Le module de rétroaction d'alimentation / régénération de SIMODRIVE 611 de Siemens 6SN1145-1BA02-0CA0, 36/47 kW, contrôle en boucle fermée

Un module électrique différent

La plupart des modules d'alimentation pour servo-entraînement ont une fonction: ils prennent l'alimentation du réseau et l'alimentent au bus CC.Pour les appareils de traitement de l'airIl y a des choses qui sont beaucoup plus sophistiquées.module régulé d'alimentation / rétroaction régénérative (I/R)dans la plateforme SIMODRIVE 611, elle alimente non seulement le bus en courant continu, mais contrôle activement la tension du bus par régulation en boucle fermée, et lorsque les axes connectés décélèrent,Il récupère l'énergie cinétique résultante et la renvoie à l'alimentation électrique plutôt que de la brûler dans une résistance.

Cette distinction est importante dans les environnements de production réels. Cela signifie une consommation d'énergie plus faible sur un cycle d'usinage complet, un bus CC plus propre et plus stable pour tous les entraînements connectés,et l'élimination des résistances de freinage de la conception du boîtierPour les machines-outils à plusieurs axes fonctionnant avec des cycles d'accélération/décélération fréquents, un centre d'usinage à cinq axes, par exemple,ou une meuleuse à grande vitesse qui fait le cycle entre les pièces la fonction de récupération d'énergie se traduit par une réduction mesurable des coûts d'électricité au fil du temps.

Spécifications techniques

Le module I/R contre le module d'interface utilisateur non réglementé

Si vous spécifiez un remplacement ou comparez des options dans la gamme SIMODRIVE 611, comprendre cette distinction permet d'économiser du temps et d'éviter les erreurs de spécification.

Lemodule d'alimentation non réglementé (UI)Le 6SN1145-1AA00-0CA0 produit une tension de bus en courant continu proportionnelle à la tension du réseau entrant.l'énergie régénérée n'a nulle part où aller sauf dans une résistance de freinage externeLa simplicité du circuit est un avantage en termes de coût et de robustesse, mais elle impose des exigences thermiques à la résistance et gaspille l'énergie régénérée.

LeModule d'entrée/sortie(ce produit) utilise la commutation active et la régulation de tension en boucle fermée pour maintenir un bus CC stable indépendamment des changements de charge ou des fluctuations mineures du réseau.lorsque l'énergie régénératrice apparaît sur le bus à partir d'un axe de décélération . Aucune résistance de freinage n'est requise pour les cycles de décélération normaux. Le cabinet fonctionne plus frais, le gaspillage d'énergie est minimisé et la tension du bus CC reste plus constante dans des conditions de charge dynamique.

Pour les applications où le freinage est fréquent, où les charges d'inertie sont élevées ou où plusieurs axes tournent à différentes phases de leur profil de mouvement, le module I/R est le choix technique approprié.

Contrôle en boucle fermée: ce que le règlement fait réellement

Le descripteur "contrôle en boucle fermée" dans la description du produit fait spécifiquement référence à:Régulation de la tension de liaison CC- non à la commande du moteur, ce qui se produit dans les modules de puissance des axes individuels.Le 6SN1145-1BA02-0CA0 surveille en permanence la tension du bus CC et ajuste son schéma de commutation pour le maintenir à une valeur cible d'environ 600 ‰ 625 V CC.

Dans la pratique, ce comportement régulé présente plusieurs avantages pour le groupe d'entraînement connecté:

La tension du bus reste dans une bande étroite même lorsque plusieurs axes accélèrent simultanément, ce qui entraînerait une chute de tension du bus.Le freinage simultané de plusieurs axes ne produit pas de surtension.Les modules d'entraînement axiale fonctionnant à partir d'un bus régulé stable offrent une réponse de couple plus prévisible.particulièrement à grande vitesse où la marge entre le champ électromagnétique de retour du moteur et la tension du bus disponible devient étroitePour les applications de précision ­ broyage cylindrique, usinage de profil d'engrenage, forage de précision ­ cette stabilité de tension a un effet direct sur la cohérence de la réponse du servo.

Contacteur intégré avec contact de rupture

Une caractéristique qui distingue le 6SN1145-1BA02-0CA0 de certaines autres variantes de la gamme SIMODRIVE 611 est sonun contacteur intégré avec contact de rupture NC (normalement fermé).

Ce contacteur intégré sert d'élément de commutation principal entre l'alimentation en trois phases et le redresseur d'alimentation.le système SIMODRIVE 611 ferme ce contacteur dans des conditions contrôlées limitant le courant d'entrée et assurant les charges de bus CC progressivement plutôt que par une étape incontrôléeLe contact de rupture NC fournit un signal de rétroaction au système de commande confirmant l'état du contacteur, qui est utilisé dans la logique prête à fonctionner de la machine et dans la détection de défauts.

L'intégration du contacteur dans le module simplifie la conception de l'armoire: aucun contacteur externe distinct n'est nécessaire pour le raccordement au réseau.et élimine une autre source potentielle de défaut dans la séquence de mise sous tension.

Réfrigération interne Implications de la conception des armoires

Le suffixe "0CA0" dans ce numéro de pièce spécifiedissipation de chaleur interne- le module dissipe ses pertes de fonctionnement dans l'air intérieur de l'armoire plutôt que par un dissipateur de chaleur extérieur qui dépasse le panneau arrière.

Cette configuration convient aux installations où l'armoire de commande ne peut pas être modifiée pour le refroidissement par passage du panneau arrière, ou où la conception du boîtier de la machine ne permet pas l'accès à un dissipateur de chaleur externe.Le compromis est que l'armoire doit être de taille et ventilée correctementAvec un débit de 36 à 47 kW, ce module génère une charge thermique significative aux côtés des modules d'alimentation d'axe connectés.

La conception des armoires pour les groupes SIMODRIVE 611 refroidis en interne nécessite généralement une ventilation à air forcé calculée sur la dissipation totale de puissance de tous les modules installés.Une ventilation insuffisante entraîne une dégradation thermique et éventuellement des pannes ∙ des symptômes qui peuvent être attribués à tort à des pannes d'entraînement si le système de refroidissement de l'armoire n'est pas examiné en premier lieu.

Placement du système et configuration du groupe de conduite

Dans un groupe d'entraînement SIMODRIVE 611, le module d'alimentation occupe toujours leposition la plus à gauchesur le rail du module; à sa droite se trouve la boîte NCU (si une commande numérique SINUMERIK est utilisée), suivie par les modules d'entraînement des broches dans l'ordre décroissant du courant,puis les modules de puissance de l'axe d'alimentation disposés de manière similaire.

Le 6SN1145-1BA02-0CA0 se connecte au bus CC partagé par l'intermédiaire du plan arrière du module, sans qu'un câblage à courant élevé séparé soit nécessaire entre les modules adjacents.La charge totale du bus CC de tous les modules de puissance connectés ne doit pas dépasser la capacité nominale de pointe du module d'alimentation de 47 kW., en tenant compte du cycle de travail, du facteur de coïncidence et de la charge spécifique à l'application.qui peut être déroutant à diagnostiquer si le système n'était pas correctement dimensionné lors de l'installation.

Le module nécessite uneRéacteur de commutation HFetfiltrage de ligneEn amont: pour les alimentations en réseau autres qu'un système de mise à la terre TN standard, un transformateur d'isolement avec le groupe vectoriel Yyn0 est également obligatoire.Ces exigences ne sont pas facultatives ils protègent le pont rectificateur et assurent la conformité EMC.

Applications typiques des machines

La puissance de 36/47 kW de ce module le place dans la gamme moyenne à supérieure de la famille d'aliments SIMODRIVE 611suffisamment compact pour les modèles standard de cabine de commandeOn le trouve couramment dans:

• Centres d'usinage CNC à plusieurs axesd'une puissance de sortie de l'ordre de 1 kVA ou plus,
• Centres d'usinage à 5 axes et à composésoù le mouvement simultané à plusieurs axes exige un bus CC stable
• Machines de meulage à commande numériqueexécuter des programmes à taux de cycle élevé avec des événements de décélération fréquents
• Centres de tournage et de fraisaged'une largeur n'excédant pas 1 mm
• Machines pour le broyage des engrenages et pour le broyage des profilsnécessitant une régulation précise du couple

La double compatibilité avec les deuxLe système de détection de l'erreur(contrôle analogique) etSimodrive 611DLes systèmes de commande numérique rendent ce module utile sur une large base installée de machines-outils

Réalité de l'approvisionnement pour un module démantelé

La plateforme SIMODRIVE 611 a atteint le stade de fin de la fabrication active chez Siemens, faisant la transition vers la famille SINAMICS S120 pour les nouvelles installations.Le 6SN1145-1BA02-0CA0 porte la classification de pièces détachées ou de pièces de rechange, ce qui signifie que les stocks neufs d'usine ne peuvent pas être garantis par des canaux standard.

Pour les applications de maintenance, il existe trois voies pratiques d'approvisionnement.Les unités neuf-vieilles offrent la plus grande confiance dans l'état des composants, mais leur prix est élevé et la disponibilité ne peut être garantie.- des unités professionnellement réparées ou remplacées par des fournisseurs spécialisés en CNC réputés - ceux qui testent sur des bancs d'essai à entraînement réel sous charge,non seulement des contrôles d'allumage offrir une alternative rentable avec une assurance qualité significativeLa réparation d'une unité originale défectueuse est viable lorsque les dommages se limitent à des défaillances de composants identifiables;Les maisons de réparation de qualité remplaceront les condensateurs et autres composants sensibles à l'âge de manière proactive, pas seulement les pièces visiblement défaillantes.

Compte tenu du rôle essentiel du module d'alimentation dans l'ensemble du groupe d'entraînement, l'approvisionnement en pièces de rechange testées pour le stock est une pratique de maintenance prudente sur toute machine où ce module est installé.

Questions fréquemment posées

Q1: Quelle est la différence fonctionnelle entre le module d'alimentation non réglementé 6SN1145-1BA02-0CA0 et le module d'alimentation non réglementé 6SN1145-1AA00-0CA0?

La principale différence réside dans la façon dont chaque module gère la tension du bus CC et ce qui arrive à l'énergie régénérative.Le 6SN1145-1AA00-0CA0 est un module d'interface non réglementé qui rectifie passivement l'alimentation électrique., et la tension du bus CC fluctue avec les changements de réseau et de charge. L'énergie régénératrice des axes de freinage doit être dissipée par une résistance de freinage externe.utilise une régulation active en boucle fermée pour maintenir le bus en courant continu à une tension constante de 600 V à 625 VLe système est équipé d'un système d'alimentation de freinage à induction, et son étage à onduleur basé sur IGBT peut renvoyer l'énergie de freinage régénérative à l'alimentation réseau.Pour les machines à cycles de freinage fréquents ou à haute énergie, le module I/R est le bon choix.

Q2: Le contacteur intégré au réseau dans le 6SN1145-1BA02-0CA0 remplace-t-il le besoin d'un contacteur externe?

Oui, pour la connexion d'alimentation, le contacteur intégré gère la commutation contrôlée de l'alimentation en trois phases vers le pont rectificateur du module,comprenant la séquence de charge douce des condensateurs de bus CCLe contact de rupture NC fournit un signal d'état à la commande de la machine pour le verrouillage.Il n'est pas nécessaire d'installer un contacteur externe séparé pour le groupe d'entraînement SIMODRIVE 611 lors de l'utilisation de ce moduleCependant, les dispositifs de protection en amont de la ligne de fusion, un disjoncteur, le réacteur de commutation HF,et un filtre de ligne sont toujours nécessaires séparément et doivent être correctement classés pour le courant d'entrée maximum du module..

Q3: Ce module peut-il fonctionner à une alimentation de 480 V ainsi qu'à une alimentation de 400 V?

Oui. La plage de tension d'entrée de 380 à 480 V CA (± 10%) couvre les deux normes d'alimentation industrielles courantes. Sur une alimentation nominale de 400 V, le bus CC se fixe à environ 600 V CC;sur une alimentation nominale de 480 V, la sortie régulée est d'environ 625 V CC. La tolérance de ± 10% permet de supporter les variations typiques de tension d'alimentation sans affecter les performances du module.Systèmes à 575 V un transformateur correspondant dûment nommé est requis, comme spécifié dans la documentation de configuration SIMODRIVE 611.

Q4: Les versions matérielles CA0, CA1 et CA2 de ce module sont-elles entièrement interchangeables à des fins de remplacement?

Dans la grande majorité des situations de maintenance, oui. les suffixes CA0, CA1 et CA2 indiquent les niveaux de révision séquentielle du matériel dans le même produit.les positions des connecteurs, et le comportement de l'interface système sont cohérents dans les trois révisions. Lors du remplacement d'une CA0 défaillante par une unité CA1 ou CA2, aucun changement de paramètre ou reconfiguration n'est généralement requis.La principale exception à prendre en compte est la compatibilité du micrologiciel sur les systèmes SIMODRIVE 611A très tôtSi le logiciel de commande de la machine est à jour, ce cas de bord s'applique rarement.

Q5: La machine continue à démarrer avec une défaillance de surtension du bus CC pendant la décélération? Le module d'alimentation pourrait-il être en panne?

Peut-être, mais ce symptôme a plusieurs causes possibles qui devraient être exclues avant de condamner le module.confirmer que la fonction de rétroaction régénérative du module est correctement activée dans la configuration du système on certaines machines, un paramètre ou un paramètre matériel peut désactiver le mode de rétroaction régénérative, renvoyant le système à un comportement non réglementé.vérifier si la charge totale sur l'axe connecté lors d'un événement de décélération dépasse la capacité de régénération maximale du module de 47 kWDans les systèmes fortement chargés, le freinage simultané de plusieurs axes à haute puissance peut submerger n'importe quel module d'alimentation.inspecter l'alimentation électrique au moment de la panne. Une connexion d'alimentation à haute impédance ou un réacteur de commutation défectueux peuvent empêcher un retour d'énergie approprié.Si tous ces facteurs sont vérifiés et que la défaillance persiste, le pont IGBT ou le circuit de contrôle de rétroaction du module peut avoir été dégradé, et les tests professionnels sur un banc d'essai de conduite sont l'étape suivante.

Le 6SN1145-1BA02-0CA0 est un module d'alimentation industriel monté dans un cabinet de qualité IP00. Il doit être installé dans un cabinet de commande suffisamment fermé et ventilé.Un réacteur de commutation HF correctement spécifié et un filtre de ligne sont nécessaires en amont. Tous les travaux d'installation, de mise en service et de remplacement doivent être effectués par du personnel qualifié conformément aux procédures de sécurité électrique applicables et à la documentation pertinente du système SIMODRIVE 611.