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–
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輸入側(cè)功率部件
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A 類線路濾波器
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–
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–
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I
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F
|
F
|
F
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–
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B 類線路濾波器
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–
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–
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U
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–
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–
|
–
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–
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電源電抗器 1)
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–
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–
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– 1)
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– 1)
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– 1)
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– 1)
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–
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直流鏈路組件
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制動(dòng)電阻器 2)
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–
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–
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– 2)
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– 2)
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– 2)
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– 2)
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–
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負(fù)載側(cè)功率部件
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輸出電阻
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–
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–
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U
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S
|
S
|
S
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–
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正弦波濾波器
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–
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–
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U
|
S
|
S
|
S
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–
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PM260 電源模塊，具有電源換相能量再生功能，帶集成正弦波濾波器
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可用機(jī)座號(hào)
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–
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–
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–
|
?
|
–
|
?
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–
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輸入側(cè)功率部件
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A 類線路濾波器
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–
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–
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–
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F
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–
|
F
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–
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B 類線路濾波器
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–
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–
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–
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–
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–
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–
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–
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電源電抗器 1)
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–
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–
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–
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– 1)
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–
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– 1)
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–
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直流鏈路組件
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制動(dòng)電阻器 2)
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–
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–
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–
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– 2)
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–
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– 2)
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–
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負(fù)載側(cè)功率部件
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輸出電阻
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–
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–
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–
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–
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–
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–
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–
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正弦波濾波器
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–
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–
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–
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I
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–
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I
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–
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U = 基礎(chǔ)組件
S = 橫向支架
I = 集成
– = 不可用
F = 電源模塊，帶和不帶 A 類集成濾波器
1) 不需要電源電抗器，且電源電抗器絕不可與
PM250 或 PM260 電源模塊一起使用。
2) 電源換相能量再生功能可與 PM250
或 PM260 電源模塊一起使用。不可連接制動(dòng)電阻
不需要
3) PM240 FSF 電源模塊，110 kW (150 hp) 及更高，
僅在不帶A 類集成濾波器時(shí)提供 FSGX。改為提供一種可選的側(cè)裝
A 類電源濾波器。
設(shè)計(jì)的總體介紹
變頻器包含一個(gè)電源模塊 (PM) 和控制單元 (CU) 及位于位置 1 和 2 的兩個(gè)基本組件（側(cè)視圖）
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可以最多兩個(gè)基本組件再加上變頻器。
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電源濾波器必須直接安裝在變頻器下面（位置 1）。
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橫向安裝時(shí)，線路側(cè)部件必須安裝在變頻器的左側(cè)，負(fù)載側(cè)部件安裝在右側(cè)。
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由于散熱問(wèn)題，制動(dòng)電阻必須直接安裝在控制柜壁上。
建議使用的變頻器、可選電源和直流鏈路部件的安裝組合
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