Biến tần SINAMICS G120C giải pháp biến tần compact đầy tiềm năng, kết hợp thiết kế nhỏ gọn với hiệu suất vượt trội. Với 7 kích thước khung máy và phạm vi công suất từ 0,55 đến 132 kW, SINAMICS G120C không chỉ đáp ứng đa dạng ứng dụng từ máy bơm, quạt, băng tải đến các hệ thống trộn và nén khí, mà còn mang đến khả năng tiết kiệm năng lượng lên đến 30-50% so với các phương pháp truyền thống. Bài viết này Tudong.net sẽ phân tích toàn diện về công nghệ, ứng dụng thực tế và lợi ích kinh tế của SINAMICS G120C trong môi trường sản xuất hiện đại.
Tổng Quan Kỹ Thuật Biến tần Siemens compact SINAMICS G120C
SINAMICS G120C được phát triển dựa trên công nghệ AC/AC converter tiên tiến, sử dụng nguyên lý điều khiển vector không cảm biến (SLVC – Sensorless Vector Control) để đạt được độ chính xác cao trong điều khiển tốc độ và mô-men xoắn. Thiết bị này thuộc dòng built-in unit với thiết kế compact, tích hợp Control Unit (CU) và Power Module (PM) trong một thân máy duy nhất.
Nguyên Lý Hoạt Động biến tần tiết kiệm năng lượng
Biến tần G120C hoạt động theo nguyên lý chuyển đổi điện áp AC đầu vào thành DC thông qua rectifier, sau đó sử dụng inverter để tạo ra điện áp AC có tần số và biên độ điều chỉnh được. Công nghệ SLVC tích hợp cho phép điều khiển chính xác mô-men và tốc độ mà không cần encoder, giảm thiểu chi phí và độ phức tạp của hệ thống.
Thiết bị điển hình của dòng biến tần SINAMICS
GD120C là dòng biến tần SINAMICS đáp ứng được đa dạng yêu cầu trong nhiều ứng dụng khác nhau như băng tải, máy trộn, máy khuấy, máy đùn, máy bơm, quạt, máy nén…
| Ưu điểm |
- Nhỏ gọn: cài đặt dễ dàng ngay cả trong những không gian chật hẹp
|
- Cài đặt đơn giản và vận hành trực quan bằng các công cụ tiêu chuẩn
|
- Tích hợp hoàn hảo trong môi trường tự động hóa
|
- Công nghệ kỹ thuật tiên tiến mang lại hiệu quả sử dụng năng lượng cao hơn và an toàn hơn
|
- Truyền thông đáng tin cậy: có thể kết nối với tất cả các loại truyền thông tiêu chuẩn
|
| Thông số kỹ thuật cơ bản |
| Dải công suất |
0.55kW đến 132kW (0,75HP đến 150HP) |
| Dải điện áp |
3AC 380V … 480V (–20 %/+10 %) với
50/ 0 Hz +/- 5% |
| Chế độ điều khiển |
V/f (linear, square law, FCC, ECO), điều khiển vector từ thông (SLVC) |
| Truyền thông |
PROFINET, EtherNet / IP, PROFIBUS, USS / Modbus RTU |
| Kích thước khung và dải công suất |
| FSAA |
FSA |
FSB |
FSC |
FSD |
FSE |
FSF |
0.55kW – 2.2 kW
(0.75 – 3HP) |
3kW – 4kW
(4 – 5HP) |
5.5kW – 7.5kW
(7.5 – 10HP) |
11kW – 18.5kW
(15 – 25HP) |
22kW – 45kW
(30 – 60HP) |
55 kW
(75HP) |
75kW – 132kW
(100 – 150HP) |
Giải pháp hoàn hảo trong nhiều ứng dụng tự động hóa
SINAMICS G120C là sự kết hợp hoàn hảo của tính nhỏ gọn, mật độ công suất suất và đa chức năng, giúp đáp ứng yêu cầu của nhiều ứng dụng khác nhau, đặc biệt là các ứng dụng chuyển động liên tục với hiệu suất trung bình, mang lại khả năng kiểm soát mô-men xoắn và tốc độ chính xác hơn.
|
Tính năng Lợi ích |
| Nhỏ gọn |
- Kích thước khung FSAA sử dụng dung lượng ít hơn 30% so với các động cơ tương tự
- Kích thước khung từ FSD đến FSF – đặc biệt nhỏ gọn với cuộn kháng DC tích hợp
- Mật độ công suất cao, kích thước đường bao nhỏ hơn
- Lắp đặt song song mà không gây giảm hiệu suất
|
- Thiết kế nhỏ gọn, chiếm ít không gian trong tủ, giúp giảm chi phí
- Sử dụng được trong các tủ điều khiển nhỏ, gần thiết bị máy móc
- SINAMICS G120C có thể được gắn song song cạnh nhau mà không làm giảm hiệu suất giúp tiết kiệm thêm không gian
- Tuổi thọ dài, độ tin cậy cao
- Kích thước khung từ FSD đến FSF được tích hợp cuộn kháng DC nên không cần bộ cuộn kháng đầu vào
|
| Cài đặt và vận hành đơn giản |
- Chức năng nhân bản sử dụng BOP-2, IOP hoặc thẻ SD
- Bộ tham số được tối ưu hóa
- Vận hành tối ưu
- Tích hợp cổng USB
- Cấu hình dễ dàng
|
- Các ứng dụng tiêu chuẩn có thể dễ dàng thiết lập với IOP (Bảng điều khiển thông minh) bằng trình hướng dẫn riêng biệt
- Vận hành nối tiếp trực quan, giúp giảm chi phí và tiết kiệm thời gian
- Cài đặt phần mềm đơn giản và nhanh chóng
- Xử lý đơn giản trong quá trình chạy thử và vận hành
- Vận hành thử đơn giản với cấu hình phần cứng chung cho tất cả các thành phần. Động cơ tự động chuyển sang trực tuyến, thậm chí vượt ra ngoài ranh giới mạng (định tuyến/bảo trì từ xa).
|
| Tích hợp hoàn hảo |
- Tích hợp đầy đủ vào chẩn đoán hệ thống của TIA Portal
- SINAMICS Startdrive – kỹ thuật truyền động trực quan và tương tác hoàn hảo với SIMATIC PLC trong Cổng thông tin Tự động hóa Tích hợp Toàn diện
- Thư viện TIA Portal
|
- Quản lý dữ liệu chung
- Vận hành thống nhất, xuyên suốt từ đầu đến cuối
- Kỹ thuật hiệu quả
- Kiểm soát nhất quán
- Tích hợp dữ liệu
- Tích hợp công nghệ an toàn
- Chẩn đoán hệ thống đáng tin cậy
|
| Công nghệ tiên tiến |
- Tích hợp tính năng an toàn tiêu chuẩn STO (Safe Torque Off) -ngăn động cơ di chuyển bất ngờ và tuân thủ tiêu chuẩn an toàn SIL 2 theo EN 61508 tương ứng PL d, Cat 3 theo EN ISO 13849
- Điều khiển vector không cảm biến, tiết kiệm năng lượng – tự động giảm từ thông với V/F ECO
|
- Không yêu cầu các thiết bị bên ngoài như PROFIsafe, nhờ chức năng an toàn Safe Torque Off (STO) đã được chứng nhận
- Tuân thủ đầy đủ các tiêu chuẩn
|
| Truyền thông đáng tin cậy |
- Kích thước khung từ FSAA đến FSC – PROFINET (PROFIEnergy/PROFISafe), PROFIBUS, USS Modbus RTU, EtherNet/IP
- Kích thước khung FSD đến FSF: PROFINET (PROFIEnergy/PROFISafe/PROFIdrive), EtherNet/IP
|
- Có thể kết nối với tất cả các loại truyền thông tiêu chuẩn
- Sử dụng linh hoạt và plug-in đơn giản
- Điều khiển liên tục nhờ nguồn điện 24V tùy chọn
- Tăng hiệu suất
- PROFINET PROFIsafe – giao tiếp liên quan đến an toàn, kết nối mở và tích hợp
- PROFINET PROFIenergy – giao tiếp với các tiềm năng tiết kiệm năng lượng
- PROFIdrive – triển khai nhanh chóng và dễ dàng
|
Chi Tiết Sản Phẩm Thông Số Kỹ Thuật
SINAMICS G120C hoạt động với điện áp đầu vào 3AC 380-480V với dung sai -20%/+10% và tần số 47-63Hz ±5%. Phạm vi công suất mở rộng từ 0,55 kW đến 132 kW (0,75-150 hp), đáp ứng đa dạng ứng dụng từ quy mô nhỏ đến trung bình.
Khả năng quá tải: Thiết bị cung cấp hai chế độ quá tải: Low Overload (LO) với 150% trong 3 giây và 110% trong 57 giây trong chu kỳ 300 giây; High Overload (HO) với 200% trong 3 giây và 150% trong 57 giây. Khả năng này đặc biệt quan trọng cho các ứng dụng có nhu cầu mô-men khởi động cao như máy bơm ly tâm và quạt công nghiệp.
Giao diện I/O: Mỗi thiết bị tích hợp 6 đầu vào số (DI), 2 đầu ra số (DO), 1 đầu vào analog (AI), 1 đầu ra analog (AO) và 1 đầu vào nhiệt độ động cơ. Cấu hình này cho phép kết nối trực tiếp với cảm biến và thiết bị điều khiển mà không cần module mở rộng.
| Thông số kỹ thuật |
| Điện áp/Tần số |
3AC 380 – 480V –20% +10%
47/63Hz +/–5% |
| Dải công suất |
0.55 – 132kW/ 0.75 – 150HP |
| Quá tải |
Đối với _out ILO (LO¹): 150% trong 3s, cộng thêm 110% cho 57s trong vòng 300s chu kỳ tải.
Đối với IHO _out (HO²): 200% trong 3s, cộng thêm 150% cho 57s trong vòng 300s chu kỳ tải. |
| Cấp bảo vệ |
IP20/UL open type |
| Nhiệt độ môi trường EMC với bộ lọc Class A |
–10° đến 40°C (14° đến 104°F) mà không giảm công suất/lên đến 60°C có giảm công suất
Thiết bị đáp ứng các yêu cầu theo EN 61800-3 Loại C3 (nguồn cung cấp đường dây điện áp thấp công nghiệp)
Thiết bị tuân thủ các giá trị giới hạn của điện áp nhiễu do cáp dẫn và bức xạ theo EN 61800-3 Loại C2 (lưới điện hạ thế công cộng) |
| Chiều dài cáp động cơ |
Kích thước khung FSAA |
50m (165 ft.) được che chắn/100m (330 ft.) không được che chắn |
| Kích thước khung FSA-FSC |
150m (495 ft.) được che chắn/150m (495 ft.) không được che chắn |
| Kích thước khung FSD-FSE |
200m (660 ft.) được che chắn/300m (990 ft.) không được che chắn |
| Kích thước khung FSF |
300m (990 ft.) được che chắn/450m (1485 ft.) không được che chắn |
| Tín hiệu đầu vào/đầu ra chuẩn an toàn |
6 DI/ 2 DO/ 1 AI/ 1 AO
SIL 2 acc. EN 61508, PL d acc. EN ISO 13849, class 3 acc. EN 60204 |
| Chế độ điều khiển |
Vector, V/f, V/f ECO |
| Chức năng năng lượng |
Máy tính tiết kiệm năng lượng, máy tính tiêu thụ năng lượng, giảm thông lượng tự động |
| Chức năng |
Điểm đặt tốc độ cố định, bộ điều khiển PID, điều khiển phanh giữ động cơ, khối chức năng miễn phí |
| Hệ thống phanh |
Tích hợp phanh chopper |
| Truyền thông |
FSAA đến FSC khả dụng với PROFINET, PROFIBUS, EtherNet/IP, USS/Modbus RTU
FSD đến FSF khả dụng với PROFINET |
Tiêu Chuẩn Tuân Thủ biến tần công nghiệp
SINAMICS G120C được thiết kế tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế nghiêm ngặt bao gồm IEC 61800-3 Category C3 cho EMC, CE, UL, cUL và c-Tick cho an toàn. Thiết bị đạt chuẩn bảo vệ IP20/UL open type và có khả năng hoạt động trong môi trường nhiệt độ từ -10°C đến 40°C không cần giảm tải, mở rộng lên 60°C với giảm tải.
Phát Triển Công Nghệ biến tần công nghiệp Siemens
SINAMICS G120C đại diện cho thế hệ mới của dòng biến tần Siemens, thay thế hoàn toàn cho dòng MICROMASTER 420 với nhiều cải tiến vượt trội về hiệu suất, tính năng an toàn và khả năng tích hợp. Thiết bị được phát triển như một phần của hệ sinh thái Totally Integrated Automation (TIA), đảm bảo khả năng tương thích hoàn hảo với các sản phẩm tự động hóa Siemens khác.
So Sánh Các Model
| Khung máy |
Công suất (kW) |
Dòng điện (A) |
Kích thước (W×H×D mm) |
Ứng dụng chính |
| FSAA |
0,55-2,2 |
1,8-5,8 |
73×173×155 |
Máy bơm nhỏ, quạt thông gió |
| FSA |
3-4 |
7,5-9 |
73×196×203 |
Băng tải, máy trộn nhỏ |
| FSB |
5,5-7,5 |
13-17 |
100×196×203 |
Máy nén khí, máy bơm trung bình |
| FSC |
11-18,5 |
26-38 |
140×295×203 |
Hệ thống HVAC, máy ép |
| FSD |
22-45 |
43-82,5 |
200×472×248 |
Băng tải nặng, máy nghiền |
| FSE |
55 |
103 |
275×551×248 |
Máy bơm công nghiệp lớn |
| FSF |
75-132 |
136-237 |
305×708×368 |
Hệ thống sản xuất quy mô lớn |
Cấu Hình và Lắp Đặt
Yêu cầu lắp đặt: SINAMICS G120C được thiết kế cho lắp đặt trong tủ điều khiển với bảo vệ IP20. Thiết bị hỗ trợ lắp đặt cạnh nhau mà không cần giảm tải, tiết kiệm không gian tủ điện đáng kể. Kích thước compact cho phép sử dụng trong các tủ điện nhỏ, gần máy móc sản xuất.
Tích hợp hệ thống: Với cổng USB tích hợp, quá trình commissioning có thể thực hiện trực tiếp qua PC sử dụng phần mềm STARTER hoặc Startdrive. Chức năng cloning thông qua thẻ nhớ SD cho phép sao chép cấu hình nhanh chóng cho việc triển khai hàng loạt.
Giao tiếp fieldbus: G120C hỗ trợ đầy đủ các giao thức công nghiệp phổ biến bao gồm PROFINET, EtherNet/IP, PROFIBUS DP, USS/Modbus RTU và CANopen. Khả năng này đảm bảo tích hợp liền mạch với các hệ thống tự động hóa hiện có.
Sơ đồ thiết bị kết nối SINAMICS G120C
Ứng Dụng Thực Tế Trong Công Nghiệp
Ngành Sản Xuất Chế Tạo
Trong lĩnh vực sản xuất, SINAMICS G120C được ứng dụng rộng rãi cho băng tải công nghiệp với khả năng điều khiển tốc độ chính xác và mô-men khởi động cao. Tại một nhà máy sản xuất ô tô ở Đức, việc triển khai 150 biến tần G120C cho hệ thống băng tải đã giúp giảm 35% tiêu thụ điện năng và tăng 20% độ tin cậy hoạt động so với hệ thống cũ.
Đối với máy trộn và máy khuấy, G120C cung cấp khả năng điều khiển mô-men chính xác cần thiết cho các quy trình hóa chất và thực phẩm. Chế độ vector control không cảm biến cho phép duy trì tốc độ ổn định ngay cả khi tải thay đổi đột ngột.
Ngành Công Nghiệp Quy Trình
Dầu khí và Hóa chất: Trong môi trường khắc nghiệt của ngành dầu khí, G120C được trang bị bộ lọc EMC Class A tích hợp, đáp ứng yêu cầu IEC 61800-3 Category C3. Các ứng dụng điển hình bao gồm máy bơm dầu thô, máy nén khí và hệ thống vận chuyển ống dẫn.
Công nghiệp thực phẩm: Với khả năng rửa washdown và thiết kế compact, G120C phù hợp cho các ứng dụng máy bơm chất lỏng thực phẩm và hệ thống vận chuyển nguyên liệu. Chức năng Safe Torque Off (STO) tích hợp đảm bảo an toàn vận hành theo tiêu chuẩn IEC 61508.
Hạ Tầng và Tiện Ích
Xử lý nước và nước thải: G120C được ứng dụng rộng rãi cho máy bơm ly tâm trong các nhà máy xử lý nước với khả năng tiết kiệm năng lượng đến 50% thông qua điều khiển tốc độ theo nhu cầu. Chức năng ECO mode với giảm từ thông tự động giúp tối ưu hóa hiệu suất khi tải nhẹ.
Hệ thống HVAC: Cho các ứng dụng quạt và máy nén, G120C cung cấp điều khiển V/f với đặc tính bậc hai phù hợp cho tải quạt, giảm tiêu thụ năng lượng đáng kể ở tốc độ thấp.
Tính Toán ROI Cụ Thể
Phân tích ROI cho một hệ thống máy bơm 75kW hoạt động 8000 giờ/năm:
-
Tiết kiệm năng lượng: 40% × 75kW × 8000h × $0,12/kWh = $28.800/năm
-
Chi phí đầu tư: SINAMICS G120C 75kW ≈ $8.500
-
Thời gian hoàn vốn: 3,5 tháng
-
Tiết kiệm 5 năm: $144.000
So Sánh Với Giải Pháp Thay Thế
SINAMICS G120C vs ABB ACS580
| Tiêu chí |
SINAMICS G120C |
ABB ACS580 |
Đánh giá |
| Phạm vi công suất |
0,55-132 kW |
0,55-110 kW |
G120C thắng |
| Thiết kế |
Compact, 7 frame size |
Modular, 6 frame size |
G120C thắng |
| Tích hợp TIA |
Hoàn hảo với SIMATIC |
Tương thích hạn chế |
G120C thắng |
| Phần mềm |
StartDrive/STARTER |
Drive Composer |
Ngang bằng |
| Giá thành |
Cao hơn 10-15% |
Cạnh tranh |
ACS580 thắng |
| Hỗ trợ kỹ thuật |
Mạnh tại châu Âu |
Toàn cầu rộng rãi |
ACS580 thắng |
Tại sao chọn SINAMICS G120C
SINAMICS G120C được định vị như giải pháp premium cho khách hàng ưu tiên tích hợp hoàn hảo với hệ sinh thái Siemens và hiệu suất cao. So với các đối thủ như Schneider ATV320 hay Delta VFD-M, G120C nổi trội về độ tin cậy và tính năng an toàn tích hợp.
Tổng Chi Phí Sở Hữu (TCO)
Phân tích TCO 10 năm cho một hệ thống 100kW:
-
SINAMICS G120C: $45.000 (thiết bị + bảo trì + năng lượng)
-
ABB ACS580: $42.000
-
Schneider ATV320: $44.000
-
Lợi thế G120C: Độ tin cậy cao hơn 15%, giảm downtime
Checklist Lựa Chọn
Yêu cầu kỹ thuật:
-
✓ Công suất motor và overload requirements
-
✓ Voltage supply và frequency stability
-
✓ Environmental conditions (nhiệt độ, độ ẩm, EMC)
-
✓ Safety requirements và standards compliance
Tích hợp hệ thống:
-
✓ Fieldbus compatibility với existing PLC/SCADA
-
✓ I/O requirements và expansion capability
-
✓ HMI và operator interface needs
-
✓ Remote monitoring và diagnostic requirements
Câu Hỏi Thường Gặp
1. SINAMICS G120C có thể thay thế trực tiếp MICROMASTER 420 không?
Có, G120C được thiết kế như successor của MM420 với cải tiến đáng kể về hiệu suất và tính năng. Tuy nhiên cần review lại wiring và parameter setting do khác biệt về I/O assignment.
2. Tại sao G120C cần nguồn 24VDC external?
Thiết kế này cho phép duy trì control circuit ngay cả khi main power bị cut, đảm bảo safe shutdown và maintain communication. External 24V cũng giúp giảm heat generation bên trong thiết bị.
3. G120C có hỗ trợ regenerative braking không?
Không, G120C chỉ có integrated braking chopper cho dynamic braking qua external braking resistor. Để có regenerative capability cần sử dụng SINAMICS G120 modular hoặc S120.
4. Làm thế nào để optimize hiệu suất năng lượng?
Sử dụng ECO mode với automatic flux reduction khi tải nhẹ. Cấu hình đúng V/f characteristic cho từng loại tải và enable energy monitoring function.
5. G120C có thể hoạt động ở độ cao và nhiệt độ extreme không?
Standard rating đến 1000m và -10°C đến 40°C. Cho extreme conditions cần sử dụng SIPLUS variant với extended temperature range và conformal coating.
6. Troubleshooting khi G120C báo lỗi F30004?
Lỗi này thường do motor overload hoặc mechanical jam. Check motor current, mechanical coupling và verify motor parameters trong drive configuration.
7. Có thể sử dụng G120C cho servo applications không?
G120C phù hợp cho constant speed và moderate dynamic requirements. Cho high-precision servo cần sử dụng SINAMICS S120 với servo motors và encoders.
8. Integration với third-party PLC có khó không?
G120C hỗ trợ standard protocols như Modbus RTU và EtherNet/IP. Tuy nhiên để có optimal performance nên sử dụng với SIMATIC PLC qua PROFINET.
9. Maintenance requirements cho G120C như thế nào?
Primarily cleaning và inspection 6 tháng/lần, capacitor replacement 5-7 năm tùy operating conditions. Fan replacement khoảng 3-5 năm cho frame size lớn.
10. G120C có warranty như thế nào?
Standard warranty 24 tháng từ delivery date, extend lên 36 tháng với proper commissioning documentation. Siemens cung cấp global service network cho technical support.
Mua hàng và download Manual SINAMICS G120C
SINAMICS G120C khẳng định vị thế là giải pháp biến tần compact hàng đầu cho ứng dụng công nghiệp hiện đại với sự kết hợp hoàn hảo giữa hiệu suất, độ tin cậy và tính năng tích hợp. Với khả năng tiết kiệm năng lượng 30-50%, thời gian hoàn vốn trung bình 6-12 tháng và tuổi thọ 15+ năm, đây là investment với ROI rất hấp dẫn.
Liên hệ ngay với Tudong.net để được tư vấn miễn phí, phù hợp với nhu cầu cụ thể của doanh nghiệp.
Hotline: 0888 789 688 | Email: Lam@tudong.net
Tải Catalog, Manual SINAMICS G120C tại đây
ĐẠI LÝ SIEMENS VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH ĐIỆN TỰ ĐỘNG TTC
📲 Hotline: 0888-789-688
📍 Địa chỉ: 62 Đường số 20, Phường Bình Hưng Hòa, TP. Hồ Chí Minh
