VARIATEUR DE FRÉQUENCE SINAMICS G120C
SIEMENSLe variateur compact SINAMICS G120C offre une combinaison
équilibrée de fonctionnalités pour une vaste gamme d’applications.
Il s’agit d’un variateur compact, robuste et convivial qui
peut être équipé en option d’une unité de commande simple ou
d’une unité de commande confortable.
SINAMICS G120C convient spécialement aux exigences des
intégrateurs système, OEM et distributeurs assurant une productivité
élevée et des performances sur mesure.
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- Présentation du produit
- Avantages
- Composants côté réseau
- Composants du circuit intermédiaire
- Composants de puissance côté sortie
- Composants système complémentaires
- Pièces de rechange
Le variateur Siemens SINAMICS G120C est un variateur compact pour indice de protection IP20 pour montage en armoire. Il réunit les unités fonctionnelles
Control Unit (CU) et Power Module (PM) dans un seul appareil.
La forme compacte et la grande densité de puissance permettent le montage à faible encombrement dans des coffrets de commande et armoires. Le variateur compact SINAMICS G120C peut être monté directement juxtaposé, sans déclassement, jusqu’à 40 °C.
L’intégration du SINAMICS G120C dans les applications les plus diverses peut être effectuée soit via les entrées TOR et analogiques intégrées, soit via l’interface de bus de terrain intégrée (disponible dans les variantes USS, Modbus RTU, PROFIBUS, PROFINET, EtherNet/IP). Les variantes de produit avec interface PROFIBUS ou PROFINET intégrée, en particulier, permettent l’intégration complète dans la famille Siemens TIA et l’utilisation des avantages de la famille de produits TIA homogène. Le réglage d’usine des SINAMICS G120C permet l’utilisation immédiate sans paramétrage sur les systèmes de bus de terrain PROFIBUS ou PROFINET.
La mise en service, utilisation et diagnostic sans fil avec un appareil mobile ou un ordinateur portable est possible grâce à un serveur web SINAMICS G120 Smart Access en option, pour une utilisation et un accès aisé au variateur, même lorsque celui-ci est installé dans des zones difficiles d’accès.
En outre, SINAMICS G120C comporte en standard la fonction Safety STO (Safe Torque Off) pour l’arrêt contrôlé sûr d’un entraînement.
Ainsi les constructeurs peuvent répondre de façon simple et avec un effort minimal aux exigences des directive machines actuelles.
SINAMICS G120C à été conçu pour la régulation de moteurs asynchrones dans une plage de puissances de 0,37 kW jusqu’à 132 kW (0,5 hp jusqu’à 200 hp). Le fonctionnement fiable et efficient du moteur est obtenu par l’utilisation de la dernière technologie IGBT en combinaison avec une régulation vectorielle perfectionnée. De plus, des fonctions de protection très complètes intégrées dans SINAMICS G120C assurent une protection maximale du variateur et du moteur.
• Structure compacte
• La taille FSAA permet un montage simple sur rail DIN
• Montage accolé
• Grande densité de puissance, volume réduit
• Montage simple dans des volumes réduits
• Encombrement minimal
• Utilisation dans des armoires de taille réduite, à proximité des
machines
• Jeu de paramètres optimisé
• Procédure de mise en service optimisée
• Notice de service
• Utilisation possible des pupitres opérateur BOP-2 ou IOP-2
• Connexion USB intégrée
• Paramétrage par logiciel simple et rapide
• Utilisation conviviale pendant la mise en service et le
fonctionnement normal
• Effort de formation minimisé, utilisation du savoir-faire
SINAMICS déjà acquis
• Maintenance aisée et simple
• Bornes enfichables
• Fonction de clonage par BOP-2, IOP-2 ou carte mémoire
• Compteur des heures de fonctionnement pour « entraînement
marche » et « moteur marche »
• Installation mécanique rapide
• Mise en service en série intuitive
• Partie intégrante de Totally Integrated Automation
• Régulation vectorielle sans codeur, à haut rendement
énergétique
• Réduction de flux automatique avec U/f ECO
• Calculateur d’économie d’énergie intégré
• Safety Integrated (STO)
• Variantes de communication avec PROFINET / EtherNet/IP,
PROFIBUS DP, CANopen, USS/Modbus RTU
• Mise en service, utilisation et diagnostic sans fil avec un
appareil mobile ou un ordinateur portable grâce au
SINAMICS G120 Smart Access en option
• Modules vernis
• Fonctionnement jusqu’à une température ambiante de 60 °C
Filtre réseau
SINAMICS G120C peut être commandé avec ou sans filtre réseau classe A intégré. Un filtre réseau classe B externe peut être utilisé en option pour une classification dans une classe d’antiparasitage supérieure.
Inductances réseau
Les inductances réseau lissent le courant absorbé par le variateur et réduisent ainsi les constituantes harmoniques dans le courant réseau. La réduction des harmoniques de courant décharge thermiquement les composants de puissance dans le redresseur ainsi que les condensateurs de circuit intermédiaire et réduit les répercussions réseau. L’utilisation d’une inductance réseau prolonge la durée de vie du variateur. Les tailles FSD à FSF intègrent une inductance du circuit intermédiaire rendant par là même une inductance réseau superflue.
Composants de protection recommandés contre les surintensités côté réseau
Pour le fonctionnement des variateurs, la mise en place de dispositifs de protection contre les surintensités est obligatoire. Le tableau de la section « Dispositifs de protection contre les surintensités côté réseau » regroupe des recommandations selon CEI et UL en fonction de la région d’application.
Résistances de freinage
La résistance de freinage sert à dissiper l’énergie excédentaire du circuit intermédiaire. Les résistances de freinage sont prévues pour être utilisées avec SINAMICS G120C. Ce dernier dispose d’un hacheur de freinage intégré (commutateur électronique).
Pour raccorder une résistance de freinage raccordable en option conformément aux règles de CEM, commander le kit de connexion du blindage correspondant pour les tailles FSD à FSF.
Inductances de sortie
Les inductances de sortie réduisent la vitesse de croissance de la tension (du/dt) et la hauteur des pointes de courant et permettent le raccordement de câbles moteur plus longs.
Filtres sinus (pour les tailles FSAA) Les filtres sinus limitent aussi bien la vitesse de croissance de la tension (du/dt) que les crêtes de tension au niveau de l’enroulement du moteur. Tout comme une inductance de sortie, ils permettent le raccordement de câbles moteur de grande longueur.
Un filtre sinus 6SE6400-3TD00-4AD0 pouvant être monté en semelle est disponible pour les variateurs SINAMICS G120C de taille FSAA de 0,55 kW à 2,2 kW. Pour 2,2 kW, le filtre sinus pouvant être monté en semelle peut être exploité uniquement pour le fonctionnement du variateur avec puissance assignée de 1,5 kW sur une base High Overload (HO).
Intelligent Operator Panel IOP-2
Pupitre opérateur graphique convivial et performant pour la mise en service et le diagnostic ainsi que pour les fonctions locales de contrôle-commande de SINAMICS G120C.
Basic Operator Panel BOP-2
Ecran à 2 lignes pour la mise en service et le diagnostic de l’entraînement.
Permet également le pilotage local de l’entraînement.
Carte mémoire
La carte mémoire SINAMICS SD Card permet l’enregistrement du paramétrage d’un variateur. Lors d’une intervention de maintenance exigeant, par exemple, le remplacement du variateur, l’installation est immédiatement prête à fonctionner après enfichage de la carte mémoire dans le nouveau variateur. Le support de carte mémoire correspondant est intégré dans le variateur.
SINAMICS G120 Smart Access
La mise en service, utilisation et diagnostic sans fil avec un appareil mobile ou un ordinateur portable est possible grâce à un serveur web SINAMICS G120 Smart Access en option, pour une utilisation et un accès aisé au variateur, même lorsque celui-ci est installé dans des zones difficiles d’accès.
Kit de connexion PC-variateur-2
Pour la commande et la mise en service directes d’un variateur à partir d’un PC sur lequel est installé l’outil logiciel de mise en service STARTER ou SINAMICS Startdrive.
Kits de connexion de blindage
Pour les tailles FSAA à FSC, un kit de connexion du blindage est inclus dans la fourniture.
Pour les tailles FSD à FSF, la livraison inclut un jeu de tôles de blindage pour les câbles moteur et de signaux, correspondant à la taille du variateur. Pour raccorder une résistance de freinage raccordable en option conformément aux règles de CEM, commander le kit de connexion du blindage correspondant pour les tailles FSD à FSF.
Kits de connexion de blindage
Les tailles FSAA à FSC sont fournis avec un kit de connexion du blindage. Ces kits de connexion du blindage peuvent également être commandés comme pièces de rechange.
Pour les tailles FSD à FSF, la livraison inclut un jeu de tôles de blindage pour les câbles moteur et de signaux, correspondant à la taille du variateur. Pour raccorder une résistance de freinage raccordable en option conformément aux règles de CEM, commander le kit de connexion du blindage correspondant pour les tailles FSD à FSF.
Kit de pièces de rechange
Le kit est constitué de quatre jeux de bornes E/S, d’une borne RS485, de deux portes pour la Control Unit (1 × PN et 1 × autres variantes de communication) et d’une plaque d’obturation.
Jeu de connecteurs
Il est possible de commander un jeu des connecteurs pour le câble d’alimentation réseau, la résistance de freinage et le câble moteur, correspondant à la taille du SINAMICS G120C.
Ventilateur de toit
Il est possible de commander un ventilateur de toit (face supérieure de l’appareil). Il comprend une unité prémontée avec support et ventilateur correspondant à la taille du
SINAMICS G120C.
Unité de ventilation
Il est possible de commander un ventilateur de rechange (face arrière de l’appareil ; radiateur). Il comprend une unité prémontée avec support et ventilateur correspondant à la taille du SINAMICS G120C.
- Caractéristiques techniques
- Interfaces d'E/S
- Outils logiciels
- Exemple de câblage
- Procédés de commande/régulation
- Fonctions logicielles
- Electronique de puissance
- Communication
Caractéristiques techniques générales
Caractéristiques mécaniques
Tenue aux vibrations
• Transport selon EN 60721-3-2 1) Classe 1M2
• Service selon EN 60721-3-3 Classe 3M1
Tenue aux chocs
• Transport selon EN 60721-3-2 1) Classe 1M2
• Service selon EN 60721-3-3 Classe 3M2
Indice de protection IP20/UL open type
Position de montage autorisée Montage mural vertical
Conditions ambiantes
Classe de protection
selon EN 61800-5-1
Classe III (TBTP1)
Protection contre les contacts directs
selon EN 61800-5-1
Classe I (avec conducteur de protection)
Humidité de l’air max. 95 % à 40 °C (104 °F), sans condensation ni givrage
Température ambiante
• Stockage 1) selon EN 60068-2-1 -40 … +70 °C (-40 … +158 °F)
• Transport 1) selon EN 60068-2-1 -40 … +70 °C (-40 … +158 °F)
• Service selon EN 60068-2-2
– Tailles FSAA à FSC -10 … +40 °C (14 … 104 °F) sans déclassement
– Tailles FSD à FSF -20 … +40 °C (-4 … +104 °F) sans déclassement
– Toutes les tailles >40 … 50 °C (104 … 122 °F) voir Caractéristiques de déclassement
– Toutes les tailles avec pupitre opérateur 0 … 50 °C (32 … 122 °F) voir Caractéristiques de déclassement
Classe d’environnement service
• Substances chimiquement actives Classe 3C2 selon EN 60721-3-3
• Polluants organiques/biologiques Classe 3B1 selon EN 60721-3-3
• Degré de pollution 2 selon EN 61800
Normes
Conformité aux normes 2) CE, UL, cUL, RCM, SEMI F47, RoHS, EAC
Certification de sécurité Fonction : Safe Torque OFF (STO)
• Selon CEI 61508 SIL 2
• Selon ISO 13849-1 PL d et catégorie 3
Marquage CE, selon Directive CEM 2014/30/UE
Directive basse tension 2014/35/UE
Directive CEM selon EN 61800-3
Immunité aux perturbations Les variateurs compacts SINAMICS G120C sont testés conformément aux exigences d’immunité aux perturbations pour les différents environnements selon la catégorie C3.
Emission de perturbations
• Tailles FSAA à FSF sans filtre réseau intégré
• Tailles FSAA à FSC avec filtre réseau intégré classe A
Respect des limites selon la catégorie C3
Respect des limites pour les perturbations conduites et les émissions de perturbations induites par les champs radioélectriques selon la catégorie C2
• Tailles FSAA à FSC
sans filtre réseau intégré
avec filtre réseau classe B en option
Respect des limites pour les perturbations conduites selon la catégorie C1 et les émissions de perturbations
induites par les champs radioélectriques selon la catégorie C2
• Tailles FSD à FSF avec filtre réseau intégré classe A
Respect des limites selon la catégorie C3 et C2 4)
Remarque :
La norme de produit CEM EN 61800-3 ne se réfère pas directement à un variateur de fréquence, mais à un entraînement de puissance PDS (Power Drive System) comprenant non seulement le variateur, mais aussi tout l’appareillage, le moteur ainsi que le câblage. De manière générale, selon la directive CEM, il n’existe pas d’obligation de certification pour les variateurs de fréquence seuls.
Section du câble de signalisation 0,15 … 1,5 mm2 (28 … 16 AWG)
Entrées TOR – standard 6 entrées avec séparation galvanique à isolation optique ;
potentiel de référence libre (propre groupe de potentiel)
Logique NPN/PNP sélectionnable par câblage
• Niveau de commutation : 0 → 1 11 V
• Niveau de commutation : 1 → 0 5 V
Entrées TOR de sécurité 1
Lors de l’utilisation des entrées TOR standard (DI4+DI5)
Fonction Safety : Safe Torque OFF (STO)
Sorties TOR 1 relais inverseur
30 V CC, 0,5 A (charge résistive)
1 transistor
30 V CC, 0,5 A (charge résistive)
Entrées analogiques 1 entrée analogique
Entrée différentielle
Commutable par commutateur DIP entre tension (-10 … +10 V) et courant (0/4 … 20 mA)
Résolution 10 bits
Utilisable en tant qu’entrée TOR supplémentaire
Les entrées analogiques sont protégées couvrant une plage de ±30 V et disposent d’une tension mode commun dans une plage de ±15 V
• Seuil de commutation : 0 → 1 4 V
• Seuil de commutation : 1 → 0 1,6 V
Sorties analogiques 1 sortie analogique
Sortie à potentiel référencé
Commutable par paramétrage entre tension (0 … 10 V) et courant (0/4 … 20 mA)
Mode tension : 10 V, charge min. 10 kΩ
Mode courant : 20 mA, charge max. 500 Ω
Les sorties analogiques disposent d’une protection contre les courts-circuits
Interface CTP/KTY 1 entrée de sonde de température du moteur. Sondes raccordables CTP, Pt1000, KTY et bilame, précision ±5 °C
Alimentation de la Control Unit intégrée
24 V CC par le Power Module ou par le raccordement d’une alimentation 20,4 … 28,8 V CC externe
Courant d’entrée typique : 500 mA sous 24 V CC
Carte mémoire En option SINAMICS SD Card
Unités de commande En option Basic Operator Panel BOP-2 ou Intelligent Operator Panel IOP-2 ou SINAMICS G120 Smart Access
Interface PC USB.
U/f linéaire/quadratique/paramétrable
U/f avec FCC (régulation du courant d’excitation)
U/f ECO linéaire/quadratique
Régulation vectorielle, sans codeur
Spécification de valeurs de consigne
Fréquences fixes 16, paramétrables JOG
Potentiomètre motorisé numérique (MOP)
Lissage de rampe
Générateur de rampe étendu (avec lissage de rampe Off3)
Compensation du glissement
Connexion de signaux avec la technologie FCOM
Blocs fonctionnels libres (FFB) pour opérations logiques et arithmétiques
Jeux de paramètres d’entraînement commutables (DDS)
Jeux de paramètres de commande commutables (CDS)
Reprise au vol
Redémarrage automatique après une coupure réseau ou un défaut de fonctionnement (RedAut)
Régulateur technologique (PID interne)
Compteur de consommation d’énergie
Calculateur d’économie d’énergie
Protection thermique du moteur (I2t, sonde : CTP, Pt1000, KTY et bilame)
Protection thermique du variateur
Identification du moteur
Frein à l’arrêt du moteur
Rampe automatique (régulateur Vdc_max)
Maintien cinétique (régulateur Vdc_min)
Fonctions de freinage
• Freinage par injection de courant continu
• Freinage combiné
• Freinage dynamique avec hacheur de freinage intégré
Caractéristiques techniques générales de l’électronique de puissance
Tension d’emploi assignée 3ph. 380 … 480 V +10 % -20 %
Exigences envers le réseau
Rapport de puissance de court-circuit RSC aucune restriction
Fréquence d’entrée 47 … 63 Hz
Fréquence de sortie
• Type de régulation U/f 0 … 550 Hz
• Type de régulation vectorielle 0 … 240 Hz
Fréquence de découpage 4 kHz, 2 kHz pour les variateurs avec une puissance assignée ≥75 kW
Fréquences de découpage plus élevées jusqu’à 16 kHz voir Données de déclassement
Facteur de puissance λ
• Tailles FSAA à FSC 0,7 … 0,85
• Tailles FSD à FSF > 0,9
Facteur de déphasage cos ϕ ≥ 0,95
Tension de sortie max.
en % de la tension d’entrée 95 %
Capacité de surcharge
• Surcharge faible (low overload LO)
Remarque :
aucune réduction du courant de charge de base en cas de surcharge faible IL
1,5 × courant de charge de base IL (c’est-à-dire 150 % surcharge) pendant 3 s plus
1,1 × courant de charge de base IL (c’est-à-dire 110 % surcharge) pendant 57 s pour un temps de cycle de 300 s
• Surcharge élevée (high overload HO)
Remarque :
aucune réduction du courant de charge de base en cas de surcharge élevée IH
2 × courant de charge de base IH (c’est-à-dire 200 % surcharge) pendant 3 s plus
1,5 × courant de charge de base IH (c’est-à-dire 150 % surcharge) pendant 57 s pour un temps de cycle de 300 s
Refroidissement Refroidissement par air via ventilateur intégré
Altitude d’implantation Jusqu’à 1 000 m d’altitude sans déclassement,
> 1 000m voir Caractéristiques de déclassement
Courant assigné de court-circuit SCCR, max.
(Short Circuit Current Rating) 1) selon UL
100 kA la valeur dépend des fusibles et disjoncteurs utilisés.
Fonctions de protection
• Sous-tension
• Surtension
• Surcharge
• Défaut à la terre
• Court-circuit
• Protection contre le décrochage
• Protection contre le calage du moteur
• Surchauffe du moteur
• Surchauffe du variateur
- Variante USS, Modbus RTU suivant la référence du variateur.
- Variante PROFIBUS DP suivant la référence du variateur.
- Variante PROFINET, EtherNet/IP suivant la référence du variateur.
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