Включает в себя:

Siemens 6RY1703-0CA03 | SIMOREG DC Master 6RA70 Плата питания поля — силовой блок поля до 600А, C98043-A7014-L1

Номер детали: 6RY1703-0CA03

Производитель: Siemens AG (Германия)

Описание продукта: Силовой блок поля до 600 А

Ссылка на плату: C98043-A7014-L1

Семейство продуктов: SIMOREG DC Master — Запасные части серии 6RA70 (6RY17xx)

Жизненный цикл продукта: PM300 — Активный продукт

Применение: Частотно-регулируемые приводы постоянного тока Siemens SIMOREG DC Master 6RA70

Функция: Плата питания поля — обеспечивает управляемый постоянный ток для обмотки возбуждения двигателя постоянного тока

Экспортная классификация: AL: N / ECCN: N

Обзор

6RY1703-0CA03 (ссылка на плату C98043-A7014-L1) — это плата питания поля — силовой блок для цепи возбуждения двигателя — в платформе привода Siemens SIMOREG DC Master 6RA70.

Она указана как активный продукт в классификации жизненного цикла Siemens PM300, что означает, что она в настоящее время производится и доступна через цепочку поставок запасных частей Siemens. 

В приводах двигателей постоянного тока возбуждение поля является критически важной и отдельной силовой цепью от цепи якоря: цепь якоря подает высокий ток, который создает крутящий момент и мощность вращения двигателя, в то время как цепь поля подает ток намагничивания, который создает магнитное поле в статоре двигателя. Без поля двигатель не создает крутящего момента, независимо от тока якоря.

SIMOREG DC Master 6RA70 — это полностью цифровая платформа привода постоянного тока четвертого поколения от Siemens, охватывающая токи якоря от 15 А до 1680 А в базовой конфигурации привода, с модульными конструкциями, расширяющимися до гораздо более высоких токов для крупномасштабных промышленных применений.

Приводы постоянного тока этого семейства используются в требовательных промышленных условиях, где уникальные преимущества технологии двигателей постоянного тока остаются актуальными: прокатные станы, бумагоделательные и картоноделательные машины, экструзионные линии, шахтные подъемники, печатные машины и испытательные стенды, где требуется точное управление крутящим моментом в широком диапазоне скоростей.

6RY1703-0CA03 обеспечивает управляемое однофазное тиристорное питание постоянного тока для обмотки возбуждения двигателя.

Сильный, стабильный и точно регулируемый ток поля является основой производительности привода постоянного тока.

Ослабление поля — снижение тока поля для расширения диапазона скоростей двигателя выше базовой скорости — реализуется путем снижения тока, подаваемого этой платой. 

Регулирование тока поля напрямую определяет точность управления ослаблением поля привода и способность двигателя стабильно работать на расширенной скорости.

Ключевые характеристики

Питание поля двигателя постоянного тока — почему это важно

Производительность двигателя постоянного тока фундаментально зависит от качества его возбуждения поля. Обмотка поля создает магнитный поток в воздушном зазоре между статором и ротором. Выходной крутящий момент двигателя равен произведению этого потока и тока якоря. Если ток поля колеблется или становится нестабильным, способность двигателя создавать крутящий момент колеблется — даже если ток якоря идеально регулируется.

Именно поэтому цепь питания поля является отдельной и тщательно регулируемой подсистемой в приводе 6RA70.

6RY1703-0CA03 реализует управляемый однофазный тиристорный выпрямитель для питания поля. Регулируя угол зажигания тиристоров в ответ на сигнал обратной связи по току поля, плата регулирует постоянный ток поля до заданного значения, командуемого основным микропроцессором привода.

Регулирование является замкнутым: ток поля измеряется трансформатором тока или датчиком Холла, сравнивается с командным значением, и угол зажигания соответствующим образом корректируется на каждом полупериоде питания.

Это точное регулирование тока поля обеспечивает две критически важные функции 6RA70: удержание поля (поддержание номинального тока поля во время остановки двигателя или работы на низких скоростях для обеспечения быстрого отклика крутящего момента при ускорении) и ослабление поля (постепенное снижение тока поля по мере ускорения двигателя выше базовой скорости для расширения диапазона скоростей постоянной мощности). Оба зависят от того, что 6RY1703-0CA03 подает точный, стабильный ток поля при изменяющихся условиях нагрузки.

Архитектура привода SIMOREG 6RA70

Привод 6RA70 представляет собой модульную систему с четкой внутренней организацией. Силовой блок отвечает за подачу тока якоря — тиристорные мосты преобразуют трехфазное переменное напряжение из сети в управляемый постоянный ток для якоря двигателя.

Секция питания поля (где работает 6RY1703-0CA03) отдельно обслуживает цепь возбуждения двигателя.

Секция управляющей электроники (плата микропроцессора CUD1 и опциональные платы расширения) выполняет алгоритмы цифрового замкнутого управления как для тока якоря, так и для тока поля.

Нумерация запасных частей для 6RA70 использует префикс 6RY17xx.

Подсемейство 6RY1703 охватывает платы силовых блоков — платы, которые напрямую взаимодействуют с цепями двигателя и подают на них питание. В рамках этого семейства платы питания поля идентифицируются по их ссылке на плату (C98043-A7014-L1 для 6RY1703-0CA03) и их номинальному току поля.

Сопутствующая плата для более крупных конфигураций привода, охватывающая приложения с более высоким током поля, имеет другой номер детали (6RY1703-0CA01, охватывающий 140–510 А).

Ослабление поля — расширенное управление скоростью

Выше базовой скорости двигатель постоянного тока не может увеличить напряжение якоря (привод находится на максимальной мощности). Для расширения диапазона скоростей снижается ток поля — ослабление поля.

По мере снижения тока поля магнитный поток уменьшается, а противо-ЭДС двигателя падает при данной скорости, позволяя ему ускоряться дальше при постоянном напряжении якоря. 

Способность создавать крутящий момент уменьшается пропорционально потоку, но в приложениях с постоянной мощностью (приводы намотчиков, прокатные станы, шпиндели станков) это приемлемо, поскольку требуемый крутящий момент также уменьшается при более высокой скорости.

6RY1703-0CA03 должен точно и без задержек следовать команде ослабления поля.

Медленный отклик ослабления поля ограничивает динамические характеристики привода.

Неисправность питания поля во время ослабления поля — вызывающая внезапную потерю поля — может привести к быстрому неконтролируемому ускорению (разгон при отказе поля), событию, критически важному для безопасности, которое защитные цепи 6RA70 разработаны для обнаружения и реагирования на него.

Таким образом, надежность платы питания поля является не только вопросом производительности, но и соображением безопасности в приложениях, где разгон при отказе поля может привести к повреждению оборудования или риску для персонала.

Часто задаваемые вопросы

В1: Привод 6RA70 выдает сигнал тревоги по неисправности тока поля (обычно F060 или F061 в списке сигналов тревоги SIMOREG). Сопротивление поля двигателя было измерено и оно правильное. Является ли 6RY1703-0CA03 причиной неисправности?

Сигналы тревоги по неисправности тока поля при подтвержденном исправном сопротивлении обмотки поля двигателя предполагают, что цепь питания поля не подает командуемый ток поля.

Прежде чем заключить, что 6RY1703-0CA03 неисправна, проверьте однофазное переменное напряжение питания цепи питания поля — входное напряжение питания поля. 

Если напряжение питания поля присутствует и соответствует спецификации, но ток поля не достигает заданного значения, тиристоры 6RY1703-0CA03 или цепь зажигания вышли из строя, и плата требует замены.

В2: Двигатель нормально работает на низких скоростях, но при более высоких скоростях срабатывает защита от превышения скорости. Регулирование напряжения якоря кажется правильным. Может ли 6RY1703-0CA03 быть причиной?

Срабатывание защиты от превышения скорости на высокой скорости при правильном регулировании напряжения якоря убедительно указывает на проблему с ослаблением поля — ток поля не снижается должным образом по мере увеличения скорости. 6RY1703-0CA03 управляет током поля.

Если плата не реагирует должным образом на команды ослабления поля (т.е. не снижает ток поля по команде), противо-ЭДС двигателя бесконтрольно возрастает по мере увеличения скорости. 

Проверьте фактическое значение тока поля на дисплее диагностики привода в точке, где происходит срабатывание — если ток поля не отслеживает характеристику ослабления поля должным образом, неисправна плата питания поля или ее измерение обратной связи.

В3: 6RY1703-0CA03 описана как имеющая тиристоры. Когда плата выходит из строя, можно ли заменить тиристоры отдельно, или требуется замена всей платы?

В принципе, замена тиристоров на плате является ремонтом на уровне компонентов, который могут выполнять специализированные сервисные центры.

Однако отказ тиристора в цепи питания поля часто сопровождается повреждением окружающих компонентов — цепь управления затвором, цепь измерения тока и цепи подавления могут быть подвержены нагрузке из-за события отказа тиристора. 

Полная замена платы является более надежным подходом для критически важных для производства приводов, поскольку она возвращает всю сборку в известное исправное состояние, а не полагается на частично отремонтированную плату.

В4: Привод 6RA70 был выведен из эксплуатации на длительный период. При повторном вводе в эксплуатацию следует ли проверить цепь питания поля перед запуском двигателя?

Да. После длительного хранения или простоя проверьте однофазное переменное напряжение питания 6RY1703-0CA03, проверьте соединения цепи поля на клеммах двигателя и убедитесь, что сигнал обратной связи по току поля достигает управляющей электроники привода.

Перед подачей тока якоря включите только питание поля и убедитесь, что ток поля достигает своего номинального заданного значения и стабилен.

Только после подтверждения стабильного тока поля следует подавать ток якоря. Работа с нестабильным или отсутствующим током поля рискует потерей управления двигателем.

В5: 6RY1703-0CA03 имеет статус жизненного цикла PM300 Active. Что это означает для долгосрочной доступности?

PM300 Active означает, что Siemens в настоящее время производит и поставляет этот продукт как стандартную запасную часть по каталогу. Он не планируется к снятию с производства в ближайшем будущем.

Для целей планирования жизненного цикла PM300 Active является оптимальным статусом для запасной части — это наиболее надежная позиция по доступности. 

Siemens предоставляет предварительное уведомление (обычно не менее чем за 3 года) перед переходом продукта в статус PM500 (больше не доступен для заказа).

Закупка заранее во время статуса PM300 Active является наиболее экономически эффективным подходом для критически важных запасов.