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Siemens A5E00714561. SINAMICS Réparation de bloc d'alimentation IGD2/R4 480V/380A carte de pilote de porte avec module IGBT

Numéro de la partie:A5E00714561 Les États membres

Référence interne GWE:Les États membres peuvent prévoir des mesures de prévention et d'intervention.

Nom du fabricant:Siemens AG Gerätewerk Erlangen (GWE), Allemagne

Type de produit:Partie de réparation du bloc d'alimentation IGD2/R4 Plaque de pilotage de la porte IGBT avec module IGBT

Résumé

L'A5E00714561 est un ensemble de réparation de bloc d'alimentation SINAMICS la carte de pilotage de porte IGD2/R4 complète fournie avec le module IGBT 380A (FS300R12KE3-S1) pour le service SINAMICS S120, G120,avec une puissance de sortie supérieure à 50 W,.

Il s'agit de l'ensemble qui contient à la fois l'intelligence et la puissance de commutation de la section de l'onduleur dans une seule unité remplaçable: la carte de pilotage de la porte IGD2/R4 fournit les impulsions d'entraînement de la porte,mesure du courant, et la protection matérielle, tandis que le module IGBT FS300R12KE3-S1 est le dispositif de commutation à haute puissance qui convertit l'énergie du bus CC en courant moteur contrôlé.

La désignation complète de l'assemblage IGD2/R4/480V/380A identifie la classe de tension de l'entraînement (entrée en courant alternatif de 480 V, résultant d'un bus courant continu d'environ 650 V), le courant de sortie nominal (380 A),et la génération de carte de pilotage de la porte (IGD2 pilote de porte IGBT de deuxième génération)À 480V et 380A, ce bloc d'alimentation sert les modules moteurs de conduite de châssis SINAMICS de la classe 200­250kW, le niveau de puissance trouvé dans les grands entraînements de pompes, les stations de compresseurs,lignes d'extrudeuse, les grands ventilateurs et les applications industrielles lourdes.

The unit was originally supplied as a repair part specifically for authorised Siemens service partners — it is listed as a field-service assembly intended for power block replacement in these larger drive units.

Le préfixe GWE dans la référence interne de la pièce confirme son origine à l'usine de fabrication Gerätewerk Erlangen.

Principales spécifications

IGD2/R4 Tableau de conduite de la passerelle fonction et architecture

The IGD2 (second-generation IGBT Gate Driver) is the circuit board that sits directly on the IGBT power module and provides the complete interface between the drive's Control Unit and the power transistors.

La carte IGD2/R4 remplit trois fonctions distinctes dans le bloc d'alimentation:

Génération du moteur de la porte.L'unité de commande (CU320, CU310 ou similaire) génère des commandes de commutation PWM pour les six positions IGBT dans le pont de l'onduleur triphasé.La carte IGD2 reçoit ces commandes et les convertit en impulsions de tension et de courant qui basculent réellement les portes IGBT.

L'entraînement de la porte nécessite un chronométrage précis, des niveaux de tension corrects de la porte et des temps de montée contrôlés, caractéristiques spécifiquement adaptées au module IGBT FS300R12KE3-S1.

Mesure du courant.La carte IGD2 traite également les signaux de mesure du courant de phase moteur des capteurs du bloc d'alimentation.

Ces mesures analogiques sont converties en données numériques et transmises à l'unité de commande sous forme de rétroaction courante pour l'algorithme de commande vectorielle de l'entraînement.

La précision ici est ce qui détermine la précision du contrôle du couple.

Protection du matériel.La protection la plus rapide dans l'entraînement, la détection de désaturation IGBT, répondant en microsecondes, est mise en œuvre sur la carte IGD2.

Lorsqu'un IGBT s'allume et que sa tension collecteur-émetteur (VCE) n'échoue pas à s'effondrer normalement, l'IGD2 le détecte dans l'événement d'allumage et supprime immédiatement toutes les impulsions de la porte.

Aucune boucle logicielle ne peut égaler cette vitesse de réponse, et à 380A, cette protection est la principale défense contre la destruction de l'IGBT dans des conditions de défaillance.

Le module IGBT FS300R12KE3-S1

Le FS300R12KE3-S1 est un module de pont IGBT triphasé complet de 300 A (avec une capacité de pointe de 380 A) sur une tension nominale de 1200 V du dispositif,adapté à des applications d'entraînement à courant alternatif de 480 V où la tension du bus CC est d'environ 650 ‰ 700 V.

Le module abrite les six IGBT de l'onduleur triphasé dans un seul ensemble physique.

Ce module IGBT est ce autour duquel l'assemblage A5E00714561 est construit.

La carte de pilotage de la porte IGD2/R4 est spécialement conçue pour répondre aux exigences de la porte FS300R12KE3-S1les caractéristiques de vitesse de commutation et de cette IGBT spécifique déterminent la conception du circuit du pilote de la porte.

Lorsque l'ensemble A5E00714561 est installé, le module IGBT et son pilote de passerelle correspondant sont remplacés ensemble,s'assurer que le circuit d'entraînement de la porte est toujours correctement optimisé pour le dispositif de puissance qu'il entraîne.

Exigences en matière de service et de sécurité

L'A5E00714561 a été initialement conçu pour être installé par des partenaires de service agréés de Siemens.

Cela reflète les exigences de sécurité du travail au niveau du bloc de puissance dans un entraînement SINAMICS au format châssis.

Avant tout travail de maintenance du bloc d'alimentation, les conditions suivantes doivent être confirmées: alimentation en courant alternatif isolée et verrouillée;Bus CC confirmé déchargé à moins de 50 V (attente minimale de 5 minutes après isolation), confirmé par mesure); toutes les précautions ESD pour la manipulation de la carte de pilotage de la porte IGD2.

Lors de l'installation de l'ensemble de remplacement, le matériau d'interface thermique du module IGBT doit être appliqué à la surface de contact du dissipateur thermique selon la procédure spécifiée par Siemens.Un composé d'interface thermique incorrect ou manquant augmente la résistance thermique à la jonction IGBT-évier thermique, ce qui entraîne une surchauffe de l'IGBT sous charge, même avec une installation physiquement correcte.

Questions fréquentes

Q1: Le lecteur SINAMICS montre F30022 (surchauffe IGBT) à pleine charge. Le dissipateur de chaleur du lecteur est confirmé froid par contact. L'assemblage du bloc d'alimentation A5E00714561 pourrait-il être la source de défaut?

F30022 avec un dissipateur de chaleur froid suggère fortement que le capteur de température IGBT sur la carte IGD2 est mal lu ¢ le capteur lui-même ou sa connexion à l'IGD2 est défectueuse,produisant une lecture de température artificiellement élevée.

Le matériau d'interface thermique entre le module IGBT et le dissipateur thermique peut manquer ou être incorrectement appliqué,créant une surtempérature réelle mais localisée que le corps du dissipateur n'a pas encore atteint.

Vérifiez l'état du matériau d'interface thermique avant de conclure à une défaillance du capteur.

Q2: Après avoir remplacé le bloc d'alimentation A5E00714561, la défaillance de l'entraînement F30001 (surcourant) se déclenche immédiatement lors du premier fonctionnement sans charge. Quelle est la cause probable?

F30001 immédiatement au premier fonctionnement après le remplacement du bloc d'alimentation indique généralement un problème de décalage de mesure du courant sur la nouvelle carte IGD2.

La régulation du courant de l'entraînement utilise le courant du moteur mesuré comme rétroaction.

Vérifiez les paramètres de décalage actuels du lecteur et exécutez la routine d'étalonnage actuelle si le firmware du lecteur le prend en charge.

Vérifiez aussi que le connecteur de capteur actuel de la nouvelle carte IGD2 est complètement installé.

Q3: L'A5E00714561 est classé comme interrompu avec un produit de succession. Quelle pièce de succession doit être utilisée pour le remplacement de nouveaux blocs d'alimentation?

La pièce de remplacement pour les réparations de blocs d'alimentation IGD2/R4 480V/380A de la famille SINAMICS appartient à la série A5E36717xxx de pièces de réparation IGD2,qui représentent l'assemblage de carte de pilote de porte de nouvelle génération pour les modules IGBT de même ou de courant supérieur.

Confirmez le numéro exact de la pièce de rechange par rapport au numéro de série du lecteur et à la base de données actuelle de pièces de rechange Siemens,comme la cartographie du successeur dépend de l'état de production spécifique de l'entraînement installé.

Q4: L'assemblage de bloc d'alimentation A5E00714561 peut-il être utilisé dans n'importe quel entraînement de châssis SINAMICS à 380A/480V, ou est-il spécifique à certaines variantes de module moteur?

L'A5E00714561 est spécifique aux variantes du module moteur SINAMICS utilisant le module IGBT FS300R12KE3-S1 dans le facteur de forme R4.

Tous les modules moteurs 380A/480V SINAMICS n'utilisent pas le même type de module IGBT ou le même facteur de forme R4.

Avant l'installation, comparez toujours le numéro de série et l'état de production du module moteur installé avec le tableau d'applicabilité de l'A5E00714561.

Q5: Le module IGBT dans le lecteur a échoué en raison d'un court-circuit. Est-ce que la carte de pilotage de la porte IGD2 est également susceptible d'être endommagée et doit-elle être remplacée avec l'IGBT?

Oui, quand un IGBT tombe en panne à cause d'un court-circuit, le chemin de courant de défaut inclut le circuit de la porte.qui peuvent endommager les circuits intégrés du pilote de la passerelle, optocoupleurs ou résistances de porte même si la carte apparaît intacte.

Installing a new IGBT module on a drive that suffered an IGBT short-circuit without also replacing the IGD2 gate driver board risks immediate re-failure of the new IGBT due to compromised gate drive waveforms.

L'A5E00714561 s'en occupe correctement en fournissant les deux composants ensemble comme un ensemble de réparation.