SIEMENS 430/440 INVERTER/CONVERTER DRIVER BOARDPłytka uruchamiająca A5E00825002 A5EOO825OO2

Siemens A5E00825002 ∙ IGD1/R3-BGR Płyty napędowe z modułami wyjściowymi IGBT ∙ 480V / 650V DC / 260A

Numer części:A5E00825002

Producent:Siemens AG (Niemcy)

Rodzaj produktu:Płyta napędowa IGD1/R3-BGR IGBT Gate Driver z modułami wyjściowymi

Rodzina produktów:MICROMASTER 440 / MICROMASTER 430 (MM440 / MM430)

Przegląd

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.

Płyta jest sercem sekcji zasilania MM440 na tym poziomie mocy: nosi obwody sterowania bramą, które uruchamiają Inverter IGBT,bieżąca ścieżka pomiarowa, która wprowadza się z powrotem do algorytmu sterowania wektorem napędu, i same moduły IGBT, które wykonują rzeczywiste przełączanie AC o dużej mocy.

MICROMASTER 440 o mocy 110 kW (6SE6440-2UD41-1FA1 i podobne) znajduje się w niektórych z najbardziej wymagających zastosowań przemysłowych w ciągłym obsłudzewentylatory przemysłowe, oraz pompy procesowe, w których napęd działa w pobliżu mocy znamionowej przez dłuższy czas.

Przy tym poziomie mocy rozmiar fizyczny sterownika bramy IGBT i zespołu modułu znacznie rośnie w porównaniu z wariantami MM440 o niższej mocy.

A5E00825002 odzwierciedla to: czynnik kształtu R3-BGR jest większym, bardziej znaczącym zespołem niż płyty serii R stosowane w mniejszych rozmiarach ram.

Przykład "BGR" w oznaczeniu R3-BGR określa konkretną zmianę zarządu dla tej kombinacji IGBT i bieżącej klasyfikacji.

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.

Główne specyfikacje

IGD1 ¢ sterownik bramy IGBT pierwszej generacji

Określenie IGD1 identyfikuje tę płytę jako należącą do pierwszej generacji serii sterowników bram IGBT (IGD) firmy Siemens dla napędów SINAMICS i MICROMASTER.

Generacja IGD1 ustanowiła podstawową architekturę, która później przekształciła się w IGD2 stosowaną w platformach podwozia SINAMICS S120 i SINAMICS G120.

IGD1 działa w taki sam sposób jak późniejsze generacje: otrzymuje polecenia przełączania PWM z jednostki sterującej napędu za pośrednictwem łączy światłowodowych,generuje impulsy bramy dla każdej z sześciu pozycji IGBT w trójfazowym mostku, i monitoruje każde IGBT pod kątem desaturowania (detekcji przepływu prądu) za pośrednictwem ścieżki zwrotnej sterownika bramy.

połączenie światłowodowe pomiędzy płytą sterowania a IGD1 zapewnia izolację galwaniczną pomiędzy elektroniką regulacyjną niskiego napięcia a sekcją zasilania wysokiego napięcia ′′ przy 650 V prądu stałego,ta izolacja jest niezbędna dla bezpieczeństwa i zapobiegania rozprzestrzenianiu się hałasu przełączania wysokiej częstotliwości z powrotem do elektroniki sterowania.

A5E00825002 zawiera interfejs światłowodowy dla tej ścieżki komunikacyjnej jako część zespołu PCB.

Moduł IGBT FS450R12KE3-S1 przy 260A

FS450R12KE3-S1 to kompletny trójfazowy moduł mostkowy IGBT o napięciu 450A ciągłym (1200V VCES), stosowany w A5E00825002 przy obniżonym prądzie operacyjnym 260A.Ta obniżka wartości jest celowa operacja modułu poniżej jego biegów szczytowych przedłuża żywotność termiczną, zmniejsza przebieg temperatury połączenia podczas przejściowych obciążeń i zapewnia margines przeciw chwilowym przeciążeniom podczas 150% zdolności przeciążenia MM440 w odstępach 60 sekund.

Przy wejściu 480 V prądu przemiennego, prąd stały zasila około 650 V prądu stałego.

1200V VCES FS450R12KE3-S1 zapewnia odpowiedni margines napięcia przy tym napięciu przycisku, uwzględniając szczyty napięcia wyłączania generowane przez reaktor wyjściowy napędu i indukcyjność kabli.

Siemens określił urządzenie o napięciu 1200 V dla tego napięcia prądu właśnie dlatego, że wymagany jest margines bezpieczeństwa w znamionowych warunkach wyjścia napędu dla długiej żywotności IGBT.

F022 Wina i A5E00825002

Kod błędu MM440 F022 wskazujący na usterkę w interfejsie światłowodowym pomiędzy płytą sterującą a płytą IGD jest jednym z najczęstszych kodów błędu związanych z A5E00825002 w eksploatacji.

Gdy ta awaria występuje w MM440 o mocy 110 kW, deska sterująca napędu traci łączność z deską sterującą bramą za pośrednictwem połączenia światłowodowego.sprawdzić przewody światłowodowe między A5E00825002 a deską sterującą: sprawdź, czy nie ma uszkodzonych włókien, skażonych złączy lub kabli, które zostały wystarczająco mocno zgięte, aby włókno pękło.

Uszkodzenie włókna jest znacznie częstsze niż faktyczna awaria deski jako przyczyna F022.

Jeżeli połączenia światłowodowe są nietknięte, a F022 utrzymuje się, układ sterowania bramą na samej A5E00825002 nie działa i wymagana jest wymiana deski.

Częste pytania

P1: napęd MM440 110kW wykazuje usterkę płyty światłowodowej F022. A5E00825002 został wizualnie zbadany i nie widać uszkodzeń fizycznych. Co należy sprawdzić przed wymianą płyty?

F022 bez widocznych uszkodzeń fizycznych jest prawie zawsze problemem z kablem światłowodowym, a nie awarią płyty.Wyjąć każdy kabel światłowodowy z złączy A5E00825002 i z złączy deski sterującej. Sprawdź końce kabla w jasnym świetle ̇ szukaj zanieczyszczeń, pęknięć plastikowej płaszczyzny z włókien lub zmiany koloru na końcu.

Sprawdź transmisję każdego kabla za pomocą prostego źródła LED i detektora, jeśli jest dostępny. Wymieniaj każdy podejrzany kabel. Podłącz ponownie i włącz prąd, zanim stwierdzisz, że płyta A5E00825002 nie działa.

Pytanie 2: A5E00825002 jest oceniany na 260A, ale FS450R12KE3-S1 IGBT jest oceniany na 450A. Dlaczego jest taka duża różnica?

450A IGBT jest jego szczytowym lub absolutnym maksymalnym prądem kolektorem w warunkach pulsowych w kontrolowanej temperaturze obudowy.środowisko ograniczone termicznie zamkniętej szafki napędowej, z uwzględnieniem strat przełączania z PWM na częstotliwości nośnej napędu i zdolności przeciążenia napędu, praktyczny prąd stały z tego modułu jest znacznie niższy.

260A ciągły poziom mocy A5E00825002 jest mocą cieplnie trwałą w znamionowych warunkach otoczenia dla podwozia napędowego MM440, uwzględniając wszystkie te czynniki.Przestrzeń głowicowa między 260A a 450A zapewnia margines dla 150% przeciążenia napędu i długowieczności modułu.

P3: Czy płyta A5E00825002 (260A) może być stosowana w MM440, która pierwotnie miała płyta A5E00825001 (210A)?

Nie kalibracja czujnika prądu, a parametry interfejsu sterowania są dopasowane do konkretnego napędu, któremu służą.

Zainstalowanie deski 260A w napędzie o rozmiarze dla deski 210A wprowadza niezgodność pomiaru prądu ̇ skalowanie prądu deski sterującej będzie nieprawidłowe, co prowadzi do niewłaściwego ograniczania prądu,fałszywe defekty przepływuZawsze przed zamówieniem nowej płyty należy sprawdzić dokładny numer A5E na etykiecie zainstalowanej płyty.

P4: Czy przy wymianie urządzenia A5E00825002 konieczne jest również stosowanie materiału interfejsu termicznego między modułem IGBT a zlewem cieplnym?

Moduł IGBT wchodzi w intymny kontakt z aluminiowym chłodnikiem napędu.

Materiał interfejsu termicznego typicznie związek lub podkładka zmieniająca fazę wypełnia mikroskopijne szczeliny powietrza między dwiema powierzchniami,drastyczne zmniejszenie oporu cieplnego z połączenia IGBT do ciepłoodpornika.

Bez odpowiedniego TIM temperatury połączeń IGBT pod pełnym obciążeniem mogą być o dziesiątki stopni wyższe niż temperatura zlewu cieplnego, łatwo osiągając absolutną maksymalną temperaturę połączeń modułu.

W wyniku tego wystąpi usterka z powodu nadciśnienia (F0004 w MM440) lub przedwczesna awaria IGBT. Podczas instalacji należy zastosować określoną przez Siemens procedurę stosowania TIM.

P5: Napęd wcześniej działał przy pełnym obciążeniu 110 kW bez problemów. Po awarii zasilania napęd teraz pokazuje F0001 (nadprąd) przy każdym poziomie obciążenia powyżej 50%. Czy jest to A5E00825002?

Próg awarii przepływu prądu, który spada po zdarzeniu zasilania, szczególnie przy określonym odsetku obciążenia, zazwyczaj wskazuje, że jedna pozycja IGBT w A5E00825002 została częściowo uszkodzona.

IGBT może nadal prowadzić i przełączać się, ale z zdegradowaną charakterystyką VCE (sat), powodując, że odsytuje się przy niższym prądzie niż przed zdarzeniem.Układ detekcji desaturowania w drukarce bramy uruchamia F0001 gdy wykryje tę nieprawidłową VCE (sat)..

Całe obciążenie ujawnia usterkę, ponieważ prąd jest wystarczająco wysoki, aby uruchomić obniżony próg ochrony.

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.