SINAMICS V20 基本型变频器
SINAMICS V20 变频器,框架型号:FSAA、FSAB、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*满足太高相关要求就能将简单运动序列实现自动化。
基本性能型紧凑式变频器 SINAMICS V20 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*树一帜。
该款变频器有七种尺寸可供选择,输出功率覆盖 0.12 kW ~ 30 kW。
成本较小化
SINAMICS V20 可将工程组态和调试成本以及运行成本保持在尽可能低的水平。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较佳能效。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。
优势
易于安装
-
直插式安装和墙壁安装
- 两者可并排安装
- 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
- 框架型号 FSAA 和 FSAB (230 V 1 AC) 与相同功率范围内的以前框架型号 FSA 相比小 24 %
-
即插即用服务
- 开箱即可使用,*其它选件
- 在内置的精简型操作员面板 (BOP) 上执行基本操作
-
通过端子来连接采用 USS 或 Modbus RTU 的 SINAMICS V20
- 便于集成到现有系统中
- 通过标准库和连接宏,调试更方便
- Modbus RTU 的灵活设置扩大了与控制器的通信范围
- 简易连接到控制系统(例如,通过 Modbus RTU/USS 连接到 SIMATIC S7 PLC)
-
集成制动模块
- 变频器 ≥ 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。
- 可使用动态制动来提高制动性能
-
EMC 类别 C1
- 这些装置可选配集成式 RFI 抑制滤波器,当以 EMC 兼容方式安装在控制柜中时,能够符合 IEC 61800-3 类别 C1 中规定的射频干扰限值。因此,框架型号 FSAA 和 FSAB 满足工业应用以及在住宅和商业环境中使用的射频干扰要求,如冷藏柜、健身设备、通风系统、工业洗衣机等应用。
易于使用
-
使用电池供电的参数装载器,参数设置可方便地从一个装置传输到另一个装置。
- 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
-
集成的连接和应用程序宏
用于简化 I/O 组态并进行相应设置- 缩短调试时间
- 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
-
借助于“保持运行模式”实现不间断运行
此功能可在线路电源不稳定时进行自动调整,从而提供更高生产力- 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
-
在以下进线电压下可靠运行:
200 V ... 240 V 1 AC (-10 %/+10 %) 1)
380 V ... 480 V 3 AC (-15 %/ +10 %) - 运行和环境温度介于 -10 °C 和 +40 °C 之间(较高 +60 °C,有降额)
-
由于可选配 SINAMICS V20 智能接入 Web 服务模块,可通过移动设备或便携式 PC,以无线方式进行调试、操作和诊断
- 可方便地访问变频器,即使其安装在难以接触的区域中也如此
- 具有直观的用户界面和调试向导,操作简便
- 由于 Web 服务器可与所有 HTML5 兼容 Web 浏览器配合使用,可以灵活选择终端设备
-
使用可选配的 SINAMICS V20 I/O 扩展模块,可通过两个数字量输入和两个数字量输出(继电器输出)来扩展 400 V 变频器
- 变频器灵活性较高,没有安装、硬件和软件方面的额外支出
- 多泵控制等附加功能(使用此功能,可通过一台变频器控制较多 4 台泵)
轻松节约成本
运行和待机期间能耗降低
-
适用于 V/f、 V2/f
ECO 模式适用于 V/f、V2/f 控制的 ECO 模式可自动调整电机中的磁通量以节省电能。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
- *已保存的实际能量
-
休眠模式
仅在机器设备使用时,才激活变频器和电机- 利用智能休眠节约能量
- 电机运行寿命将会延长
- 低转速下的泵磨损降低
- 缩短用于水泵/风扇应用的 PLC 代码编程时间 (PLC)
-
直流链路耦合
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
- 变频器随后以较优方式分担负载。
- 降低对能耗制动和外部组件的需求
集成电能流动监视
-
*电能测量设备,监视电能消耗和节约。
- 直观的电能消耗和节约值,*测量设备方面的额外投资
- 值可以显示为 kWh、CO2 或货币
通过框架型号为 FSE 的 SINAMICS V20 变频器实现低过载应用的成本节约
SINAMICS V20 机架规格 FSE 具有两种不同的占空比周期:
- 低过载 (LO):110 % × IL 2) 60 s(循环时间:300 s)
- 重载 (HO):150 % × IH 3) 60 s (循环时间:300 s)
由于过载循环较低,该变频器可达到较高输出电流和功率。
可以使用更小的变频器。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)
西门子的完整运动控制解决方案 – SINAMICS V20 和 SIMATIC
西门子面向通用运动控制应用一站式提供综合解决方案,有各种不同 SINAMICS 应用实例可供参考:
- 随时可通入运行的应用示例,包括接线图、参数说明
-
将 SINAMICS 与 SIMATIC 连接的示例配置,包括硬件、软件和接线示例、提供的 S7 项目的安装说明、变频器参数设置和 HMI 示例项目
- 项目已正确组态,随时可以运行
- 较佳利用 TIA 的优点
1) 单相设备也可连接到三相 120/240 V 供电系统的两相。L1 和 L2 之间的电压(相间电压或相-中性线电压)应在 200 V 到 240 V范围内(-10 % 到 +10 %)。
2)输出电流 IL 基于低过载 (LO) 时的负载持续率。
3) 输出电流 IH 基于高过载 (HO) 的占空比。
应用
典型应用 |
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泵送、通风,压缩 |
优点 |
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移动 |
优点 |
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加工 |
优点 |
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设计
SINAMICS V20 变频器和附件
附件 |
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1 |
SINAMICS V20 智能接入 |
通过移动设备或便携式 PC 并使用 Web 服务模块,以无线方式进行调试、操作和诊断 |
2 |
SINAMICS V20 BOP |
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3 |
SINAMICS V20 BOP 接口 |
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4 |
标准网络电缆 |
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5 |
SINAMICS V20 参数加载器 |
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6 |
SINAMICS SD 卡 |
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7 |
SINAMICS V20 I/O 扩展模块 |
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8 |
电源滤波器 |
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9 |
电源电抗器 |
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10 |
SINAMICS V20 制动模块 |
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11 |
制动电阻器 |
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12 |
输出电抗器 |
用于更长的电机电缆
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13 |
屏蔽连接套件 |
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14 |
标准熔断器 |
建议使用符合 IEC/UL 标准的熔断器 |
15 |
断路器 |
建议使用符合 IEC/UL 标准的断路器 |
功能
功能特性 |
注释 |
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连接和应用宏 |
设置参数组以简化调试
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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
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ECO 模式 |
经济模式 - 搜索较高效的额** |
休眠模式 |
空闲状态下的智能节省模式 |
PID 控制器 |
具有自动调谐功能的集成 PID 控制器 |
运动缓冲(VDC min 控制器) |
通过再生能量来保持较低直流电压以实现持续运行 |
VDC max 控制器 |
自动改变斜坡下降时间/制动时间 |
Imax 控制器 |
自动改变斜坡上升时间以避免过电流 |
自动重启 |
故障之后电源恢复时,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 |
允许转换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使用情况,显示所节约的电能与成本的简单估算值 |
50/60 Hz 适应 |
方便地选择 50 Hz(欧洲、亚洲)/60 Hz(美国)运行方式 |
V/f 和 V2/f |
V/f:非常适合在需要改变异步(感应)电机的转速的几乎所有应用中使用 V2/f:适合具有二次负载曲线的负载,例如,泵和风机等旋转机械 |
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,如同步电机的转矩特性 |
JOG |
移动电机以测试方向,或将负载移动到特定位置。当基本操作面板 (BOP) 切换到点动 (JOG) 模式时,按 BOP 的启动按钮会将电机运转至 JOG 频率。 |
直流制动 |
将在恒速下运转且需要较长时间才能停止的电机停止,如离心机、电锯、磨床和传送带 |
控制机械式抱闸 |
电机抱闸可防止电机在转换器已关闭之后意外转动。变频器具有用于控制外部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 |
**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 |
启动时通过多个转矩脉冲来启动难于启动或“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 BOPs 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、转换器设置 |
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,不是 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 设置自己的专门“*”默认值,这些值仅在特殊模式下才可检测到 |
发生故障时的变频器状态 |
记录故障信息(含运行数据)
|
已更改参数的列表 |
激活此过滤器后,参数列表仅显示用户修改过的参数 |
负载转距检测 |
检测负载转矩已确立电机和负载机械之间的机械连接故障、过载、电机堵转或空载运转,例如,当风机中的 V 形带破裂或当负载机械卡住时 |
缺相检测 |
检测是否缺相并提供相应保护 |
气蚀保护 |
针对泵的气蚀破坏提供保护 |
冷凝保护 |
自动向电机施加直流电流以防止冷凝 |
防冻保护 |
当温度下降到接近或低于冻结点时,自动旋转电机以停止液体冻结,例如,顺序连接在一个系统中运转的多台泵 |
电机级组 |
自动控制和分级控制多台电机 |
多泵控制 1) |
通过变频器并借助于可选配的 SINAMICS V20 I/O 扩展模块来控制较多 4 台泵 |
可设置双斜坡参数 |
可针对具体应用切换斜坡 |
可编程的固定频率设定值 |
通过数字量输入或通信,可以定义和切换 16 个固定频率 |
变频器数据集 (DDS) |
电机和负载有 3 个参数组。用户可以切换参数组以适合具体电机和应用 |
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。 |
灵活提升电压 |
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,在必须将转换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。 |
集成
SINAMICS V20 的连接示例
技术规范
|
SINAMICS V20 |
---|---|
功率范围 |
230 V 1 AC:0.12 ... 3 kW (0.16 ... 4 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 ... 240 V 1 AC (-10 ... +10 %) 1) |
较大输出电压 |
输入电压的 100 % |
线路频率 |
50 Hz/60 Hz |
电网类型 |
|
过载能力 |
|
|
高过载 (HO): |
|
低过载 (LO):
高过载 (HO): |
输出频率 |
0 ~ 550 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:双较电流/电压模式 |
|
12 位 |
模拟量输出 |
AO1 电流输出 |
数字量输入 |
DI1 ... DI4:隔离;适用于带有可选 SINAMICS V20 I/O 扩展模块的 400 V 变频器 |
|
15 mA |
数字量输出 |
DO1:晶体管输出 |
集成接口 |
|
|
RS485 |
|
USS、Modbus RTU |
扩展接口 |
SINAMICS V20 BOP 接口、SINAMICS V20 智能接入、SINAMICS V20 参数装载器、SINAMICS V20 I/O 扩展模块(不能与 SINAMICS V20 参数装载器同时运行) |
控制模式 |
|
|
? |
|
? |
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 SINAMICS V20 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 |
? |
发生故障时的变频器状态 |
? |
应用举例 |
|
保持运行模式 |
? |
快速重启 |
? |
PID 控制器 |
? |
运动缓冲(VDC min 控制器) |
? |
可跳过的频率带宽 |
4 |
制动功能 |
|
|
? |
|
? |
|
? |
2 线制/3线制控制 |
? |
控制机械式抱闸 |
? |
**转矩模式 |
? |
水锤起动模式 |
? |
堵塞清理模式 |
? |
休眠模式 |
? |
电机级组 |
? |
多泵控制 2) (用于带有可选 SINAMICS V20 I/O 扩展模块的 400 V 变频器) |
? |
可设置双斜坡参数 |
? |
摆动功能 |
? |
BICO 功能 |
? |
滑动补偿 |
? |
保护 |
|
直流链路电压控制 |
? |
负载转距检测 |
? |
缺相检测 |
? |
气蚀保护 |
? |
冷凝保护 |
? |
防冻保护 |
? |
控制 |
|
ECO 模式 |
? |
VDC max 控制器 |
? |
Imax 控制器 |
? |
可编程的 V/f 坐标 |
? |
灵活提升电压 |
? |
50/60 Hz 适应 |
? |
一般技术数据 |
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防护等级 |
IP20 |
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安装 |
FSB、FSC、FSD 和 FSE 可墙壁挂装、并排安装、推入式安装 |
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环境温度 |
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-10 ... +40 °C (14 ... 104 °F)无降额 |
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-40 ... +70 °C (-40 ... +158 °F) |
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相对湿度 |
95 %(无凝露) |
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冷却 |
|
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|
对流冷却 |
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使用带风扇的散热器对功率电子电路进行冷却 |
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安装海拔高度 |
海拔高度较高 4000 m (13124 ft) |
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电机电缆长度 |
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|
50 m (164 ft) |
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100 m (328 ft) |
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10 m (32.8 ft),变频器框架规格为 FSA,带有类别为 C3 的集成式进线滤波器 |
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25 m (82 ft) |
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|
50 m (164 ft) |
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200 m (656 ft)(屏蔽和非屏蔽) |
|||||||
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150 m (492 ft)(屏蔽和非屏蔽),适合框架型号 FSA 到 FSD |
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振动 |
|
|||||||
|
5 ~ 9 Hz:偏移,3.5 mm |
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应用领域 IIa |
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冲击载荷 |
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应用领域 III |
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FSAA |
FSAB |
FSA |
FSA |
FSB |
FSC |
FSD |
FSE |
外形尺寸 |
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|
68 (2.68) |
68 (2.68) |
90 (3.54) |
90 (3.54) |
140 (5.51) |
184 (7.24) |
240 (9.45) |
245 (9.65) |
|
142 (5.59) |
142 (5.59) |
150 (5.91) |
166 (6.54) |
160 (6.3) |
182 (7.17) |
206.5 (8.13) |
264.5 (10.41) |
|
107.8 (4.24) |
127.8 (5.03) |
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 |
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|
0.6 kg (1.32 lb) |
0.8 kg (1.76 lb) |
– |
– |
1.6 kg (3.53 lb) |
2.5 kg (5.51 lb) |
– |
– |
|
0.7 kg (1.54 lb) |
0.9 kg (1.98 lb) |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
– |
– |
– |
– |
1.8 kg (3.97 lb) |
2.8 kg (6.17 lb) |
– |
– |
|
||||||||
|
– |
– |
0.9 kg (1.98 lb) |
1 kg (2.21 lb) |
1.6 kg (3.53 lb) |
2.4 kg (5.29 lb) |
3.9 kg (8.60 lb) |
6.4 kg (14.1 lb) |
|
– |
– |
1 kg (2.21 lb) |
1.1 kg (2.43 lb) |
1.8 kg (3.97 lb) |
2.6 kg (5.73 lb) |
4.3 kg (9.48 lb) |
7 kg |
较小安装间隙 |
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100 mm (3.94 in) |
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|
100 mm |
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|
0 mm |
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适用性证书 |
cULus、CE、RCM、KC |
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环境等级 |
污染等级:3S2 |
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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) |
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UL 认证,符合 |
UL508C |
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EMC 标准、发射辐射和干扰电压(传导辐射) |
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230 V 1 AC,带集成进线滤波器的 FSAA 和 FSAB,或带外部进线滤波器的非滤波器型,屏蔽电缆 ≤5 m (4.92 ft) |
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注 |
EMC 产品标准 EN 61800?3 并不直接适用于变频器,但是适用于一个 PDS(动力传动系统),这个 PDS 除了变频器外,还涵盖完整的电路系统、电机和电缆。变频器本身通常*按照电磁兼容性指令进行标记。 |
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