SIEMENS 430/440 ИНВЕРТЕР/КОНВЕРТЕР ДРИВЕР ПЛАТА ИГД ТРИГГЕР ПЛАТА A5E00714562 A5EOO714562

Siemens A5E00714562 | Плата силового блока инвертора SINAMICS IGD2/R4 — плата драйвера затвора с модулем IGBT FS450R12KE3-S1

Номер детали: A5E00714562

Производитель: Siemens AG — Германия

Тип продукта: Плата силового блока инвертора IGD2/R4 (драйвер затвора + модуль IGBT)

Обзор

A5E00714562 — это плата силового блока SINAMICS серии IGD2/R4 — полный комплект для ремонта силового блока инвертора, состоящий из платы драйвера затвора IGBT второго поколения (IGD2), соединенной с силовым модулем IGBT FS450R12KE3-S1.

Этот узел являлся ремонтной заменой силового блока инверторной секции в приводах SINAMICS форматов G120, G120C и G150.

Он был снят с производства 1 апреля 2016 года, а его преемником стал A5E36717803.

Расположенный непосредственно в центре силовой преобразовательной ступени привода, A5E00714562 выполняет основную работу инверторного привода переменного тока: он преобразует напряжение шины постоянного тока в управляемое трехфазное выходное напряжение, которое питает двигатель.

Плата драйвера затвора IGD2 генерирует импульсы переключения; модуль IGBT FS450R12KE3-S1 выполняет фактическое высокомощное переключение.

Вместе они составляют полный активный силовой преобразовательный узел для инверторной секции со стороны двигателя.

Модуль IGBT FS450R12KE3-S1 рассчитан на более высокий ток, чем FS300R12KE3-S1, используемый в аналогичном узле A5E00714561.

Это сразу же идентифицирует A5E00714562 как силовой блок для приводов SINAMICS более высокого класса мощности — где нагрузки двигателя требуют дополнительного теплового запаса и запаса по току от модуля, рассчитанного на 450 А.

Два узла обслуживают разные типоразмеры и номинальные мощности приводов и не взаимозаменяемы, несмотря на одинаковый формат платы IGD2/R4 и одинаковую физическую архитектуру.

Ключевые характеристики

Архитектура IGD2/R4 — драйвер затвора и IGBT вместе

Суффикс R4 в обозначении IGD2/R4 относится к физическому форм-фактору — четвертой ревизии форм-фактора силового блока Siemens SINAMICS, используемого в средне- и высокомощном диапазоне семейств приводов G120 и G150.

Как плата драйвера затвора IGD2, так и модуль IGBT FS450R12KE3-S1 физически интегрированы в узел R4, который устанавливается как единый сменный блок на радиатор привода.

Плата IGD2 выполняет три одновременные функции: генерация импульсов ШИМ-затвора по командам переключения от блока управления, сбор данных измерений тока фаз двигателя от встроенных датчиков и реализация аппаратной защиты от перегрузки по току путем обнаружения насыщения на каждой из шести позиций IGBT.

Модуль IGBT FS450R12KE3-S1 отвечает за силовую часть — переключение токов до 450 А в инверторном мосту при напряжениях шины постоянного тока до примерно 700 В (для входного напряжения 480 В переменного тока) или 930 В (для входного напряжения 690 В переменного тока, в зависимости от конкретной конфигурации привода).

Тот факт, что плата драйвера затвора и модуль IGBT поставляются как согласованный узел — а не как отдельные компоненты — отражает философию дизайна: резисторы затвора и характеристики драйвера платы IGD2 оптимизированы специально для модуля FS450R12KE3-S1.

Замена только модуля IGBT без одновременной замены платы IGD2 (или наоборот) рискует привести к несоответствию характеристик драйвера затвора и поведения переключения IGBT.

Статус снятия с производства и преемник

A5E00714562 был снят с производства 1 апреля 2016 года. Его преемником назначен A5E36717803, который включает в себя плату драйвера затвора IGD2 следующего поколения (часть серии IGD2 A5E00714562) в сочетании с совместимым модулем IGBT для того же уровня мощности.

A5E36717803 служит прямой функциональной заменой в тех же конфигурациях привода.

Для объектов, которые все еще имеют узлы A5E00714562 в запасе или нуждаются в их поиске, промышленный вторичный рынок остается основным каналом.

Преемник A5E36717803 является рекомендуемым вариантом для новых заказов на ремонт, когда запас A5E00714562 на вторичном рынке недоступен.

Модуль IGBT FS450R12KE3-S1

FS450R12KE3-S1 — это полный трехфазный мост IGBT в однокорпусном исполнении, рассчитанный на непрерывный ток коллектора 450 А при напряжении VCES 1200 В. Напряжение устройства 1200 В обеспечивает достаточный запас для применений с напряжением питания 480 В и 690 В переменного тока, где шина постоянного тока работает примерно при 650 В и 930 В соответственно.

Конструкция полного моста упрощает сборку — все шесть IGBT трехфазного инвертора находятся в одном модуле, что снижает сложность внутренней проводки и точки теплоотвода.

При номинальном токе 450 А этот модуль используется для приводов SINAMICS мощностью от 200 до 280 кВт (при напряжении 380–480 В) — таких применений, как большие насосные приводы, компрессоры, вентиляторы и оборудование непрерывных процессов, где нагрузки двигателя существенны, а привод работает при полном токе или близко к нему в течение длительного времени.

Часто задаваемые вопросы

В1: Привод SINAMICS G120 показывает F30001 (перегрузка по току) при запуске. Тесты блока управления подтверждают отсутствие программной ошибки. Является ли силовой блок A5E00714562 вероятной причиной?

F30001 при запуске на подтвержденно исправном блоке управления может быть результатом отказа IGBT (короткое замыкание или обрыв) в FS450R12KE3-S1, или неисправности драйвера затвора в IGD2, вызывающей некорректное срабатывание. Проверьте модуль IGBT на короткое замыкание между основными клеммами перед заменой всего узла.

Короткое замыкание на любой позиции IGBT подтверждается измерением очень низкого сопротивления между клеммами шины постоянного тока при снятом сигнале затвора.

Подтвержденный отказ IGBT означает полную замену силового блока — как платы IGD2, так и модуля IGBT, как поставляется в A5E00714562.

В2: A5E00714562 снят с производства. Может ли его преемник A5E36717803 быть установлен как прямая замена?

A5E36717803 является назначенным Siemens преемником и разработан как функциональная замена в тех же конфигурациях привода. Для большинства установок физический монтаж, интерфейс DRIVE-CLiQ и соединения шины постоянного тока совместимы.

Однако перед установкой проверьте конкретную модель привода SINAMICS, состояние производства и версию прошивки в соответствии с документацией Siemens по применимости преемника.

Некоторые ранние модели SINAMICS могут потребовать обновления прошивки перед установкой силового блока нового поколения, поскольку функция распознавания силового блока привода взаимодействует с платой IGD2 через внутреннюю шину данных привода.

В3: После установки силового блока A5E00714562 привод показывает сигнал тревоги A30031 (перегрев силового блока). Температура окружающей среды в пределах спецификаций. Какова наиболее вероятная причина?

A30031 вскоре после установки силового блока почти всегда является проблемой теплового интерфейса. Модуль IGBT FS450R12KE3-S1 должен быть установлен на радиатор с использованием правильного материала теплового интерфейса (обычно теплопроводящей пасты или термопрокладки с фазовым переходом) между опорной пластиной модуля и поверхностью радиатора.

Если тепловой материал был пропущен, нанесен неравномерно или имеет неправильный тип, тепловое сопротивление от перехода до радиатора значительно увеличивается.

Это приводит к более быстрому повышению температуры перехода IGBT под нагрузкой, чем температуры корпуса радиатора, вызывая сигнал тревоги о перегреве до того, как сам радиатор станет теплым.

Перепроверьте установку теплового интерфейса.

В4: Два привода одной модели SINAMICS G120 установлены на одной производственной линии. Один вышел из строя и требует замены силового блока. Можно ли переместить силовой блок из работающего привода в качестве временной меры, пока ищется замена?

Технически это возможно — силовой блок из работающего привода совместим с неисправным приводом. Однако это переносит риск простоя на работающий привод, который теперь работает без проверенного запасного блока.

Как правило, лучше запускать оба привода в их исходном состоянии и экстренно искать замену на вторичном рынке.

Перемещение силового блока между приводами целесообразно только в том случае, если производственные последствия одновременного простоя обоих приводов менее серьезны, чем последствия простоя одного привода в течение срока поставки.

В5: Силовой блок A5E00714562 привода SINAMICS G150 вышел из строя после подтвержденного скачка напряжения в сети. Следует ли проверить остальную электронику привода перед установкой нового силового блока?

Да — скачок напряжения в сети, достаточный для выхода из строя силового блока, мог также повлиять на другие компоненты. Перед установкой нового силового блока проверьте конденсаторы звена постоянного тока на предмет вздутия или утечки (визуальный осмотр) и измерьте цепь предварительной зарядки шины постоянного тока на правильность функционирования.

Проверьте блок управления на наличие кодов ошибок, сохраненных до события отказа. Убедитесь в исправности тормозного резистора (если установлен) и цепи тормозного чоппера.

Установка нового силового блока в привод с нагруженной цепью предварительной зарядки, поврежденными конденсаторами или нарушенной тормозной системой рискует повторно повредить новый узел.

Тщательный входной контроль оставшейся электроники привода занимает гораздо меньше времени, чем поиск второго запасного силового блока.