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Siemens C98043-A7014-L2 | SIMOREG DC Drive Carte d'alimentation de champ — Contrôle d'excitation de vitesse CC

Numéro de pièce : C98043-A7014-L2

Fabricant : Siemens AG (Allemagne)

Type de produit : Carte d'alimentation de champ — Contrôle d'excitation de moteur CC (excitation de vitesse CC)

Gamme de produits : Série SIMOREG DC Drive

Fonction : Alimentation CC contrôlée pour l'enroulement de champ de moteur CC à excitation séparée

Statut de production : Arrêté par le fabricant

Pays d'origine : Allemagne

Aperçu

Le C98043-A7014-L2 est la carte d'alimentation de champ CC (excitation) pour les systèmes d'entraînement CC SIMOREG de Siemens. Cette carte fournit un courant continu contrôlé à l'enroulement de champ d'un moteur CC à excitation séparée — établissant et régulant le flux magnétique dont le moteur a besoin pour produire du couple à partir de son courant d'induit.

Sans une carte d'alimentation de champ fonctionnant correctement, un moteur CC à excitation séparée ne peut pas être alimenté, quelle que soit la condition de l'alimentation de l'induit, et le variateur se mettra en défaut de perte de champ avant de tenter toute opération sur l'induit.

La série A7014 des cartes d'alimentation de champ occupe une position spécifique dans la famille de cartes SIMOREG C98043.

La série C98043 dessert les configurations de convertisseurs SIMOREG de plus grande puissance, où les courants d'induit sont importants et la carte d'alimentation de champ est conçue en conséquence.

Le suffixe L2 dans la désignation A7014 identifie cette génération de conception spécifique, intégrant les sélections de composants et les raffinements de circuits appropriés à ce stade de production.

Le contrôle de la vitesse des moteurs CC fonctionne sur deux variables distinctes : le courant d'induit, qui contrôle le couple, et le courant de champ, qui contrôle le flux. En dessous de la vitesse de base, le courant de champ est maintenu à sa valeur nominale et la vitesse est contrôlée par la tension d'induit.

Au-dessus de la vitesse de base — dans la plage d'affaiblissement de champ — le courant de champ est progressivement réduit pour permettre des vitesses de rotation plus élevées avec un couple maximal réduit. 

Le C98043-A7014-L2 est la carte qui exécute les deux modes de contrôle de champ : maintien du champ complet à la vitesse de base et en dessous, et exécution de la réduction contrôlée du champ au-dessus de la vitesse de base.

Spécifications clés

Alimentation de champ dans l'architecture des grands variateurs CC

Le moteur CC à excitation séparée possède deux enroulements électriquement indépendants : l'enroulement d'induit dans la partie tournante et l'enroulement de champ dans le bâti fixe.

L'enroulement de champ est à courant relativement faible mais à forte inductance — il peut falloir plusieurs secondes pour que le courant de champ s'établisse complètement après la mise sous tension, en raison de la constante de temps du circuit de champ.

Le C98043-A7014-L2 contient le pont à thyristors qui convertit l'alimentation CA en une sortie CC contrôlée pour l'enroulement de champ, ainsi que l'électronique de contrôle qui régule cette sortie.

La boucle de courant de champ se ferme via un transformateur de courant ou un shunt qui mesure le courant de champ réel et renvoie cette mesure au régulateur de la carte. Le régulateur ajuste l'angle de déclenchement des thyristors pour maintenir précisément le courant de champ commandé.

Ce contrôle en boucle fermée du courant de champ est ce qui rend possible un affaiblissement de champ précis. Lorsque la vitesse augmente au-dessus de la vitesse de base, le contrôleur CUD1 commande un point de consigne de courant de champ réduit.

Le C98043-A7014-L2 réduit en douceur le courant de champ pour correspondre à ce point de consigne, permettant au moteur d'accélérer davantage.

Le temps de réponse et la précision de régulation de la carte affectent directement la fluidité de la transition du variateur au point de vitesse de base et la précision avec laquelle il suit les profils d'affaiblissement de champ.

Protection contre la perte de champ

La fonction la plus critique en matière de sécurité de la carte d'alimentation de champ est la détection de perte de champ. Si le courant de champ tombe à zéro ou en dessous du seuil de perte de champ — en raison d'une défaillance de la carte, d'un défaut de l'enroulement de champ ou d'une défaillance de l'alimentation de champ — le moteur perd son flux magnétique.

Un moteur non fluxé connecté à une alimentation d'induit sous tension peut accélérer sans contrôle de courant efficace, atteignant potentiellement des vitesses dangereuses.

Le C98043-A7014-L2 surveille en permanence le courant de champ.

Une perte de champ détectée déclenche un déclenchement immédiat de l'induit via la chaîne de protection du variateur, coupant l'alimentation de l'induit avant qu'une condition de emballement ne puisse se développer.

Cette protection réagit plus rapidement que n'importe quelle boucle logicielle — elle est implémentée comme une surveillance matérielle qui agit indépendamment du processeur de contrôle principal.

Statut d'arrêt et marché secondaire

Le C98043-A7014-L2 a été arrêté par Siemens. Il n'est plus disponible via les canaux de produits actifs de Siemens. Le marché secondaire — les entreprises spécialisées dans la réparation de variateurs CC disposant de cartes de rechange testées — est la principale source d'approvisionnement.

Les cartes sont généralement fournies dans un état remis à neuf, testé fonctionnellement et avec garantie. Lors de l'approvisionnement, confirmez la variante L (L2 dans ce cas) par rapport à l'étiquette de la carte installée, car les séries L2 et L1 peuvent différer dans leur configuration de circuit.

FAQ

Q1 : Le variateur SIMOREG affiche le défaut F036 (écart du régulateur de courant de champ trop important) immédiatement au démarrage. La résistance de l'enroulement de champ du moteur a été mesurée et est conforme aux spécifications. Le C98043-A7014-L2 pourrait-il être la source du défaut ?

Avec un enroulement de champ confirmé comme sain, le défaut F036 au démarrage pointe soit vers l'alimentation de champ, soit vers son circuit de mesure. Vérifiez la tension d'alimentation CA aux bornes d'entrée du C98043-A7014-L2 et confirmez que les fusibles de champ sont intacts.

Si l'alimentation et les fusibles sont bons, vérifiez le signal de mesure du courant de champ à la sortie de la carte — un chemin de mesure ouvert ou défectueux produit une lecture de valeur réelle nulle, que le régulateur interprète comme un écart maximal.

Si la mesure est correcte, le pont à thyristors de l'A7014-L2 peut avoir un composant défaillant produisant un courant de champ insuffisant ou nul.

Q2 : Le C98043-A7014-L2 est décrit comme une "carte d'excitation de vitesse CC". Que signifie "excitation de vitesse CC" dans ce contexte ?

"Excitation de vitesse CC" fait référence à la fonction de fourniture d'un courant d'excitation CC contrôlé à un moteur CC — le terme "excitation" dans la terminologie des moteurs CC signifie la magnétisation des pôles de champ du moteur.

Le contrôle de la vitesse d'un moteur CC dépend à la fois du courant d'induit (couple) et du courant de champ (flux/vitesse).

La carte d'alimentation de champ — la carte "d'excitation de vitesse" — participe directement au contrôle de la vitesse en gérant le courant de champ, en particulier dans la plage d'affaiblissement de champ au-dessus de la vitesse de base.

Q3 : Le C98043-A7014-L2 peut-il être remplacé par le C98043-A7004-L2 (la carte d'alimentation de champ pour les variateurs 6RA70 standard) ?

Non — les cartes d'alimentation de champ des séries A7014 et A7004 sont des produits différents pour des plateformes de variateurs différentes. La série A7004 dessert les variateurs SIMOREG 6RA70 standard, tandis que la série A7014 dessert les configurations de convertisseurs SIMOREG plus importants.

Ils diffèrent par leur courant nominal, leur conception de circuit et leur facteur de forme physique. Utilisez toujours la série et la variante exactes correspondant à la carte installée.

L'installation d'un A7004 de puissance inférieure à la place d'un A7014 entraînerait une capacité de courant de champ sous-dimensionnée et des dommages potentiels à la carte.

Q4 : Après le remplacement du C98043-A7014-L2, le courant de champ est présent mais présente une réponse lente et oscillatoire lors des changements de vitesse. Qu'est-ce qui doit être ajusté ?

Une réponse oscillatoire du courant de champ indique une inadéquation entre les gains du régulateur de courant de champ dans le CUD1 et les caractéristiques d'inductance/résistance du circuit de champ du moteur. La constante de temps du circuit de champ des grands moteurs CC peut être de plusieurs secondes.

Si les gains du régulateur n'ont pas été ré-entrer ou vérifiés par rapport aux données de mise en service d'origine après le remplacement de la carte, ils peuvent ne pas correspondre au moteur. Accédez aux paramètres du régulateur de champ dans le CUD1 et confirmez qu'ils correspondent aux valeurs d'origine ou aux spécifications de l'enroulement de champ du moteur.

Une séquence d'auto-réglage (si la version du firmware le prend en charge) recalculera les gains.

Q5 : Le variateur est utilisé dans une application de laminoir continu où la carte d'alimentation de champ doit avoir une fiabilité maximale. Existe-t-il un produit successeur moderne qui pourrait améliorer la fiabilité par rapport au C98043-A7014-L2 arrêté ?

Pour les installations prêtes à moderniser leur variateur, le SINAMICS DCM (DC Master) est la plateforme actuelle de Siemens pour le contrôle de vitesse des moteurs CC haute performance. Le SINAMICS DCM intègre l'alimentation de champ comme une fonction interne — il n'y a pas de carte d'alimentation de champ séparée à entretenir.

Pour les sites où il est préférable de maintenir le matériel SIMOREG existant, le remplacement préventif de la carte d'alimentation de champ lors d'un arrêt planifié — avant une défaillance en service — est la meilleure stratégie de fiabilité, en utilisant un C98043-A7014-L2 vérifié du marché secondaire comme pièce de rechange.