SINAMICS G120XA，框架尺寸 FSA 至 FSJ，带 IOP-2 智能操作面板

易于操作处理、可靠性极高且具有出色的效率和较高数字化程度 – 西门子通过 SINAMICS G120XA 变频器系列提供了符合这些趋势的解决方案。SINAMICS G120XA 是一种用户友好的创新变频器系列，这些变频器针对基础设施领域中的应用（如水/污水应用）进行了专门开发，同时也适合楼宇自动化领域中的任务。在这一背景下，该变频器通过大量集成功能来为泵、风扇和压缩机等应用提供支持，针对目标领域将这些功能组合在一个装置当中。

SINAMICS G120XA 变频器系列用于驱动泵和风扇或具有低动态要求的类似无源负载。使用该变频器系列，再生能源既不能反馈到供电系统，也不能通过制动斩波器和制动电阻耗散。

SINAMICS G120XA 变频器是一种高效的一体化驱动解决方案，适合执行广泛的任务。借助于该系统经过优化的用户界面，可方便地完成操作：IOP‑2 智能型手持终端配有图形化彩色显示屏和可选 Web 服务器模块 SINAMICS G120 Smart Access（一种基于 WLAN 的 Web 服务器解决方案）。这样，SINAMICS G120XA 满足在调试阶段方便而快速地对装置进行设置的要求。而且，经验丰富的用户可以充分利用 SINAMICS 变频器的灵活性，根据具体要求来调整相关应用。

全集成运行 – 从订货到交货，这种方式也获得支持。例如，可在订货号中组态和显示变频器的主要功能特性。交付的货物包括组态好的成套装置，包括变频器和所选的操作员面板。

此外，SINAMICS G120XA 具有极其坚固和可靠的结构以及高达 250 kW 的集成直流环节电抗器。

该变频器系统适合数字化。由于全面集成在 SINAMICS CONNECT 300 系统中，可以采集来自最多 8 个变频器的数据并传送到 MindSphere 云解决方案。MindSphere 应用程序“Analyze MyDrives”可促进数据的分析，满足具体客户需要。这就简化了变频器状况的采集与分析。

而且，SINAMICS G120XA 变频器系列还提供了创新的硬件和软件功能，例如，控制含有 SIMOTICS 磁阻电机的同步磁阻驱动系统。通过这种方式，SINAMICS G120XA 变频器系列在节省能量方面做出了重大贡献，使我们能更认证地利用自然资源。

用户友好性高是 SINAMICS G120XA 的一个主要特性：

操作员面板配有彩色显示屏和丰富的诊断功能（IOP-2 智能型手持终端）

提供了两个不同设置选项：带图形化用户指南的标准启动和快速启动

在 Web 服务器模块 SINAMICS G120 Smart Access 中进行优化的泵和风扇设置

SINAMICS SD 卡用于存储参数设置、复制和现场调试

SINAMICS G120XA 总是根据所选的变频器性能而进行预设置。可方便地选择和设置以下功能：

启动阶段

启动阶段默认支持以下功能：

泵的去残留物模式用于对泵系统进行清洗，提高效率，降低磨损

管道灌注模式用于防止管道系统中产生压力冲击

两个加速斜坡用来缩短启动/停止时间

运转中的电机可执行快速重启以实现快速热启动

电源故障短暂停机之后自动重启

操作阶段

运行阶段默认支持以下功能：

连续运转模式可自动降低输出和脉冲频率

PID 控制器具有自主闭环控制模式，根据模拟量输入值执行动作

最多 16 个变速设定值作为固定频率

通过编码器进行速度监视（脉冲输入）

对最多 4 台泵执行多泵控制

针对堵塞、泄漏、干运转和气蚀提供保护

火灾响应模式用于发生紧急情况时的扩展操作

跳过频率功能用于跳过临界频率并避免振动

实时时钟用于切换设定值或控制脱扣器

停止阶段

停止阶段默认支持以下功能：

ON/OFF2 用于实现优化的制动斜坡

电机的冷凝保护

泵的结霜保护功能

设备文档中包含详细的功能说明和连接图。

提供了 SINAMICS G120XA 的示例应用，包括应用说明和设备设置。

提供了以下应用说明：

对压力和空气质量进行闭环控制的排气风扇

对冷却水温度进行闭环控制的冷却塔风扇

对空气质量和必要工作模式进行闭环控制的隧道/停车库风扇

对压力、温度、空气质量和流速进行闭环控制的供气风扇

对压力进行闭环控制的泵

对灌充液位进行闭环控制的泵

对温度进行闭环控制的冷却回路泵

对压力进行闭环控制的压缩机

对压力进行闭环控制的真空

SINAMICS G120XA 可提高整个过程链的效率，最大降低能耗。该变频器标配有集成硬件及软件功能。主要功能特性如下：

功率单元配有直流环节电抗器，由于具有高效的变频器拓扑，有功功率成分极高 – 对于相同的驱动功率，该变频器所需的进线电流低于类似变频器

由于具有闭环控制模式 U/f (ECO) 和无编码器矢量控制模式 (SLVC)，电机电流可根据当前负载状况自动调整，从而磁通降低，在部分负载状况下可实现高达 5 % 的节约

取决于过程设定值的休眠模式

高效率 η ≥ 98 %

通过默认设置和图形用户界面，无需变频器方面的专门知识，即可进行现场调试

独特功能：SINAMICS SD 存储卡用于参数预设置和变频器数据组的复制

数据备份便于设备更换

变频器的调试/诊断和控制

适用于框架型号 FSA 至 FSG 的本地控制任务的 PLC 功能灵活使用集成功能块→无需额外的外部组件

四个集成 PID 控制器分布式闭环控制用于实现独立于电机的过程控制，无需上层控制器 (PLC)

三个可自由编程的数字式定时开关控制可自由选择的每日和每周程序

带分开的电位组的隔离数字量输入

隔离模拟量输入

避免电位转移

EMC 兼容设计，无需附加组件，满足过程工业要求

直接连接推荐的可选 PTC、KTY 和 Pt1000 温度编码器

使用一个自由的模拟量输入和输出，连接和评估推荐的可选 Pt100 温度编码器

静态或脉冲信号 2/3 线制控制，可通过数字量输入进行通用控制

230 V AC 继电器

直接控制辅助装置，如电抗器或阀门执行器

X9 端子排，适合框架型号为 FSH 和 FSJ 的装置（315 kW 至 560 kW）

外部 24-V-DC 电源的输入

外部报警/故障输入

EMERGENCY OFF/EMERGENCY STOP 的输入

24 V DC 输出

主接触器的控制

反馈消息“DC link charged”（直流环节已充电）

环境温度

-20 °C 至 +60 °C:框架型号 FSA 至 FSG

0 °C 至 +50 °C:框架型号 FSH 和 FSJ

可卸下的操作员面板

防止非法访问

通过颜色来指示运行状态

适和恶劣环境条件的型号

符合 IEC 60721-3-3 的环境等级/有害化学物质等级 Class 3C2 的 PCB 漆层2002

SINAMICS G120XA 非常适合泵应用（离心泵、往复泵和旋转泵）、风扇应用（轴流和径流式风扇）和压缩机应用（冷却压缩机、空压机及气体压缩机）。它们可部署在水/污水领域、工业环境以及楼宇自动化领域中。

SINAMICS G120XA 非常适合以下应用：

加热和冷却系统的循环泵

增压站泵

液位控制

冷却塔中的风扇

进气和排气风扇

隧道和多层停车场风扇

楼梯井风扇

冷却装置压缩机

SINAMICS G120XA 变频器系列用于驱动泵和风扇或具有低动态要求的类似无源负载。使用该变频器系列，再生能源既不能反馈到供电系统，也不能通过制动斩波器和制动电阻耗散。

SINAMICS G120XA 适合在恶劣环境条件下使用：

防护等级 IP20，适合安装在控制柜内

环境温度

-20 °C 至 +60 °C:框架尺寸 FSA 至 FSG

0 °C 至 +50 °C:框架尺寸 FSH 和 FSJ

具有较高抗湿和抗粉尘性能的喷漆模块 (Class 3C2)

SINAMICS G120XA 是一个变频器系统，其包含一个功率输出模块和一个控制模块，带或不带操作员面板。

根据功率要求和具体应用，可对该变频器进行组态。采用脉宽调制的最新 IGBT 技术用于实现可靠和灵活的电机运行。全面的保护功能为变频器和电机提供较高程度的保护。

SINAMICS G120XA 变频器适合安装在控制柜内。

适合进线电压 380 V 至 440 V 3 AC 的进线滤波器的选型

不带集成进线滤波器，0.75 kW 至 132 kW

带集成 Category C3 进线滤波器，0.75 kW 至 560 kW

环境等级/有害化学物质 （符合标准 IEC 60721-3-3）；2002

Class 3C2

通信的选择

USS

Modbus RTU

BACnet MS/TP

操作员面板的选型操作员面板支持用户友好的现场调试、控制和诊断，并可用来预先设置和复制完整变频器数据组。

不带操作面板

BOP-2 基本操作员面板借助于菜单提示和 2 行显示屏，可对变频器进行简单调试。该显示屏可同时显示参数和参数值并进行参数过滤，从而无需使用打印出来的参数列表，就可对变频器进行基本调试。

IOP-2 智能型手持终端为初级人员以及变频器专家提供支持。彩色显示屏具有用户友好的菜单结构和向导，可用来非常方便地调试、诊断和现场控制标准变频器。

以下进线侧功率组件可用于 SINAMICS G120XA 变频器：

Category C3 进线滤波器，框架尺寸 FSA 至 FSF使用附加进线滤波器时，不带集成进线滤波器的变频器也能符合更高的无线电干扰等级。

进线谐波滤波器，用于框架尺寸 FSB 至 FSF，与不带集成进线滤波器的变频器一起使用使用进线谐波滤波器可大幅减少有害谐波。因此，可以实现通常为 10% 的 THD(I) 值。

进线电抗器，用于 315 kW 及更高功率以及 FSH 和 FSJ 框架尺寸的变频器进线电抗器对变频器耗用的电流滤波，从而降低进线电流中的谐波成分。通过降低谐波电流，整流器中的功率部件以及直流环节电容器上的热负载降低，电源的谐波作用也降低。使用进线电抗器，可提高变频器的使用寿命。框架尺寸为 FSA 至 FSG 的 SINAMICS G120X 标配有一个集成直流环节电抗器。因此，无需使用额外的进线电抗器。

本节包含有关附加进线侧组件（如西门子熔断器和断路器）的建议（须符合标准 IEC 标准来设计进线侧组件的规格）。

有关所列熔断器和断路器的其它信息，请参见产品目录LV 10，IC 10 和 IC 10 AO 以及 Industry Mall 中的产品。

为 SINAMICS G120XA 变频器提供了各种负载侧功率组件：这些功率组件允许使用更长的屏蔽电机电缆，可提高电机运行寿命：

输出电抗器，用于框架尺寸 FSD 至 FSJ输出电抗器可降低电压上升速率 (dv/dt) 以及电流峰值的高度，并且可以连接更长的电机电缆。

正弦波滤波器，用于框架尺寸 FSD 至 FSG正弦波滤波器可限制电压上升速率 (dv/dt) 以及电机绕组上的峰值电压。与输出电抗器类似，它们可连接更长的电机电缆。

dv/dt 滤波器加 VPL，适合框架尺寸 FSH 和 FSJdv/dt 滤波器加 VPL（电压峰值限制器）将电压上升速率 dv/dt 限制到 <500 V/μs，并将典型峰值限制到标准 IEC/TS 60034-17 中规定的限值曲线 A：2006.若使用 dv/dt 滤波器 + VPL，则带标准绝缘且不带绝缘轴承的标准型电机可用于变频器运行。

SINAMICS SD 存储卡

SINAMICS G120 Smart Access，可通过 Wi‑Fi 进行简单设置

SINAMICS CONNECT 300 用于将最多 8 个变频器连接到 MindSphere 云

接线适配器，用于框架尺寸 FSG，可实现节省空间的最佳接线

注：

交付范围中包括适用于框架尺寸 FSA 至 FSC 的屏蔽连接套件。对于框架尺寸为 FSD 至 FSG 的 SINAMICS G120XA 变频器，变频装置的屏蔽连接套件不包括在供货范围内，但可以作为选件订购。

FPI 板（可自由编程的接口板），用于框架尺寸 FSH 和 FSJ

PSB 板（电源板），用于框架尺寸 FSH 和 FSJ

电流互感器，用于框架尺寸 FSH 和 FSJ

控制单元的备件套件，适用于框架尺寸 FSA 至 FSJ

屏蔽连接套件，用于框架尺寸 FSD 至 FSG 的控制单元

屏蔽连接套件，用于框架尺寸 FSA 至 FSC 的变频装置

适合框架尺寸 FSD 至 FSG 的安装套件

端子盖套件，用于覆盖框架尺寸 FSD 至 FSG 的连接端子

风扇装置

外部，适合框架尺寸 FSA 至 FSJ

内部，适合框架尺寸 FSH 和 FSJ

SITOP 电源，适用于框架尺寸 FSH 和 FSJ

熔断器，用于框架尺寸 FSH 和 FSJ 的外部风扇单元

控制单元，用于框架尺寸 FSA 至 FSJ

已集成有与泵、风机和压缩机特定相关的功能，例如：

特定的固件功能（如去残留物或管道灌注模式）

自动重启发生电源故障或其它故障后，应用重启

快速重启在电机正在运转时连接变频器

磁通降低在 U/f 控制模式（ECO 模式）以及无编码器矢量控制模式下，根据当前负载状况自动调整电机电流

级联连接变频器根据负载状况连接和断开最多三态额外电机以提供大致恒定的输出功率（通过一个附加外部电路来实现）

休眠模式当相关的值降低到低于一个外部设定值或内部 PID 控制器设定值时，变频器启动或关断

实时时钟用于与时间相关的过程控制，例如，在夜间降低加热控制温度，并自动执行白天节能/标准时间切换

可自由编程的逻辑函数块，用于框架型号 FSA 至 FSG，用于仿真简单的 PLC 功能

四个集成 PID 控制器一个 PID 控制器用于根据压力、温度、流量、灌充液位、空气质量和其它过程变量来控制变频器转速；另外三个 PID 控制器配有可自由组态的输出，例如，用于控制阀门（加热、冷却）或风门

应急模式用于在发生火灾时提高驱动系统可用性的特殊变频器运行模式

旁路模式达到设定值或发生故障时，系统切换到电网供电运行（通过一个附加外部电路来实现）

可编程的定时开关

SINAMICS G120XA 接口

SINAMICS G120XA，接口概览

以下电子选型助手和组态工具可用于 SINAMICS G120XA 变频器：

通过 DT Configurator，可针对具体应用，组态最佳驱动技术产品，包括齿轮箱、电机、变频器和相关选件和组件，以及控制器、软件许可证和连接技术。

也可以在 Internet 上使用 DT Configurator，无需进行任何安装。可在西门子工业产品网上商城中找到 DT Configurator，

有关驱动技术产品选型工具 (DT Configurator) 的更多信息，请参见“工程工具”部分。

通过 Web 服务器实现高效调试、诊断和维护

借助于可选 SINAMICS G120 Smart Access，SINAMICS G120XA 变频器系统提供了一个用于高效调试、诊断和维护的 Web 服务器。该 Web 服务器可使便携式 PC、平板电脑和智能手机访问各种各样的新参数分配选项和变频器诊断功能选项。

有关经由 SINAMICS G120 Smart Access 提供的 SINAMICS G120XA 的 SINAMICS Web 服务器的更多信息，请参见“工程工具”部分。

脉冲频率

框架型号

额定功率 1)在 50 Hz 400 V 3 AC 下

额定输出电流 [A]（在 40 °C 环境温度下）

用于脉冲频率

kW

2 kHz

4 kHz

6 kHz

8 kHz

10 kHz

12 kHz

14 kHz

16 kHz

400 V

380 V

400 V

380 V

400 V

380 V

400 V

380 V

400 V

380 V

400 V

380 V

400 V

380 V

400 V

380 V

FSA

0.75

2.2

2.2

2.2

2.2

1.87

1.87

1.54

1.54

1.32

1.32

1.1

1.1

0.99

0.99

0.88

0.88

1.1

3.1

3.1

3.1

3.1

2.64

2.64

2.17

2.17

1.86

1.86

1.55

1.55

1.4

1.4

1.24

1.24

1.5

4.1

4.1

4.1

4.1

3.49

3.49

2.87

2.87

2.46

2.46

2.05

2.05

1.85

1.85

1.64

1.64

2.2

5.6

5.6

5.6

5.6

4.76

4.76

3.92

3.92

3.36

3.36

2.8

2.8

2.52

2.52

2.24

2.24

3

7.3

7.3

7.3

7.3

6.21

6.21

5.11

5.11

4.38

4.38

3.65

3.65

3.29

4.19

2.92

2.92

FSB

4

8.8

9.3

8.8

9.3

7.48

7.91

6.16

6.51

5.28

5.28

4.4

4.56

3.96

3.96

3.52

3.72

5.5

12.5

12.5

12.5

12.5

14.03

14.03

8.75

8.75

7.5

7.5

6.25

6.25

5.63

5.63

5

5

7.5

16.5

16.5

16.5

16.5

15.3

15.3

11.48

11.48

9.9

9.9

8.25

8.25

7.43

7.43

6.6

6.6

FSC

11

25

25

25

25

21.25

21.25

17.5

17.5

15

15

12.5

12.5

11.25

11.25

10

10

15

31

31

31

31

26.35

26.35

21.7

21.7

18.6

18.6

15.5

15.5

13.95

13.95

12.4

12.4

FSD

18.5

37

37.5

37

37.5

31.4

31.8

25.9

26.25

22.2

22.5

18.5

18.8

16.6

16.82

14.8

15

22

43

45

43

45

36.5

38.2

30.1

31.5

25.8

27

21.5

22.5

19.3

20.2

17.2

18

30

58

59

58

59

49.3

50.2

40.6

41.3

34.8

35.4

29

29.5

26.1

26.6

23.2

23.6

37

68

73.5

68

73.5

57.8

62.5

47.6

51.45

40.8

44.1

34

36.8

30.6

33.1

27.2

29.4

45

82.5

85

82.5

85

70.1

72.2

57.7

59.45

49.4

50.9

41.2

42.4

37.1

38.2

33

34

FSE

55

103

108

103

108

87.5

91.7

72.1

75.6

61.8

64.8

51.5

54

46.3

48.5

41.2

43.2

FSF

75

136

144

136

144

115.6

122.4

95.2

100.8

81.6

86.4

68

72

61.2

64.8

54.4

57.6

90

164

174

164

174

139.4

147.9

114.8

121.8

98.4

104.4

82

87

73.8

78.3

65.6

69.6

110

201

205

141

143.8

101

103

80.4

82

–

–

–

–

–

–

–

–

132

237

245

166

171.6

119

123

94.8

98

–

–

–

–

–

–

–

–

FSG

160

289

292

194

196

139

140.4

111

112.2

–

–

–

–

–

–

–

–

200

364

370

244

248

174

176.9

139

141.3

–

–

–

–

–

–

–

–

250

436

468

305

327.4

218

2

174

186.8

–

–

–

–

–

–

–

–

FSH 2)

315

583

605

466

483.6

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

355

644

670

515

535.8

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

400

722

750

578

600.4

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

FSJ 2)

450

803

840

642

671.6

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

500

882

925

705

739.4

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

560

992

1035

793

827.4

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

1) Rated power based on the rated output current Irated.The rated output current Irated is based on the duty cycle for low overload (LO).

2) 在出厂设置中，这些变频器从 4 kHz 脉冲频率启动，并在负载之下自动降低到所需的相关频率。随着负载的降低，脉冲频率自动增加到最高 4 kHz。 额定电流值适用于 2 kHz 脉冲频率，通过自动调整输出脉冲频率，随时会达到额定值。

黑体字显示的额定输出电流适用于标准脉冲频率。

环境温度

框架型号 FSA 至 FSG：

Permissible output current as a function of ambient temperature for frame sizes FSA to FSG at low overload (LO)

框架型号 FSH 和 FSJ：

Permissible output current as a function of ambient temperature for frame sizes FSH and FSJ at low overload (LO)

The operating temperature ranges of the Operator Panels should be taken into account.

安装海拔高度

框架型号 FSA 至 FSJ：

Permissible output current as a function of installation altitude at low overload (LO)

必须单独考虑所连接的电机、功率部件和组件。

与安装海拔高度相关的允许市电电源

安装海拔 2000 m (6562 ft) 以下时

该变频器可连接到每种供电系统

安装海拔高度介于 2000 m (6562 ft) 和 4000 m (13124 ft) 之间

仅可连接到带接地中性点的 TN 系统

不允许采用带接地导线的 TN 系统

也可以使用隔离变压器来提供带接地中性点的 TN 系统

无需降低相间电压

电源电压

框架型号 FSA 至 FSG：

Permissible output current and output power as a function of the input voltage for SINAMICS G120XA, frame sizes FSA to FSG, at low overload (LO)

框架型号 FSH 和 FSJ：

框架型号

额定功率 1)

Rated output current

Base load current 2)

Rated output current in %

at a line voltage of

kW

A

A

380 V

400 V

415 V

440 V

FSH

315

605

590

100 %

96.3 %

93.5 %

88.8 %

355

670

645

100 %

96.1 %

93.2 %

88.3 %

400

750

725

100 %

96.3 %

93.6 %

89 %

FSJ

450

840

820

100 %

95.6 %

92.3 %

86.8 %

500

925

895

100 %

95.3 %

91.7 %

85.8 %

560

1035

1015

100 %

95.8 %

92.7 %

87.5 %

1) 基于基本负载电流的额定功率。基本负载电流基于轻过载 (LO) 时的负载持续率。

2) 基本负载电流基于轻过载 (LO) 时的负载持续率。

SINAMICS G120XA 的原理尺寸图和钻孔形式

框架型号

外形尺寸

mm (inch)

钻孔尺寸

in mm (inch)

安装

冷却间隙 2)

in mm (inch)

a（宽度）

b（高）

c（深）1)

d

e

f

g

∅

带螺钉（加上垫圈和螺母）

顶部

底部

前面

FSA

73(2.87)

232(9.13)

209(8.23)

55(2.17)

221.5(8.72)

5.5(0.22)

9(0.35)

5(0.2)

4 × M4

80(3.15)

100(3.94)

0(0)

FSB

100(3.94)

275(10.83)

209(8.23)

80(3.15)

265(10.43)

7(0.28)

10(0.39)

5(0.2)

4 × M4

80(3.15)

100(3.94)

0(0)

FSC

140(5.51)

295(11.61)

209(8.23)

118(4.65)

283(11.14)

7(0.28)

11(0.43)

5.5(0.22)

4 × M5

80(3.15)

100(3.94)

0(0)

FSD

200(7.87)

472(18.58)

239(9.41)

170(6.69)

430(16.93)

15(0.59)

15(0.59)

6(0.24)

4 × M5

300(11.81)

350(13.78)

0(0)

FSE

275(10.83)

551(21.69)

239(9.41)

230(9.06)

509(20.04)

11(0.43)

22.5(0.89)

6.5(0.26)

4 × M6

300(11.81)

350(13.78)

0(0)

FSF

305(12.01)

709(27.91)

360(14.17)

270(10.63)

680(26.77)

16.6(0.65)

17.5(0.69)

8.5(0.33)

4 × M8

300(11.81)

350(13.78)

0(0)

FSG

305(12.01)

999(39.33)

360(14.17)

265(10.43)

970.5(38.21)

18.5(0.73)

20(0.79)

12(0.47)

4 × M10

300(11.81)

350(13.78)

0(0)

FSH

548(21.57)

1487(58.54)

410(16.14)

请参见上面

1444(56.85)

22(0.87)

请参见上面

20(0.79)

7 × M8

200(7.87)

200(7.87)

100(3.94)

FSJ

801(31.54)

1438(56.61)

410(16.14)

请参见上面

1399(55.08)

18(0.71)

请参见上面

20(0.79)

7 × M8

200(7.87)

200(7.87)

100(3.94)

1) 框架型号 FSA 至 FSG 的深度增加：

• 安装上操作员面板后，深度增加 9 mm (0.35 in)

• 安装上 SINAMICS G120 Smart Access 后，深度增加 7 mm (0.28 in)

2) 框架型号为 FSA 至 FSG 的变频器可并排安装。建议留出 1 mm (0.04 in) 侧面间隙以符合公差要求。框架型号为 FSH 和 FSJ 的变频器之间需要留出 30 mm (1.18 in) 侧面间隙。