ΣΥΜΕΝΣ 430/440 INVERTER/CONVERTER DRIVER BOARDΣυμβολοφόρος πίνακας A5E00825002

Siemens A5E00825002∙ IGD1/R3-BGR Δίσκος με μονάδες εξόδου IGBT ∙ 480V / 650V DC / 260A

Αριθμός μέρους:Α5Ε00825002

Παρασκευαστής:Siemens AG (Γερμανία)

Τύπος προϊόντος:Πίνακας οδήγησης ∆ΙΓΔ1/R3-BGR IGBT Gate Driver με μονάδες εξόδου

Οικογένεια προϊόντων:MICROMASTER 440 / MICROMASTER 430 (MM440 / MM430)

Σύνοψη

The A5E00825002 is the IGD1/R3-BGR drive board — the first-generation IGBT gate driver assembly complete with IGBT output modules — for Siemens MICROMASTER 440 and MICROMASTER 430 AC drives in the 110 kW class.

Η πλακέτα είναι η καρδιά του τμήματος ισχύος του MM440 σε αυτό το επίπεδο ισχύος: μεταφέρει το κύκλωμα οδηγού πύλης που ενεργοποιεί τα IGBT του μετατροπέα,η τρέχουσα διαδρομή μέτρησης που τροφοδοτεί πίσω στον αλγόριθμο ελέγχου διανυσμάτων της μονάδας, και οι ίδιες τις μονάδες IGBT που κάνουν την πραγματική υψηλής ισχύος εναλλακτική μετάβαση.

Το MICROMASTER 440 με ισχύ 110 kW (6SE6440-2UD41-1FA1 και παρόμοια) χρησιμοποιείται σε ορισμένες από τις πιο απαιτητικές βιομηχανικές εφαρμογές συνεχούς λειτουργίαςβιομηχανικοί ανεμιστήρες, και αντλίες επεξεργασίας όπου η κίνηση λειτουργεί κοντά στη ονομαστική ισχύ για παρατεταμένες περιόδους.

Σε αυτό το επίπεδο ισχύος, το φυσικό μέγεθος του οδηγού πύλης IGBT και της συναρμολόγησης μονάδας αυξάνεται σημαντικά σε σύγκριση με τις παραλλαγές MM440 χαμηλότερης ισχύος.

Το A5E00825002 αντανακλά αυτό: ο συντελεστής μορφής R3-BGR είναι μια μεγαλύτερη, πιο ουσιαστική συναρμολόγηση από τις σανίδες της σειράς R που χρησιμοποιούνται σε μικρότερα μεγέθη πλαισίου.

Το προσάρτημα "BGR" στην ονομασία R3-BGR προσδιορίζει την ειδική αναθεώρηση του συμβουλίου για αυτόν τον συνδυασμό IGBT και τρέχουσας διαβάθμισης.

It distinguishes this board from the closely related A5E00825001 — which serves the 210A variant at the same 480V/650VDC bus — confirming that the 260A rating is specific to the A5E00825002 and the two boards are not interchangeable.

Βασικές προδιαγραφές

IGD1 ∆ιαχειριστή πύλης IGBT πρώτης γενιάς

Η ονομασία IGD1 προσδιορίζει ότι η πλακέτα αυτή ανήκει στην πρώτη γενιά της σειράς IGBT της Siemens για κινητήρες SINAMICS και MICROMASTER.

Η γενιά IGD1 καθιέρωσε τη θεμελιώδη αρχιτεκτονική που αργότερα εξελίχθηκε σε IGD2 που χρησιμοποιήθηκε στις πλατφόρμες πλαισίων SINAMICS S120 και SINAMICS G120.

Το IGD1 λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο με τις μεταγενέστερες γενιές: λαμβάνει εντολές PWM από τη μονάδα ελέγχου της μονάδας κίνησης μέσω συνδέσμων οπτικών ινών,παράγει τους παλμούς πύλης για κάθε μία από τις έξι θέσεις IGBT στην τριφασική γέφυρα, και παρακολουθεί κάθε IGBT για ακαθαρσία (ανίχνευση υπερστροφής) μέσω της οδού ανατροφοδότησης του οδηγού πύλης.

Η σύνδεση οπτικών ινών μεταξύ της πλακέτας ελέγχου και του IGD1 παρέχει γαλβανική απομόνωση μεταξύ των ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου χαμηλής τάσης και του τμήματος παροχής υψηλής τάσης, ̇ σε διασύνδεση 650V συνεχούς ρεύματος,Αυτή η απομόνωση είναι απαραίτητη για την ασφάλεια και για την πρόληψη του θορύβου υψηλής συχνότητας μετάδοσης από την εξάπλωση πίσω στα ηλεκτρονικά ελέγχου..

Το A5E00825002 ενσωματώνει τη διεπαφή οπτικών ινών για αυτή τη διαδρομή επικοινωνίας ως μέρος του συνόλου PCB.

FS450R12KE3-S1 IGBT μονάδα σε 260A

Ο FS450R12KE3-S1 είναι μια πλήρης τρισδιάστατη μονάδα γέφυρας IGBT με ονομαστική ισχύ 450A συνεχούς (1200V VCES), που χρησιμοποιείται στον A5E00825002 με μειωμένο ρεύμα λειτουργίας 260A.Αυτή η υποτίμηση είναι σκόπιμη λειτουργία της μονάδας κάτω από το μέγιστο ισχύ της παρατείνει τη θερμική διάρκεια ζωής, μειώνει την εκδρομή θερμοκρασίας διασταύρωσης κατά τη διάρκεια των μεταβατικών φορτίων και παρέχει περιθώριο κατά των στιγμιαίων υπερφόρτωσης κατά τη διάρκεια της ικανότητας υπερφόρτωσης 150% του MM440 σε διαστήματα 60 δευτερολέπτων.

Με είσοδο 480V AC, το λεωφορείο συνεχούς ρεύματος βρίσκεται περίπου σε 650V DC.

Το 1200V VCES του FS450R12KE3-S1 παρέχει επαρκές περιθώριο τάσης σε αυτή την τάση λεωφορείου, λαμβάνοντας υπόψη τις κορύφους τάσης σβήσεως που παράγονται από τον αντιδραστήρα εξόδου της κίνησης και τις επαγωγές καλωδίων.

Η Siemens καθορίζει τη συσκευή 1200V για αυτή την τάση λεωφορείου ακριβώς επειδή το περιθώριο ασφάλειας στις ονομαστικές συνθήκες εξόδου της μονάδας είναι απαραίτητο για μακρά διάρκεια ζωής IGBT.

F022 Λάθος και το A5E00825002

Ο κωδικός ελαττώματος MM440 F022 που υποδεικνύει ελάττωμα της οπτικής ινώδους διεπαφής μεταξύ της πλακέτας ελέγχου και της πλακέτας IGD είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους κωδικούς ελαττώματος που συνδέονται με τον A5E00825002 σε λειτουργία.

Όταν αυτό το σφάλμα εμφανίζεται σε ένα 110kW MM440, η πλακέτα ελέγχου της κίνησης έχει χάσει την επικοινωνία με την πλακέτα ελέγχου της πύλης μέσω της σύνδεσης οπτικών ινών.να ελέγχει τα καλώδια οπτικών ινών μεταξύ του A5E00825002 και της πλακέτας ελέγχου: ελέγξτε αν υπάρχουν σπασμένες ίνες, μολυσμένες συνδέσεις ή καλώδια που έχουν λυγίσει αρκετά σφιχτά ώστε να σπάσει η ίνες.

Μια κατεστραμμένη ίνα είναι πολύ πιο συχνή από μια πραγματική βλάβη σαν αιτία F022.

Εάν οι συνδέσεις ινών είναι άθικτες και η F022 παραμένει, το κύκλωμα οδηγού πύλης στο ίδιο το A5E00825002 έχει αποτύχει και απαιτείται αντικατάσταση της πλακέτας.

Γενικές ερωτήσεις

Ερώτηση 1: Η κίνηση MM440 110kW δείχνει F022 (λάθος της πλακέτας οπτικών ινών). Η A5E00825002 έχει επιθεωρηθεί οπτικά και δεν είναι ορατή καμία φυσική βλάβη. Τι πρέπει να ελέγχεται πριν από την αντικατάσταση της πλακέτας;

Το F022 χωρίς ορατή φυσική βλάβη είναι σχεδόν πάντα πρόβλημα καλωδίου οπτικών ινών και όχι βλάβη της πλακέτας.Αφαιρέστε κάθε καλώδιο οπτικών ινών από τις συνδέσεις του A5E00825002 και από τις συνδέσεις της πλακέτας ελέγχου- Ελέγξτε τα άκρα του καλωδίου κάτω από έντονο φως - αναζητήστε μόλυνση, ρωγμές στο κάλυμμα από πλαστικές ίνες ή αποχρωματισμό στην άκρη.

Δοκιμάστε τη μετάδοση κάθε καλωδίου με μια απλή πηγή LED και ανιχνευτή, αν υπάρχει. Αντικαταστήστε οποιοδήποτε ύποπτο καλώδιο.

Ε2: Η A5E00825002 έχει βαθμολογία 260A, αλλά η FS450R12KE3-S1 IGBT έχει βαθμολογία 450A. Γιατί υπάρχει τόσο μεγάλη διαφορά;

Το 450A του IGBT είναι το μέγιστο ρεύμα του συλλέκτη σε συνθήκες παλμού σε ελεγχόμενη θερμοκρασία.θερμικά περιορισμένο περιβάλλον σφραγισμένου κιβωτίου κίνησης, με τις απώλειες διακόπτη από το PWM στη συχνότητα φορέα της κίνησης και τη δυνατότητα υπερφόρτωσης της κίνησης, το πρακτικό συνεχές ρεύμα από αυτή τη μονάδα είναι σημαντικά χαμηλότερο.

Η συνεχής ισχύς 260A του A5E00825002 είναι η θερμικά βιώσιμη ισχύς σε ονομαστικές περιβαλλοντικές συνθήκες για το σασί κίνησης MM440, λαμβάνοντας υπόψη όλους αυτούς τους παράγοντες.Το κενό κεφαλιού μεταξύ 260A και 450A παρέχει το περιθώριο για το 150% υπερφόρτωσης της κίνησης και για τη μακροζωία του μοντέλου.

Ε3: Μπορεί η πλακέτα A5E00825002 (260A) να χρησιμοποιηθεί σε MM440 που είχε αρχικά την πλακέτα A5E00825001 (210A);

Όχι οι δύο πλακέτες εξυπηρετούν διαφορετικές ονομασίες κίνησης (110 kW έναντι της χαμηλότερης ονομασίας κίνησης που σχετίζεται με 210A).βαθμονόμηση ρεύματος αισθητήρα, και οι παράμετροι διεπαφής ελέγχου ταιριάζουν με την συγκεκριμένη μονάδα που εξυπηρετούν.

Η εγκατάσταση μιας πλακέτας 260A σε μια μονάδα κίνησης μεγέθους 210A εισάγει μια ασυμφωνία μέτρησης ∙ η κλίμακα ρεύματος της πλακέτας ελέγχου θα είναι λανθασμένη, με αποτέλεσμα να υπάρχει ακατάλληλος περιορισμός ρεύματος,ψευδείς σφάλματα υπερεύματοςΠάντοτε να επιβεβαιώνετε τον ακριβή αριθμό A5E στην ετικέτα της εγκατεστημένης πλακέτας πριν παραγγείλετε αντικατάσταση.

Ε4: Κατά την αντικατάσταση του A5E00825002, είναι απαραίτητο να εφαρμόζεται επίσης υλικό θερμικής διεπαφής μεταξύ της μονάδας IGBT και του αποβλήτου θερμότητας;

Ναι, χωρίς εξαίρεση, η μονάδα IGBT κάνει στενή επαφή με τον αλουμινένιο απορροφητήρα του κινητήρα.

Το υλικό θερμικής διεπαφής ∙ συνήθως μια ένωση ή ένα πακέτο αλλαγής φάσης ∙ γεμίζει τα μικροσκοπικά κενά αέρα μεταξύ των δύο επιφανειών,μείωση δραματικά της θερμικής αντίστασης από τη σύνδεση IGBT στον αποβλήτη.

Χωρίς κατάλληλο TIM, οι θερμοκρασίες των διασταυρώσεων IGBT υπό πλήρες φορτίο μπορεί να είναι δεκάδες βαθμούς υψηλότερες από τη θερμοκρασία του αποβλήτου, φθάνοντας εύκολα στην απόλυτη μέγιστη θερμοκρασία διασταυρώσεων της μονάδας.

Θα προκύψει σφάλμα υπερθερματισμού (F0004 σε MM440) ή πρόωρη βλάβη IGBT. Ακολουθήστε τη διαδικασία εφαρμογής TIM που καθορίζεται από τη Siemens κατά την εγκατάσταση.

Ε5: Η μονάδα προηγουμένως έτρεχε με πλήρες φορτίο 110kW χωρίς προβλήματα. Μετά από μια διακοπή ρεύματος, η μονάδα τώρα εμφανίζει F0001 (υπερσύστημα) σε οποιοδήποτε επίπεδο φορτίου άνω του 50%.

Ένα κατώτατο όριο ελαττώματος υπερεύματος που πέφτει μετά από ένα συμβάν ισχύος, ιδίως σε ένα συγκεκριμένο ποσοστό φορτίου, συνήθως υποδηλώνει ότι μια θέση IGBT στο A5E00825002 έχει υποστεί μερική βλάβη.

Το IGBT μπορεί να συνεχίσει να διεξάγει και να αλλάζει, αλλά με υποβαθμισμένο χαρακτηριστικό VCE (sat), προκαλώντας την αποσιτισμό σε χαμηλότερο ρεύμα από ό, τι πριν από το γεγονός.Το κύκλωμα ανίχνευσης αποσιτισμού του οδηγού της πύλης ενεργοποιεί το F0001 όταν ανιχνεύει αυτό το ανώμαλο VCE (sat).

Το πλήρες φορτίο αποκαλύπτει το σφάλμα επειδή το ρεύμα είναι αρκετά υψηλό για να ενεργοποιήσει το κατεστραμμένο κατώτατο όριο προστασίας.

An oscilloscope measurement of the three motor phase currents during the fault will typically show asymmetry on one phase — pointing to the specific damaged IGBT position before full board replacement is decided.