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SINAMICS V20 变频器，底座尺寸 FSA、FSB、FSC、FSD 和 FSE

SINAMICS V20 - 经济、可靠和易于使用的变频器，适合普通应用

今天，由于机器设备制造领域中的应用日益增多，需要提供具体的自动化与驱动解决方案，以便无需满足太高相关要求就能将简单运动序列实现自动化。

SINAMICS V20 是西门子提供的具有基本性能的紧凑性变频器，可针对此类应用提供简单且经济有效的驱动解决方案。 SINAMICS V20 调试迅速，易于操作，坚固耐用且经济高效，从而在同类产品中独树一帜。

该款变频器有五种尺寸可供选择，输出功率覆盖 0.12 kW ~ 30 kW。

将成本降到最低

组态、调试和运行成本必须保持在尽可能低的水平。使用 SINAMICS V20，您可以实现想要的目标。为提高能效，该变频器采用了一种控制技术，用来通过自动磁通降低来取得最佳能效。不仅如此，它还可显示实际电能消耗量，并具有其它集成节能功能。这样就能够大幅削减能耗。

选型与订货数据

额定功率¹⁾		输出电流 I_H ²⁾	风机	机座号	SINAMICS V20 不带集成网侧滤波器	SINAMICS V20 带 Category C2 集成网侧滤波器³⁾
kW	[hp]	A			订货号	订货号
230 V 1 AC
0.12	0.16	0.9	–	FSA	6SL3210-5BB11-2UV0	6SL3210-5BB11-2AV0
0.25	0.33	1.7	–	FSA	6SL3210-5BB12-5UV0	6SL3210-5BB12-5AV0
0.37	0.5	2.3	–	FSA	6SL3210-5BB13-7UV0	6SL3210-5BB13-7AV0
0.55	0.75	3.2	–	FSA	6SL3210-5BB15-5UV0	6SL3210-5BB15-5AV0
0.75	0.75	3.9	–	FSA	6SL3210-5BB17-5UV0	6SL3210-5BB17-5AV0
0.75	1.0	4.2	1	FSA	6SL3210-5BB18-0UV0	6SL3210-5BB18-0AV0
1.1	1.5	6	1	FSB	6SL3210-5BB21-1UV0	6SL3210-5BB21-1AV0
1.5	2.0	7.8	1	FSB	6SL3210-5BB21-5UV0	6SL3210-5BB21-5AV0
2.2	3.0	11	1	FSC	6SL3210-5BB22-2UV0	6SL3210-5BB22-2AV0
3.0	4.0	13.6	1	FSC	6SL3210-5BB23-0UV0	6SL3210-5BB23-0AV0

¹⁾ 230 V 1 AC 设备的额定功率取决于输出电流 I_H。输出电流 I_H 取决于高过载 (HO) 时的负载持续率： 150 % I_H 60 s, 循环时间 300 s。

²⁾输出电流 I_H 基于高过载 (HO) 的占空比。 150 % I_H 60 s, 循环时间 300 s。

³⁾ 适用于 FSA 的电机屏蔽电缆（最长 10 m）和适用于 FSB 至 FSC 的电缆（最长 25 m）。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。

额定功率¹⁾		输出电流I_L ²⁾	功率取决于输出电流I_H ³⁾		输出电流 I_H ³⁾	风机	机座号	SINAMICS V20 不带集成进线滤波器	SINAMICS V20 带 Category C3集成进线滤波器⁴⁾
		400 V/480 V 时			400 V/480 V 时
kW	[hp]	A	kW	[hp]	A			订货号	订货号
400 V 3 AC
0.37	0.5	1.3/1.3	0.37	0.5	1.3/1.3	–	FSA	6SL3210-5BE13-7UV0	6SL3210-5BE13-7CV0
0.55	0.75	1.7/1.7	0.55	0.75	1.7/1.7	–	FSA	6SL3210-5BE15-5UV0	6SL3210-5BE15-5CV0
0.75	1.0	2.2/2.2	0.75	1.0	2.2/2.2	–	FSA	6SL3210-5BE17-5UV0	6SL3210-5BE17-5CV0
1.1	1.5	3.1/3.1	1.1	1.5	3.1/3.1	1	FSA	6SL3210-5BE21-1UV0	6SL3210-5BE21-1CV0
1.5	2.0	4.1/4.1	1.5	2.0	4.1/4.1	1	FSA	6SL3210-5BE21-5UV0	6SL3210-5BE21-5CV0
2.2	3.0	5.6/4.8	2.2	3.0	5.6/4.8	1	FSA	6SL3210-5BE22-2UV0	6SL3210-5BE22-2CV0
3.0	4.0	7.3/7.3	3.0	4.0	7.3/7.3	1	FSB	6SL3210-5BE23-0UV0	6SL3210-5BE23-0CV0
4.0	5.0	8.8/8.24	4.0	5.0	8.8/8.24	1	FSB	6SL3210-5BE24-0UV0	6SL3210-5BE24-0CV0
5.5	7.5	12.5/11	5.5	7.5	12.5/11	1	FSC	6SL3210-5BE25-5UV0	6SL3210-5BE25-5CV0
7.5	10	16.5/16.5	7.5	10	16.5/16.5	2	FSD	6SL3210-5BE27-5UV0	6SL3210-5BE27-5CV0
11.0	15	25/21	11.0	15	25/21	2	FSD	6SL3210-5BE31-1UV0	6SL3210-5BE31-1CV0
15.0	20	31/31	15.0	20	31/31	2	FSD	6SL3210-5BE31-5UV0	6SL3210-5BE31-5CV0
22	30	45/40	18.5	25	38/34	2	FSE	6SL3210-5BE31-8UV0	6SL3210-5BE31-8CV0
30	40	60/52	22	30	45/40	2	FSE	6SL3210-5BE32-2UV0	6SL3210-5BE32-2CV0

¹⁾ 400 V 3 AC 设备的额定功率取决于输出电流 I_L。输出电流 I_L 基于低过载 (LO) 时的负载持续率： 110 % I_L 60 s, 循环时间 300 s。

²⁾输出电流 I_L 基于低过载 (LO) 时的负载持续率。 110 % I_L 60 s, 循环时间 300 s。

³⁾输出电流 I_H 基于高过载 (HO) 的占空比。 150 % I_H 60 s, 循环时间 300 s。

⁴⁾ 适用于 FSA 的电机屏蔽电缆（最长 10 m）和适用于 FSB 至 FSE 的电缆（最长 25 m）。为了在使用 FSA 时也能取得Category C2 或使用 25 m 电机屏蔽电缆，必须使用带外部进线滤波器的无滤波功能变频器。

Benefits

易于安装

推入式和墙壁安装 - 可并排安装
结构紧凑，可使用更小的机柜
通过推入式安装，更容易对机柜进行冷却
开箱即可使用，无需其它选件
在内置的精简型操作员面板 (BOP) 上执行基本操作
使用一条电缆将 SINAMICS V20 与终端处的 USS 和 Modbus RTU 相连
便于集成到现有系统中
便于集成到小型自动化系统中
通过标准库和连接宏，调试更方便
用来与控制器进行通信的 Modbus RTU 参数设置具备非常大的灵活性
可使用动态制动来提高制动性能
功率 ≥ 7.5 kW 的变频器（底座尺寸 FSD 和 FSE）具有一个集成制动模块。在此情况下，可以直接连接制动电阻器。动态能量以热量形式在制动电阻器中散发，占空比可在 5 % 和 100 % 之间调节。

易于使用

无需电源就能加载参数
使用精简型操作员面板 (BOP) 接口模块，或者使用参数装载器且在不使用电源的情况下，方便地在各变频器之间传送参数设置。
- 需要较少技术支持
- 调试时间较短
- 产品经过预设参数后交付给客户
集成应用与连接宏
以简化 I/O 组态并进行相应设置
- 培训和调试时间缩短
- 集成和经过优化的应用程序设置
- 可以选择简单的连接和应用宏，而不是组态长而复杂的参数列表
- 可以避免由错误的参数设置引起的错误
通过“保持运行模式”
实现无中断运行这种功能可在电网不稳定时自动进行调整，从而提高生产率。
- 在电网状况不佳的情况下实现稳定运行
- 通过防止生产线中断提高生产率
- 通过灵活的故障/报警定义，调整与应用相关的响应
电压范围宽，具有先进的冷却设计，涂覆印刷电路板设计提高了变频器在恶劣环境中的耐用性
- 在电网电压波动时也能运行
- 电网电压的可靠运行：
  200 V ~ 240 V 1 AC (-10 %/+10 %)
  380 V ~ 480 V 3 AC (-15%/ +10 %)
- 工作环境温度高达 60 °C

轻松节约成本

运行能耗降低

适用于 V/f、V²/f 的 ECO 模式
适用于 V/f、V²/f 的集成 ECO 模式可自动调整磁通以节省电能。能耗可用 kWh、CO₂ 甚至本国货币来显示。
- 低动态负载循环中的电能节约
- 如果设定值发生改变，则自动禁用 ECO 模式
- 告知最终用户已节约的实际能量
直流耦合
采用具有相同额定功率的 SINAMICS V20 变频器的应用可共用一条公共直流总线以重复使用再生能量。
- 在使用耦合电机的应用中产生并节约能量
- 相同的变频器对可以最佳方式共享资源
- 降低对能耗制动和外部组件的需求

待机期间的能耗降低

休眠模式
变频器和电机仅在机器设备需要的时候才运行。当频率需求或来自传感器的反馈下降到特定阈值以下时，会自动激活休眠模式。
- 利用智能休眠节约能量
- 电机寿命延长
- 低转速下的泵磨损降低
- 针对泵/风机应用对 PLC 编程的时间缩短

对于低过载应用，SINAMICS V20 机架规格 FSE 具备良好的成本经济性

SINAMICS V20 机架规格 FSE 具有两种不同的占空比周期：

低过载 (LO)： 110 % I_L¹⁾60 s（循环时间： 300 s）
重载(HO): 150 % I_H²⁾60 s （循环时间： 300 s）

对于低过载周期，逆变器可以提供较大的输出电流和功率。
可以采用较小的逆变器。

针对不同应用进行了优化设计：

低过载，用于低动态响应型应用（连续负荷）
高过载，用于高动态响应型应用（周期性负荷）

简易自动化系统 – 将 SIMATIC PLC 与 SINAMICS V20 加以组合

节省时间，最大限度减少错误
- 可使用变频器中的预定义宏方便地进行系统组态；通过预制的 Totally Integrated Automation Portal 功能块，可快速连接至 SIMATIC S7-1200³⁾
- 使用一条电缆将 SINAMICS V20 与 USS 或 Modbus RTU 相连
- 集成通信接口

¹⁾输出电流I_L基于低过载 (LO) 时的负载持续率。

²⁾输出电流 I_H 基于高过载 (HO) 的占空比。

³⁾ 可以从西门子工业在线支持网站下载带有功能块的应用示例，网址为：
http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/63696870

Area of application

Design

Functions

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 V_{DC 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 - 搜索最高效的工作点
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（V_dcmin 控制器）	通过能量再生保持最低直流电压以保持运行
V_dcmax 控制器	自动改变斜坡下降时间/减速时间
I_max 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高效率
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 可以设置自己的专用“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）错误代码驱动设定点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。

Integration

Technical Specifications

	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 %) 400 V 3 AC： 380 V ~ 480 V 3 AC (-15 % ~ +10 %)
最大输出电压	输入电压的 100 %
线路频率	50 Hz/60 Hz
电网类型	TN、TT、IT（仅针对 3 AC 变频器发布）、TT 接地线
过载能力
高达 15 kW	重载(HO): 150 % I_H 60 s, 循环时间 300 s。
自 18.5 kW 起	低过载 (LO)： 110 % I_L 60 s，循环时间 300 s 高过载 (HO)： 110 % I_H 60 s，循环时间 300 s
输出频率	0 ~ 599 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	10 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
最大输入电流	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
控制方法
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	✓
已更改参数的列表	✓
逆变器的故障状态	✓
应用举例
保持运行模式	✓
快速重启	✓
PID 控制器	✓
运动缓冲（V_dcmin 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	✓
V_dcmax 控制器	✓
I_max 控制器	✓
可编程的 V/f 坐标	✓
灵活的提升控制	✓
50/60 Hz 定制	✓

常规技术规格
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
工作	-10 - 40 °C 无降额 40 - 60 °C 有降额
储存	-40 ~ +70 °C
相对湿度	95 %（无凝露）
冷却
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	海拔高度最高 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
FSA 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。
FSB 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
振动载荷
运输	5 ~ 9 Hz： 3.5 mm 偏转 9 ~ 200 Hz： 1 g 振动振动等级： 2M3 运输
工作	运行区域 IIa 10 ~ 58 Hz： 0.075 mm 偏转 58 ~ 200 Hz： 1 g 振动
冲击载荷
工作	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	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)	90 (3.54)	90 (3.54)	140 (5.52)	184 (7.24)	240 (9.45)	243.5 (9.59)
高 mm (in)	150 (5.91)	166 (6.54)	160 (6.3)	182 (7.17)	206.5 (8.13)	264.5 (10.41)
深 mm (in)	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	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	1.0 kg	1.1 kg	1.6 kg	2.5 kg	–	–
带有类别为 C2 的集成网侧滤波器	1.1 kg	1.2 kg	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	6.1 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	6.6 kg
最小安装间隙
顶部	100 mm
底部	100 mm 85 mm 对于风扇冷却型 FSA
侧面	0 mm
符合标准	cULus、CE、c-tick、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 Category C2，第一环境（私人住宅）：	230 V 1AC 带集成滤波器，屏蔽电缆长度 ≤ 25 m (FSA ≤ 10 m ^*)) 400 V 3AC 不带集成进线滤波器，带外部进线滤波器，屏蔽电缆长度 ≤ 25 m
EN 61800‑3 Category C3，第二环境（工业设施）：	400 V 3AC，带集成进线滤波器，屏蔽电缆长度：FSA：≤ 10 m^*)，FSB ～ FSE：≤ 25 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。

Overview