Αρχικό ΠΑΡΑΓΡΑΦΙΚΟ ΠΑΡΑΓΡΑΦΙΚΟ 6SE7031-7HF84-1HH2 6SE70317HF841HH2

Siemens 6SE7031-7HF84-1HH2 | SIMOVERT MASTERDRIVES PCU1 Πλακέτα Μονάδας Προφόρτισης — 380–575V, Σχεδιασμός E & F

Αριθμός Εξαρτήματος: 6SE7031-7HF84-1HH2

Κατασκευαστής: Siemens AG (Γερμανία)

Τύπος Προϊόντος: Πλακέτα Μονάδας Προφόρτισης (PCU1 — Μονάδα Προφόρτισης)

Σειρά Προϊόντων: SIMOVERT MASTERDRIVES (Σειρά 6SE70) 

Επισκόπηση

Το 6SE7031-7HF84-1HH2 είναι η πλακέτα μονάδας προφόρτισης PCU1 για μετατροπείς και αντιστροφείς πλαισίου Siemens SIMOVERT MASTERDRIVES σε διαμορφώσεις σχεδιασμού E και F, που λειτουργούν με τριφασικά τροφοδοτικά AC 380–575V.

Η PCU1 — Μονάδα Προφόρτισης 1 — είναι η ηλεκτρονική μονάδα που είναι υπεύθυνη για τον έλεγχο της ελεγχόμενης τροφοδοσίας των πυκνωτών του DC bus σε ένα σύστημα κίνησης SIMOVERT MASTERDRIVES.

Πρόκειται για ένα ανταλλακτικό σε επίπεδο πλακέτας για τη συντήρηση της λειτουργίας προφόρτισης στην εγκατεστημένη βάση εξοπλισμού SIMOVERT MASTERDRIVES σε διάφορους κλάδους.

Το SIMOVERT MASTERDRIVES είναι η πλήρως ψηφιακή αρθρωτή πλατφόρμα AC drive της Siemens για βιομηχανικές εφαρμογές υψηλής απόδοσης — μια ολοκληρωμένη οικογένεια προϊόντων που καλύπτει μετατροπείς, αντιστροφείς, μονάδες ανορθωτών και μονάδες ανάδρασης αναγέννησης για έλεγχο τριφασικών κινητήρων AC στην περιοχή ισχύος από 2,2kW έως 2300kW.

Οι μονάδες πλαισίου MASTERDRIVES — οι φυσικοί σχεδιασμοί E και F που εξυπηρετεί το 6SE7031-7HF84-1HH2 — είναι συναρμολογήσεις κίνησης τοποθετημένες σε ντουλάπια στο μεσαίο έως υψηλό άκρο της περιοχής ισχύος, που χρησιμοποιούνται σε κυλινδρικά εργοστάσια, μηχανές χαρτιού, γραμμές εξώθησης, δοκιμαστικούς πάγκους, συστήματα ναυτικής πρόωσης και μεγάλες εγκαταστάσεις διαχείρισης υλικών.

Το επίθημα HH2 προσδιορίζει αυτήν ως τη δεύτερη αναθεώρηση της πλακέτας PCU1 τύπου HH για αυτήν την οικογένεια κίνησης.

Η προηγούμενη αναθεώρηση HH1 και η αναθεώρηση HH0 ήταν οι προηγούμενες εκδόσεις της ίδιας πλακέτας.

Η αναθεώρηση HH2 ενσωματώνει ενημερώσεις εξαρτημάτων και βελτιώσεις αξιοπιστίας, διατηρώντας παράλληλα πλήρη λειτουργική και φυσική συμβατότητα με τις συναρμολογήσεις κίνησης που έχουν σχεδιαστεί για τις αναθεωρήσεις HH0 και HH1.

Βασικές Προδιαγραφές

Προφόρτιση — Γιατί είναι Κρίσιμη

Το DC bus σε μια μονάδα πλαισίου SIMOVERT MASTERDRIVES περιέχει μια τράπεζα μεγάλων ηλεκτρολυτικών πυκνωτών. Αυτοί οι πυκνωτές αποθηκεύουν σημαντική ενέργεια — απαραίτητη για τη λειτουργία του συστήματος κίνησης, αλλά και μια πτυχή ασφάλειας.

Όταν το σύστημα κίνησης ενεργοποιείται από μια κατάσταση χωρίς ενέργεια, η απευθείας σύνδεση της πλήρους τάσης τροφοδοσίας AC με μη φορτισμένους πυκνωτές θα προκαλούσε μια αύξηση ρεύματος εισόδου αρκετά μεγάλη ώστε να καταστρέψει τις διόδους του ανορθωτή, να κάψει τις ασφάλειες του DC bus και ενδεχομένως να καταστρέψει τους ίδιους τους πυκνωτές.

Το κύκλωμα προφόρτισης λύνει αυτό το πρόβλημα περιορίζοντας το ρεύμα εισόδου κατά τη φόρτιση του DC bus.

Η πλακέτα PCU1 ελέγχει μια σειρά από αντιστάσεις προφόρτισης και έναν ρελέ παράκαμψης ή επαφέα.

Κατά τη φάση προφόρτισης, η ισχύς τροφοδοσίας AC ρέει μέσω των αντιστάσεων στους πυκνωτές, περιορίζοντας το ρεύμα φόρτισης σε ασφαλή επίπεδα. Όταν οι πυκνωτές έχουν φορτιστεί κοντά στην κορυφή της τάσης τροφοδοσίας — μια διαδικασία που διαρκεί μερικές εκατοντάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου — η πλακέτα PCU1 σηματοδοτεί στον ρελέ παράκαμψης να κλείσει, βραχυκυκλώνοντας τις αντιστάσεις και συνδέοντας την πλήρη τροφοδοσία στους πλέον φορτισμένους πυκνωτές. Στη συνέχεια, το σύστημα κίνησης είναι έτοιμο για κανονική λειτουργία.

Εάν η PCU1 αποτύχει, το σύστημα κίνησης δεν μπορεί να ολοκληρώσει την ακολουθία προφόρτισής του. Το DC bus δεν φτάνει ποτέ στην τάση λειτουργίας του και το σύστημα κίνησης παραμένει σε κατάσταση μη ετοιμότητας.

Το σύμπτωμα είναι συνήθως ένα σφάλμα εκκίνησης — η οθόνη PMU του συστήματος κίνησης εμφανίζει έναν κωδικό σφάλματος που υποδεικνύει αποτυχία προφόρτισης ή χαμηλή τάση DC bus, και το σύστημα κίνησης δεν μπορεί να δοθεί εντολή λειτουργίας.

Αρχιτεκτονική SIMOVERT MASTERDRIVES — Η PCU1 στο Πλαίσιο

Η συναρμολόγηση κίνησης πλαισίου SIMOVERT MASTERDRIVES περιλαμβάνει την ενότητα ισχύος ανορθωτή/αντιστροφέα, την τράπεζα πυκνωτών DC bus, τα ηλεκτρονικά ελέγχου (την πλακέτα επεξεργαστή CUD1 και τυχόν πλακέτες επιλογών) και τα βοηθητικά κυκλώματα που υποστηρίζουν την εκκίνηση και την προστασία.

Η PCU1 είναι ένα από αυτά τα βοηθητικά κυκλώματα — συγκεκριμένα η πλακέτα που ελέγχει την ελεγχόμενη εκκίνηση του DC bus.

Σε μια μονάδα μετατροπέα (μια που περιλαμβάνει τόσο την ενότητα ανορθωτή όσο και την ενότητα αντιστροφέα), η PCU1 παρακολουθεί την εισερχόμενη τροφοδοσία AC και διαχειρίζεται την ακολουθία προφόρτισης πριν κλείσει ο κύριος επαφέας.

Σε ένα σύστημα με ξεχωριστή μονάδα αντιστροφέα που αντλεί από ένα κοινό DC bus, το κύκλωμα προφόρτισης προστατεύει τους δικούς του πυκνωτές του αντιστροφέα όταν γίνεται η σύνδεση του DC bus.

Η πλακέτα PCU1 6SE7031-7HF84-1HH2 τοποθετείται φυσικά μέσα στο πλαίσιο του συστήματος κίνησης, διασυνδεδεμένη με τις αντιστάσεις προφόρτισης και τον επαφέα ή ρελέ παράκαμψης μέσω εσωτερικής καλωδίωσης του συστήματος κίνησης.

Επίσης, διασυνδέεται με την κύρια πλακέτα ελέγχου (CUD1) μέσω μιας υποδοχής ελέγχου, επιτρέποντας στην μονάδα ελέγχου να παρακολουθεί την κατάσταση προφόρτισης και να εκδίδει το σήμα ετοιμότητας του συστήματος κίνησης μόλις ολοκληρωθεί η προφόρτιση.

Διάγνωση Σφαλμάτων

Όταν το SIMOVERT MASTERDRIVES δεν ολοκληρώνει την ακολουθία εκκίνησής του και εμφανίζει ένα σφάλμα σχετικό με το DC bus, η πλακέτα PCU1 είναι ένα πρωταρχικό σημείο εστίασης για τη διάγνωση.

Το μοτίβο σφάλματος — το σύστημα κίνησης προσπαθεί να εκκινήσει, η ακολουθία προφόρτισης δεν ολοκληρώνεται, το σύστημα κίνησης τίθεται σε σφάλμα — είναι η τυπική υπογραφή αποτυχίας της PCU1.

Πριν αντικαταστήσετε την PCU1, επαληθεύστε την τάση τροφοδοσίας AC στους ακροδέκτες εισόδου του συστήματος κίνησης.

Μια τάση τροφοδοσίας εκτός της περιοχής 380–575V θα εμποδίσει την επιτυχή προφόρτιση ανεξάρτητα από την κατάσταση της PCU1. Ελέγξτε επίσης τις αντιστάσεις προφόρτισης — εάν μια αντίσταση προφόρτισης έχει αποτύχει ως ανοιχτό κύκλωμα, το DC bus δεν μπορεί να φορτιστεί μέσω αυτής, παράγοντας ένα σύμπτωμα πανομοιότυπο με την αποτυχία της PCU1.

Οι αντιστάσεις προφόρτισης είναι συχνά το πιο κοινό εξάρτημα που αποτυγχάνει και θα πρέπει να ελεγχθούν πρώτα.

Εάν η τροφοδοσία είναι εντός προδιαγραφών και οι αντιστάσεις επιβεβαιωθούν άθικτες, η 6SE7031-7HF84-1HH2 έχει πιθανότατα αποτύχει και απαιτεί αντικατάσταση.

Συχνές Ερωτήσεις

Ε1: Το SIMOVERT MASTERDRIVES εμφανίζει σφάλμα αμέσως κατά την τροφοδοσία, πριν προλάβει να φορτιστεί το DC bus. Η τάση τροφοδοσίας είναι εντός προδιαγραφών. Είναι η πλακέτα PCU1 η αιτία του σφάλματος;

Ένα άμεσο σφάλμα κατά την τροφοδοσία πριν φορτιστεί το DC bus μπορεί να υποδεικνύει μια πλακέτα PCU1 που απέτυχε να ξεκινήσει την ακολουθία προφόρτισης — πιθανώς λόγω ενός αποτυχημένου κυκλώματος ελέγχου ή μιας κατεστραμμένης εξόδου ελέγχου προφόρτισης. Επαληθεύστε πρώτα ότι οι αντιστάσεις προφόρτισης είναι άθικτες.

Στη συνέχεια, ελέγξτε τις υποδοχές διασύνδεσης ελέγχου μεταξύ της PCU1 και της κύριας πλακέτας CUD1. Εάν και οι δύο επιβεβαιωθούν ως καλές, η πλακέτα 6SE7031-7HF84-1HH2 έχει αποτύχει και απαιτεί αντικατάσταση.

Ε2: Το σύστημα κίνησης ολοκληρώνει την προφόρτιση επιτυχώς κάποιες φορές, αλλά αποτυγχάνει διακοπτόμενα. Είναι αυτό συμβατό με μια αποτυχημένη 6SE7031-7HF84-1HH2;

Η διακοπτόμενη αποτυχία προφόρτισης είναι συμβατή με μια πλακέτα PCU1 που έχει ένα εξάρτημα που γερνάει — συχνά μια επαφή ρελέ ή ένας ηλεκτρολυτικός πυκνωτής — που βρίσκεται στο όριο της αποτυχίας. Η πλακέτα λειτουργεί όταν οι συνθήκες είναι ευνοϊκές (για παράδειγμα, όταν η πλακέτα είναι κρύα) αλλά αποτυγχάνει όταν τα περιθώρια μειώνονται (όταν είναι ζεστή, ή όταν η τάση τροφοδοσίας είναι στο χαμηλότερο άκρο του καθορισμένου εύρους).

Αυτή η προοδευτική διακοπτόμενη αποτυχία θα γίνει μόνιμη καθώς το εξάρτημα υποβαθμίζεται περαιτέρω.

Σχεδιάστε την αντικατάσταση της πλακέτας πριν η αποτυχία γίνει πλήρης και προκαλέσει απρόβλεπτη διακοπή λειτουργίας.

Ε3: Η διαθέσιμη αναθεώρηση της πλακέτας PCU1 είναι η HH2, αλλά η αρχική εγκατεστημένη ήταν η HH1. Είναι αυτές εναλλάξιμες;

Ναι. Η αναθεώρηση HH2 είναι ο άμεσος διάδοχος των HH1 και HH0. Η Siemens διατηρεί την προς τα πίσω συμβατότητα μεταξύ των αναθεωρήσεων της πλακέτας PCU1 για τους ίδιους προσδιορισμούς σχεδιασμού κίνησης (E και F).

Η αναθεώρηση HH2 ενσωματώνει ενημερώσεις αξιοπιστίας και εξαρτημάτων, αλλά είναι λειτουργικά και φυσικά πανομοιότυπη στη διασύνδεσή της με το σύστημα κίνησης.

Δεν απαιτείται επιπλέον θέση σε λειτουργία μετά την εγκατάσταση της HH2 ως αντικατάσταση της HH1.

Ε4: Το πλαίσιο SIMOVERT MASTERDRIVES βρίσκεται σε λειτουργία για πάνω από 15 χρόνια. Πέρα από την PCU1, ποια άλλα εξαρτήματα πρέπει να επιθεωρηθούν κατά τη διάρκεια μιας συντήρησης που σχετίζεται με την προφόρτιση;

Σε ένα σύστημα κίνησης 15 ετών, τα ακόλουθα πρέπει να ελεγχθούν μαζί με την πλακέτα PCU1: οι αντιστάσεις προφόρτισης για ανοιχτό κύκλωμα ή αυξημένη αντίσταση, ο ρελέ ή επαφέας παράκαμψης για φθαρμένες επαφές (ελέγξτε την αντίσταση επαφής και την τάση λειτουργίας του πηνίου), οι πυκνωτές DC bus για αυξημένο ESR και απώλεια χωρητικότητας (που μειώνει τον χρόνο προφόρτισης αλλά μπορεί επίσης να προκαλέσει θέρμανση), και οι κύριες ασφάλειες ανορθωτή για τυχόν σημάδια θερμικής καταπόνησης.

Μια προληπτική αντικατάσταση των πυκνωτών σε αυτήν την ηλικία αξίζει να εξεταστεί, καθώς η διάρκεια ζωής τους σε εφαρμογές κίνησης είναι συνήθως 10–15 χρόνια.

Ε5: Είναι η 6SE7031-7HF84-1HH2 ακόμα διαθέσιμη, δεδομένου ότι το SIMOVERT MASTERDRIVES έχει αντικατασταθεί από το SINAMICS;

Η σειρά 6SE70 SIMOVERT MASTERDRIVES έχει διακοπεί από τη Siemens, αλλά τα ανταλλακτικά, συμπεριλαμβανομένης της πλακέτας PCU1, παραμένουν διαθέσιμα μέσω της αλυσίδας εφοδιασμού του aftermarket — από εξειδικευμένους παρόχους υπηρεσιών βιομηχανικών συστημάτων κίνησης που διατηρούν αποθέματα ανακατασκευασμένων, δοκιμασμένων πλακετών ανταλλακτικών.

Για εγκαταστάσεις με πολλαπλές μονάδες πλαισίου MASTERDRIVES, η διατήρηση μιας εφεδρικής πλακέτας PCU1 σε απόθεμα είναι συνετή, δεδομένου του κινδύνου απρόβλεπτης διακοπής λειτουργίας εάν αποτύχει αυτή η πλακέτα. 

Εναλλακτικά, οι εγκαταστάσεις με σημαντική επένδυση σε MASTERDRIVES μπορεί να εξετάσουν μια προγραμματισμένη αναβάθμιση στην πλατφόρμα SINAMICS ως μέρος ενός προγράμματος κεφαλαιουχικών επενδύσεων.