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上海騰樺電氣設(shè)備有限公司
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功能概述
允許在運行時超過裝置額定銘牌上指定的額定直流(大允許連續(xù)直流電流)。但是超過的程度和持續(xù)時間要受到特定的限制,這在下面進行詳細說明。
過載電流的上限是 1.8 倍的額定直流電流。高過載持續(xù)時間取決于過載電流的時間特性,以及該裝置的過載歷史,還取決于具體的設(shè)備情況。
每次過載都必定跟隨有欠載(過載相的負載電流小于額定直流電流)。一旦達到高允許過載持續(xù)時間,負載電流必須返回到至少值 ≤ 額定直流電流。
通過對電源部分進行熱監(jiān)視可以確定動態(tài)過載持續(xù)時間(I2t 監(jiān)視)。I2t 監(jiān)視使用實際負載電流的時間特性計算環(huán)境溫度以上晶閘管損耗層溫度上升的替代值的時間特性。在這種情況下,要把具體的設(shè)備特性(例如熱阻和時間常數(shù))加入到計算中。當轉(zhuǎn)換器打開時,計算過程從初始值開始,該初始值在關(guān)斷/線路供電故障之前確定。在設(shè)置參數(shù)時必須把環(huán)境條件(環(huán)境溫度和安裝高度)考慮進來。
計算獲得的替代消耗層溫度上升超過允許值時,I2t監(jiān)視會發(fā)出響應。作為響應,有兩種選擇可以被參數(shù)化:
可以禁用 I2t 監(jiān)視功能。在這種情況下,電樞電流高限制為額定直流電流。
動態(tài)過載能力的組態(tài)
組態(tài)單包含以下信息:
備注:如果計算獲得的替代損耗層溫度上升不超過高允許值的 5%,則認為電源部分處于“低溫”狀態(tài)。該狀態(tài)可以使用二進制可分配輸出查詢。
帶過載間歇運行時具有極限特性的磁場結(jié)構(gòu)
具有極限特性的磁場是指具有總持續(xù)時間 300s 的間歇過載運行的負載循環(huán)。這種負載循環(huán)包括兩個時間部分——基本負載持續(xù)時間(電樞電流實際值 ≤ 額定直流電流)和過載持續(xù)時間(電樞電流實際值 ≥ 額定直流電流)。
每個極限特性會把一個特定裝置的大基本負載電流表示成針對小負載持續(xù)時間(極限基本負載電流)的過載系數(shù)(極限基本負載電流,按額定直流電流的 a% 計算)。對于負載循環(huán)的剩余持續(xù)時間,大允許過載電流通過過載系數(shù)確定。如果對于所需的過載系數(shù)沒有指定極限特性,則要遵守針對下一個高過載系數(shù)的極限特性。
極限特性的勵磁對于 300s 負載循環(huán)有效。使用基本計算算法,負載循環(huán)可以長于或短于 300s 的負載循環(huán)持續(xù)時間組態(tài)。現(xiàn)在使用兩個基本任務顯示。
基本任務1 和 2 的特性舉例
基本任務 1
SINAMICS DC MASTER 裝置可以通過并聯(lián)來增加額定功率。必須滿足一下輔助條件:
在 CUD 上配備傳輸觸發(fā)脈沖以及建立更高等級通訊所需的硬件和插頭。
多可以并聯(lián) 6 部設(shè)備。多部裝置并聯(lián)時,主裝置應該放置在中間,以便信號連接方便。主從裝置之間從總線到總線的長并聯(lián)接口線長度:15 m。
同樣,每部SINAMICS DC MASTER 裝置需要獨立的換相電抗器(uK 小 2 %),以便平均分配電流。電抗器公差差異決定的電流分配。對于無降級(電流下降)運行,推薦公差 5% 或更好。
只允許具有相同額定直流電流的裝置并聯(lián)。
裝置并聯(lián)時,允許的輸出電流為(維持輔助條件時):
Imax = n × IN(SINAMICS DC MASTER)
n = SINAMICS DC MASTER 裝置的數(shù)量
冗余運行(“(n+m)運行”模式)
SINAMICS DC MASTER 裝置還可以用在冗余配置中,作為特殊的并聯(lián)運行模式。在此運行模式下,如果一臺裝置故障(例如電源部分的保險燒斷),其他 SINAMICS DC MASTER 裝置可以維持運行。正確組態(tài)好和互聯(lián)好之后,電樞電路和勵磁電路都可以冗余運行。
當一個裝置故障時,其他SINAMICS DC MASTER 裝置還可以正常運行、持續(xù)工作不會中斷。在組態(tài)系統(tǒng)時,需要特別注意在冗余應用中,只須滿足 n 個裝置的額定功率(而不是 n+m 個裝置)。
在發(fā)生故障時,主裝置的功能會自動轉(zhuǎn)移。這樣一來,無論是主裝置的電源部分故障還是從裝置的電源部分故障,系統(tǒng)都會繼續(xù)運行。(可以根據(jù)要求提供冗余運行時的 MTBF 數(shù)據(jù)。)
SINAMICS DC MASTER 裝置并聯(lián)時的電樞電路連接示意圖
(1) 需要相同的 1U1/1V1/1W1 相序。
(2) 需要相同的 1C1/1D1 相序。
(3) 裝置使用(8 針)屏蔽跳線(UTP CAT5 型,符合ANSI/EIA/TIA 568 標準)連接,與 PC 網(wǎng)絡技術(shù)中使用的網(wǎng)線相同?梢灾苯訌奈鏖T子購買標準的 5m 長線電纜(訂貨號:6RY1707-0AA08)。n 個裝置并聯(lián)需要 (n-1) 條電纜。必須激活連接在總線首端和末端所連接的裝置/設(shè)備上的總線終端。
(4) 這些熔斷器只能用在 850A 及以下的設(shè)備上。
(5) 只適用于 850A 及以下四象限運行的裝置。
除了現(xiàn)有的集成模擬量輸入/輸出之外,模擬擴展模塊還可以提供更多的模擬量輸入/輸出使用選擇。
這為用戶提供了下列優(yōu)勢:
信號模塊具有與基本設(shè)備相同的設(shè)計特點。
信號板直接插到每個 S7-1200 CPU 前面的插座中。
說明
信號模塊不能與 CPU 1211C 一起使用。
信號板可以與 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用。
使用 SM 1278 模塊,可通過一條 3 線制電纜與多 4 個外部 IO-Link 設(shè)備或 4 個標準執(zhí)行器/傳感器進行數(shù)據(jù)交換。 由于有大量參數(shù)設(shè)置選項,可以針對通信伙伴靈活調(diào)整控制。由于 IO-Link 與標準傳感器兼容,也可在 IO-Link 主站上運行符合 IEC 61131 類型 1 的市售傳感器。
LED 指示燈
根據(jù)所使用的 CPU 類型,一個 S7-1200 CPU 上可連接多達 8 個 SM 1278 模塊。
所支持的功能
支持的數(shù)據(jù)傳輸速率
自動化系統(tǒng)主要通過以下特性來識別:
但是,機械工程需求差異非常大,取決于具體的機器型號。
每個硬件平臺在特定應用中使用時都有其優(yōu)點。
不同的平臺之間還可以非常輕松地進行組合,這是模塊化機器和設(shè)備的突出優(yōu)點。因為單個的硬件平臺總是具有相同的系統(tǒng)特性,即不論使用什么平臺,功能和工程總是一樣。
PROFIBUS 或 PROFINET 可以用來創(chuàng)建驅(qū)動和 I/O 之間的遠程連接。
PROFINET/PROFIBUS 還可以用于 HMI 設(shè)備(如 SIMATIC HMI 或 SIMATIC S7 之類的上位控制器)之間的通信。這就意味著,SIMATIC HMI 面板以及安裝有 WinCC 的 PC 可以用作操作員系統(tǒng)。甚至第 3 方應用也可以通過 OPC 接口與 SIMOTION 進行通信。
在 SIMOTION D 中,SIMOTION 的功能直接集成于 SINAMICS S120 驅(qū)動系統(tǒng)的閉環(huán)控制模塊中。因此,整個系統(tǒng)(包括開環(huán)控制和驅(qū)動)都極其緊湊且響應快速。
SIMOTION D 提供兩種型號:
這種性能細分確保大程度的可擴展性和靈活性。應用領(lǐng)域從單軸機器到高性能的多軸機器。為了實現(xiàn)可視化和操作,SIMATIC HMI 設(shè)備可通過 PROFIBUS、以太網(wǎng)或 PROFINET 進行連接,具體取決于SIMOTION D 的型號。通過 PROFINET 或 PROFIBUS 來連接分布式 I/O。
SIMOTION C 是采用 SIMATIC S7-300 設(shè)計的運動控制器。
其提供兩種型號,接口不同,但運動控制功能或性能都相同。除了已經(jīng)集成的 I/O 外,兩種控制器還可通過 SIMATIC S7-300 系列的 I/O 模塊加以擴展。
SIMOTION C240 是采用模擬量設(shè)定值接口和步進驅(qū)動器的應用的理想解決方案。它具有四個內(nèi)置驅(qū)動器和編碼器接口,非常適合機器改裝項目。
SIMOTION C240 PN 可用于基于 PROFINET 的機器自動化項目。這種控制器具有三個 PROFINET 端口,除支持 TCP/IP 和 RT 通信外,還支持具有 IRT 功能的 PROFINET。它能夠操作采用 PROFIdrive 行規(guī)的 PROFINET 驅(qū)動器以及 PROFINET I/O(如高速 SIMATIC ET 200SP)。
兩種型號都另外配備兩個 PROFIBUS 接口,通過這兩個接口可以連接支持 PROFIdrive 行規(guī)和標準 I/O 的驅(qū)動。除此以外,兩個控制器還具有工業(yè)以太網(wǎng)接口,從而提供更多的通信選項。
SIMOTION P 是基于 PC 的運動控制系統(tǒng),具有兩種型號:
由于 PC 中不含旋轉(zhuǎn)部件,SIMOTION P320-4 系統(tǒng)適用于惡劣環(huán)境中的應用。兩個 PC 都配有針對 SIMOTION 的常見實時擴展系統(tǒng)。這就意味著,除了 SIMOTION 機器應用程序以外,還可能隨時運行其他 PC 應用程序,例如 SIMOTION 工程系統(tǒng)、操作員應用程序、過程數(shù)據(jù)例程或標準的 PC 應用程序。
借助其的處理器性能,SIMOTION P350-4 特別適合對性能要求較高的應用(如具有高動態(tài)配置和壓力控制回路的液壓應用)。
SIMOTION P320-4 特別適合惡劣的操作環(huán)境。由于其尺寸小,因此對于許多可用空間有限并且需要設(shè)計非常堅固的應用均是佳選擇。
SIMOTION P320-4 可通過各種不同的 SIMOTION 工業(yè)平板顯示器來操作 (IFP)。提供了不同的屏幕大小,既可以使用鍵盤和鼠標,也可以使用觸摸屏進行操作。
這兩個型號都標配有一個現(xiàn)場總線接口,其形式為集成式 PROFINET 接口(3 個端口)。IsoPROFIBUS board 板可安裝在擴展插槽內(nèi)以實現(xiàn) PROFIBUS 應用。IsoPROFIBUS 板具有兩個附加 PROFIBUS 接口。
通過 SIMOTION,帶有眾多不同機器的運動任務可輕松、統(tǒng)一地執(zhí)行。
為了方便任務的執(zhí)行,一個非常特別的多層軟件結(jié)構(gòu)被選擇作為運行系統(tǒng)。所有 SIMOTION 設(shè)備都提供了 PLC 功能等基本功能,帶有符合標準 IEC 61131-3 的一個指令集。用戶可使用隨附的工藝包和函數(shù)庫來擴展基本功能。
工藝包、函數(shù)庫和運行系統(tǒng)的多層結(jié)構(gòu)相結(jié)合,可將 SIMOTION 的功能加以擴展。
可伸縮
使用靈活
可擴展
每個技術(shù)功能包都為相關(guān)技術(shù)提供了完整功能。例如,運動控制功能包提供了用于精確定位運動的所有功能(包括凸輪系統(tǒng))。
它還負責處理與驅(qū)動器之間進行的設(shè)定點和實際值循環(huán)交換,包括位置控制、運動曲線的計算、運動的刪除和超控、歸位功能、編碼器切換、軸的釋放、狀態(tài)信息,等等。
除運動控制工藝包(包括定位、同步操作、輸出凸輪和路徑插補)之外,還提供了用于其他技術(shù)的功能包,如溫度控制。
功能庫提供了標準功能
模塊化用戶功能也可存儲為庫,以便在項目中以標準形式執(zhí)行。
SIMOTION 系統(tǒng)為自動控制任務(尤其是運動控制應用)構(gòu)建了一個可擴展的系統(tǒng)平臺。
借助系統(tǒng)的可擴展性,可以實施經(jīng)濟的定制應用。
模塊化的 SIMOTION 軟件可實現(xiàn)完美集成,并且為自動控制過程的各個階段提供簡單易用的功能。
SIMOTION 軟件分為以下幾類:
運行軟件
SIMOTION Kernel – 基本功能
SIMOTION Kernel 提供基本功能,是所有 SIMOTION 設(shè)備的組件。
SIMOTION 技術(shù)包
SIMOTION 技術(shù)包支持通過模塊化方式進行功能擴展。
SIMOTION IT – 維修和診斷功能
支持簡單的診斷、維修或 HMI 應用,無需使用 SIMOTION SCOUT。
配置軟件
SCOUT 工程系統(tǒng)擁有多種高性能工具,可以為機器自動控制領(lǐng)域需要的所有工程步驟提供簡單而又佳的支持。
SIMOTION CamTool 作為可選包提供,可輕松創(chuàng)建凸輪信號。
借助可選的驅(qū)動控制圖包,可通過預定義的功能塊(驅(qū)動控制塊,DCB)以圖形化的方式輕松配置各種技術(shù)功能。 SCOUT TIA(TIA Portal 中的 SIMOTION)沒有該功能。
SCOUT 組態(tài)系統(tǒng)可在 SIMATIC STEP 7 中使用,它具有集成數(shù)據(jù)管理和組態(tài)功能,或者可作為獨立組態(tài)工具使用。 SCOUT TIA(TIA Portal 中的 SIMOTION)包含在 SCOUT 的供貨范圍中,可在 TIA Portal V13 或其更高版本中使用。
除 SIMOTION 軟件外,為方便在操作面板、觸摸面板或多功能面板以及 Panel PC 或 PC 系統(tǒng)中為 HMI 進行編程,還提供了其他標準軟件產(chǎn)品。
SIMATIC HMI 軟件
使用 SIMATIC WinCC(TIA 博途)和 SIMATIC WinCC 產(chǎn)品系列,SIMATIC HMI 提供整個 HMI 范圍的可視化和組態(tài)軟件。
另見“自動化技術(shù)”、“SIMATIC HMI 操作控制和監(jiān)控系統(tǒng)”、“HMI 軟件”。
當前可供貨的第二代精智面板和基本面板可以用作 SIMOTION 的 HMI 面板。
HMI 工程組態(tài)有三種不同的可能性:
其他可選 SIMATIC 軟件
SIMOTION Utilities & Applications
免費提供的 SIMOTION Utilities & Applications DVD 是對 SIMOTION 軟件的補充,其中包含各種面向 SIMOTION 應用的有用信息和工具,以及 SIMOTION easyProject。
項目生成器 SIMOTION easyProject 支持將基本和模塊化的機器功能集成到 SCOUT 工程項目中。
對于數(shù)量結(jié)構(gòu)有限的簡單應用,建議使用基本型 HMI,這種產(chǎn)品性價比高,運行快 ,操作直觀。
這些面板提供了明亮的顯示質(zhì)量和高性能可視畫面,可顯著簡化機器設(shè)備的操作。您還可以通過完整靈活的解決方案在安裝、調(diào)試和工程期間節(jié)省寶貴的時間。
SIMATIC HMI 按鍵型面板
按鍵式面板可方便地作為操作面板使用,由于采取裝配式結(jié)構(gòu),易于安裝,可節(jié)省大量時間與。
所有帶燈按鈕均可自由配置,并配有五個彩色 LED(紅色、綠色、藍色、黃色和白色)。所有按鈕也可以防護等級 IP65 進行輕松刻字。背面有用于連接執(zhí)行器和傳感器的集成式 IO 端子。
SIMATIC HMI 精簡面板
精簡面板非常適合經(jīng)濟有效地執(zhí)行機器級的簡易可視化任務;咎匦耘c功能以及極具吸引力的價格使其成為理想入門級設(shè)備。
提供有以下模塊:
STARTER 調(diào)試工具操作簡便,可用于:
此軟件可作為獨立 PC 應用軟件運行,也可作為與 TIA 兼容的程序集成在 SIMATIC STEP 7 中或集成到 SCOUT 工程組態(tài)系統(tǒng)中(適用于 SIMOTION)。其基本功能和操作在兩種情況下是相同的。
除 SINAMICS 變頻器外,STARTER 還支持 MICROMASTER 4 設(shè)備。
使用項目向?qū)В梢詫Ⅱ?qū)動系統(tǒng)添加到項目結(jié)構(gòu)樹中。
面向解決方案的對話窗導航功能可以向初學者提供支持,同時,圖形化顯示功能可在設(shè)置驅(qū)動參數(shù)時幫助理解。
調(diào)試由向?qū)Чδ苓M行引導,該向?qū)Э赏瓿沈?qū)動系統(tǒng)中的所有基本設(shè)置。因此,作為驅(qū)動器組態(tài)過程的一部分,只需設(shè)置一些參數(shù),便可啟動和運行電機。
所需的各個設(shè)置使用基于圖形的參數(shù)化界面,界面也可精確顯示驅(qū)動系統(tǒng)的運行原理。
可獨立設(shè)置的示例包括:
專家們可以使用專家列表明確、快速地隨時訪問單獨的參數(shù)。對常用參數(shù)的個別編輯可保存在專用的用戶列表和監(jiān)控表中。
此外,還有下列功能可用于:
診斷功能提供以下信息:
必須滿足以下低系統(tǒng)要求:
STARTER(V4.5 SP1 及更高版本)可安裝在虛擬機中。為此,請選擇可使用下面指定版本或較新版本的虛擬平臺:
使用以下來賓操作系統(tǒng),可以在所選的虛擬化平臺中安裝 STARTER:
1) 取決于驅(qū)動裝置不支持 MICROMASTER 4、SINAMICS G110、SINAMICS G120(固件版本 <V4.4)、SINAMICS G110D 和 SINAMICS G120D(固件版本 < V4.5)。
可通過 PROFIBUS 或 PROFINET/以太網(wǎng)或串行接口來交換數(shù)據(jù)。
為了執(zhí)行編程和維護,可通過 PROFIBUS 將編程器/PC 連接到 CU320-2 控制單元。必須使用連接電纜在編程器/PC 上進行 PROFIBUS 連接。
而且,也可以通過以太網(wǎng)、CBE20 通信板(可選)或 CU320-2 控制單元上的以太網(wǎng)接口 -X127 建立 CU320-2 控制單元和編程器/PC 之間的連接。
注意:
端子排 -X127 適合于與編程器/PC 之間的通信連接,僅用于維修和調(diào)試。
功能概述
允許在運行時超過裝置額定銘牌上指定的額定直流(大允許連續(xù)直流電流)。但是超過的程度和持續(xù)時間要受到特定的限制,這在下面進行詳細說明。
過載電流的上限是 1.8 倍的額定直流電流。高過載持續(xù)時間取決于過載電流的時間特性,以及該裝置的過載歷史,還取決于具體的設(shè)備情況。
每次過載都必定跟隨有欠載(過載相的負載電流小于額定直流電流)。一旦達到高允許過載持續(xù)時間,負載電流必須返回到至少值 ≤ 額定直流電流。
通過對電源部分進行熱監(jiān)視可以確定動態(tài)過載持續(xù)時間(I2t 監(jiān)視)。I2t 監(jiān)視使用實際負載電流的時間特性計算環(huán)境溫度以上晶閘管損耗層溫度上升的替代值的時間特性。在這種情況下,要把具體的設(shè)備特性(例如熱阻和時間常數(shù))加入到計算中。當轉(zhuǎn)換器打開時,計算過程從初始值開始,該初始值在關(guān)斷/線路供電故障之前確定。在設(shè)置參數(shù)時必須把環(huán)境條件(環(huán)境溫度和安裝高度)考慮進來。
計算獲得的替代消耗層溫度上升超過允許值時,I2t監(jiān)視會發(fā)出響應。作為響應,有兩種選擇可以被參數(shù)化:
可以禁用 I2t 監(jiān)視功能。在這種情況下,電樞電流高限制為額定直流電流。
動態(tài)過載能力的組態(tài)
組態(tài)單包含以下信息:
備注:如果計算獲得的替代損耗層溫度上升不超過高允許值的 5%,則認為電源部分處于“低溫”狀態(tài)。該狀態(tài)可以使用二進制可分配輸出查詢。
帶過載間歇運行時具有極限特性的磁場結(jié)構(gòu)
具有極限特性的磁場是指具有總持續(xù)時間 300s 的間歇過載運行的負載循環(huán)。這種負載循環(huán)包括兩個時間部分——基本負載持續(xù)時間(電樞電流實際值 ≤ 額定直流電流)和過載持續(xù)時間(電樞電流實際值 ≥ 額定直流電流)。
每個極限特性會把一個特定裝置的大基本負載電流表示成針對小負載持續(xù)時間(極限基本負載電流)的過載系數(shù)(極限基本負載電流,按額定直流電流的 a% 計算)。對于負載循環(huán)的剩余持續(xù)時間,大允許過載電流通過過載系數(shù)確定。如果對于所需的過載系數(shù)沒有指定極限特性,則要遵守針對下一個高過載系數(shù)的極限特性。
極限特性的勵磁對于 300s 負載循環(huán)有效。使用基本計算算法,負載循環(huán)可以長于或短于 300s 的負載循環(huán)持續(xù)時間組態(tài)。現(xiàn)在使用兩個基本任務顯示。
基本任務1 和 2 的特性舉例
基本任務 1
SINAMICS DC MASTER 裝置可以通過并聯(lián)來增加額定功率。必須滿足一下輔助條件:
在 CUD 上配備傳輸觸發(fā)脈沖以及建立更高等級通訊所需的硬件和插頭。
多可以并聯(lián) 6 部設(shè)備。多部裝置并聯(lián)時,主裝置應該放置在中間,以便信號連接方便。主從裝置之間從總線到總線的長并聯(lián)接口線長度:15 m。
同樣,每部SINAMICS DC MASTER 裝置需要獨立的換相電抗器(uK 小 2 %),以便平均分配電流。電抗器公差差異決定的電流分配。對于無降級(電流下降)運行,推薦公差 5% 或更好。
只允許具有相同額定直流電流的裝置并聯(lián)。
裝置并聯(lián)時,允許的輸出電流為(維持輔助條件時):
Imax = n × IN(SINAMICS DC MASTER)
n = SINAMICS DC MASTER 裝置的數(shù)量
冗余運行(“(n+m)運行”模式)
SINAMICS DC MASTER 裝置還可以用在冗余配置中,作為特殊的并聯(lián)運行模式。在此運行模式下,如果一臺裝置故障(例如電源部分的保險燒斷),其他 SINAMICS DC MASTER 裝置可以維持運行。正確組態(tài)好和互聯(lián)好之后,電樞電路和勵磁電路都可以冗余運行。
當一個裝置故障時,其他SINAMICS DC MASTER 裝置還可以正常運行、持續(xù)工作不會中斷。在組態(tài)系統(tǒng)時,需要特別注意在冗余應用中,只須滿足 n 個裝置的額定功率(而不是 n+m 個裝置)。
在發(fā)生故障時,主裝置的功能會自動轉(zhuǎn)移。這樣一來,無論是主裝置的電源部分故障還是從裝置的電源部分故障,系統(tǒng)都會繼續(xù)運行。(可以根據(jù)要求提供冗余運行時的 MTBF 數(shù)據(jù)。)
SINAMICS DC MASTER 裝置并聯(lián)時的電樞電路連接示意圖
(1) 需要相同的 1U1/1V1/1W1 相序。
(2) 需要相同的 1C1/1D1 相序。
(3) 裝置使用(8 針)屏蔽跳線(UTP CAT5 型,符合ANSI/EIA/TIA 568 標準)連接,與 PC 網(wǎng)絡技術(shù)中使用的網(wǎng)線相同。可以直接從西門子購買標準的 5m 長線電纜(訂貨號:6RY1707-0AA08)。n 個裝置并聯(lián)需要 (n-1) 條電纜。必須激活連接在總線首端和末端所連接的裝置/設(shè)備上的總線終端。
(4) 這些熔斷器只能用在 850A 及以下的設(shè)備上。
(5) 只適用于 850A 及以下四象限運行的裝置。