Le groupe Siemens IGD déclare que la Commission a décidé de ne pas appliquer les dispositions de la présente directive.

Siemens 6SE7033-7EG84-1JF1 | SIMOVERT MASTERDRIVES IGD4 Module de contrôle d'onduleur — 370A, 380–460V 3AC / 510–620V DC

Numéro de pièce : 6SE7033-7EG84-1JF1

Fabricant : Siemens AG (Allemagne)

Type de produit : Module de contrôle d'interface d'onduleur — IGD4

Gamme de produits : SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE70 

Aperçu

Le 6SE7033-7EG84-1JF1 est le module de contrôle d'interface d'onduleur IGD4 pour la série SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE7033-7EG — les unités MASTERDRIVES grand châssis d'une capacité nominale de courant de 370A, fonctionnant sur une alimentation 380–460V 3AC avec un bus DC correspondant de 510–620V.

Cette carte sert de module d'interface de commande de grille IGBT de quatrième génération au sein de cette plateforme d'entraînement, gérant la temporisation de la commande de grille et la logique de protection des IGBT pour le pont de puissance dans les entraînements de cette classe de courant — équivalente à environ 250 kW de puissance de sortie moteur à 400V.

La série SIMOVERT MASTERDRIVES était la plateforme d'entraînement de grande taille établie de Siemens pour les applications d'automatisation industrielle tout au long des années 1990 et 2000.

Les entraînements à châssis 6SE7033-7EG à 370A ont été déployés dans des applications d'entraînement exigeantes : grandes pompes, ventilateurs, compresseurs, entraînements de laminoirs, lignes d'extrudeuses, bancs d'essai et entraînements de procédés lourds dans des secteurs allant de la fabrication du papier et de l'acier au traitement chimique et au traitement de l'eau.

La désignation de variante 1JF1 identifie la révision de la carte JF1. Siemens a produit plusieurs révisions du module IGD4 tout au long du cycle de vie du produit (JF0, JF1, etc.), chacune intégrant des améliorations de fiabilité tout en maintenant l'interchangeabilité fonctionnelle.

Le 6SE7033-7EG84-1JF1 a été arrêté par Siemens à compter d'octobre 2011, reflétant le processus de fin de vie plus large de la série MASTERDRIVES 6SE70 à mesure que la plateforme a été remplacée par la famille de produits SINAMICS.

Spécifications clés

IGD4 — Interface de commande de grille IGBT de quatrième génération

L'architecture SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE70 utilisait une série de révisions de modules IGD (Inverter Gate Driver) sur toute sa gamme de produits. Au fur et à mesure que la technologie IGBT progressait au cours du cycle de vie du produit, les entraînements SIMOVERT intégraient des générations successives de commandes de grille — IGD1 à IGD4 —, chaque génération reflétant à la fois les améliorations des dispositifs IGBT disponibles et les avancées dans la conception des circuits de commande de grille.

La génération de modules IGD4 apportait des performances de commande de grille améliorées, adaptées aux dispositifs IGBT utilisés dans le châssis 370A à ce stade de l'évolution du produit.

L'interface de commande de grille gère les six signaux de grille IGBT pour le pont triphasé de l'onduleur, fournissant les impulsions de tension de grille précisément synchronisées et correctement profilées qui commutent chaque transistor proprement en marche et à l'arrêt.

À 370A, l'énergie impliquée dans chaque transition de commutation IGBT est significative.

Une commande de grille mal profilée — trop rapide (provoquant des surtensions excessives à l'arrêt) ou trop lente (augmentant les pertes de commutation et la chaleur) — compromet à la fois l'efficacité de l'entraînement et la fiabilité à long terme du module IGBT. 

Le circuit de commande de grille du module 6SE7033-7EG84-1JF1 IGD4 est conçu pour les caractéristiques IGBT de l'étage de puissance de l'entraînement 6SE7033-7EG.

Le module gère également la protection matérielle des IGBT.

La détection de désaturation — surveillance de la tension collecteur-émetteur de l'IGBT pour détecter les conditions de court-circuit — est implémentée au niveau de la carte de commande de grille, fournissant un arrêt avec une réponse à la microseconde avant qu'un courant de défaut ne puisse détruire le module IGBT.

Mesure et retour de courant

Au-delà de la commande de grille, le 6SE7033-7EG84-1JF1 gère également la mesure du courant moteur. Des capteurs de courant dans l'étage de puissance 6SE7033-7EG génèrent des signaux proportionnels aux courants de phase moteur instantanés.

La carte IGD4 traite ces signaux — effectuant le conditionnement du signal analogique et l'interface des données de courant avec la carte de contrôle vectoriel CUVC de l'entraînement, qui utilise le retour de courant dans ses algorithmes de contrôle de couple et de flux.

Une mesure de courant précise est essentielle pour les performances du contrôle vectoriel.

La dérive de la mesure de courant ou le bruit sur la carte IGD4 se manifestent par des ondulations de couple, une instabilité de la boucle de régulation de vitesse ou des déclenchements intempestifs de surintensité à des charges inférieures à la limite de courant réelle de l'entraînement.

Remplacement et approvisionnement sur le marché secondaire

Arrêté depuis octobre 2011, le 6SE7033-7EG84-1JF1 n'est plus disponible via les canaux commerciaux standard de Siemens en tant que nouveau produit.

L'approvisionnement sur le marché secondaire — via des entreprises spécialisées dans la réparation et l'échange d'entraînements industriels disposant d'unités testées et garanties — est le principal canal d'approvisionnement pour la maintenance des entraînements 6SE7033-7EG en fonctionnement.

Les révisions JF0 et JF1 sont fonctionnellement interchangeables dans le même entraînement.

Chaque révision peut être installée en remplacement de l'autre sans nécessiter de modifications ou de changements de configuration, car les deux remplissent la même fonction IGD4 sur la même plateforme matérielle.

Pour les sites disposant de plusieurs entraînements 6SE7033-7EG, il est fortement conseillé de conserver un module IGD4 de rechange étant donné la classe de puissance de 250 kW — une défaillance d'entraînement dans cette classe représente généralement un événement à fort impact sur la production, et des délais d'approvisionnement de plusieurs semaines pour les pièces de rechange sur le marché secondaire peuvent entraîner des temps d'arrêt importants.

FAQ

Q1 : L'entraînement 6SE7033-7EG affiche un défaut IGBT F034 immédiatement à chaque tentative de démarrage. L'étage de puissance a été inspecté et le module IGBT mesuré comme étant serviceable. Le module IGD4 6SE7033-7EG84-1JF1 pourrait-il générer un faux défaut IGBT ?

Oui. Un défaut de la carte IGD4 dans le circuit de détection de désaturation IGBT peut produire un F034 au démarrage même avec un module IGBT sain, car le circuit de protection lit incorrectement une condition de défaut sur la tension collecteur-émetteur.

Avant de remplacer la carte IGD4, vérifiez que la connexion de détection de désaturation entre le module IGD4 et les bornes de grille de l'IGBT est propre et bien enclenchée. 

Si les connexions sont confirmées bonnes et que le module IGBT a été vérifié comme étant serviceable, le circuit de désaturation du 6SE7033-7EG84-1JF1 est défaillant et le remplacement de la carte est nécessaire.

Q2 : L'entraînement 6SE7033-7EG fonctionne à faible charge sans problème mais se déclenche sur F002 (surintensité) lorsque la charge moteur augmente vers la pleine charge nominale. Les mesures de courant à la sortie de l'entraînement avec une pince ampèremétrique montrent des niveaux de courant corrects. Le circuit de mesure de courant de l'IGD4 pourrait-il être défectueux ?

Les déclenchements de courant à charge qui ne correspondent pas au courant réellement mesuré suggèrent fortement un défaut de mesure de courant sur la carte IGD4 — la mesure de courant interne de l'entraînement signale un courant plus élevé que le courant moteur réel, provoquant des déclenchements de surintensité prématurés.

Le défaut se situe dans la section de conditionnement du signal analogique du 6SE7033-7EG84-1JF1.

Le remplacement de la carte résoudra ce mode de défaut. Confirmez que la carte de contrôle vectoriel CUVC est saine (aucun circuit d'entrée de courant endommagé) avant de conclure que la carte IGD4 seule est la source du défaut.

Q3 : Le 6SE7033-7EG84-1JF1 (révision JF1) est-il compatible avec un entraînement qui était initialement équipé de la révision JF0 ?

Oui — les révisions JF0 et JF1 sont entièrement interchangeables dans l'entraînement 6SE7033-7EG.

Les deux remplissent la fonction IGD4 pour ce type d'entraînement. Les connecteurs physiques, le montage et l'interface électrique sont identiques entre les révisions. 

Aucune modification, aucun changement de paramètre ou aucune étape de reconfiguration n'est nécessaire lors de l'échange entre JF0 et JF1.

Q4 : L'entraînement a été remis en service avec une carte de remplacement 6SE7033-7EG84-1JF1, mais les performances de couple sont nettement moins réactives qu'avant la panne. La carte de contrôle vectoriel CUVC n'a pas été changée. Que faut-il vérifier ?

Une réponse de couple lente après le remplacement d'une carte IGD4 indique généralement que les signaux de retour de courant moteur de la nouvelle carte sont légèrement décalés par rapport à l'original, ce qui amène le contrôle vectoriel CUVC à calculer des vecteurs de courant de flux et de couple incorrects.

Effectuez une procédure de ré-identification des données moteur (si la CUVC la prend en charge pour la version du firmware installée) pour permettre à l'entraînement de compenser tout décalage de mesure de courant sur la carte de remplacement. 

Vérifiez également que le connecteur de détection de courant sur la nouvelle carte IGD4 est bien enclenché — un connecteur partiellement engagé provoque des lectures de courant incorrectes.

Q5 : Le 6SE7033-7EG84-1JF1 étant arrêté depuis 2011, à quel moment un site devrait-il envisager une mise à niveau plutôt que de continuer à entretenir l'entraînement avec des pièces de rechange sur le marché secondaire ?

Les principaux facteurs de décision sont : la disponibilité de pièces de rechange sur le marché secondaire pour l'ensemble de l'entraînement (pas seulement l'IGD4), le coût et la complexité d'une mise à niveau SINAMICS pour l'application, et la criticité de la production de la charge entraînée.

La carte IGD4 est l'une des plusieurs cartes de l'entraînement qui nécessiteront éventuellement un remplacement — la carte de contrôle CUVC, les condensateurs de l'unité de grille et les condensateurs du bus DC vieillissent indépendamment. 

Une fois que plusieurs sous-systèmes commencent à tomber en panne en succession rapide, ou qu'une pièce de rechange critique (en particulier la carte CUVC) devient indisponible sur le marché secondaire, l'économie favorise généralement une modernisation de l'entraînement vers SINAMICS plutôt qu'une maintenance d'urgence continue du matériel MASTERDRIVES vieillissant.