BAN ĐẦU SIEMENS S120 INVERTER/CHUYỂN ĐỔI IGD BAN ĐIỀU KHIỂN BAN ĐIỀU KHIỂN A5E36717797

Siemens A5E36717797. SINAMICS S120 IGD2/R4 Power Block Board 480V / 650VDC / 310A

Số phần:A5E36717797

Nhà sản xuất:Siemens AG (Đức)

Loại sản phẩm:IGD2/R4 Power Block Gate Drive Board (Điều phụ tùng ¢ loại TIM)

Nhóm sản phẩm:SINAMICS S120

Tổng quan

The A5E36717797 is a Siemens SINAMICS S120 IGD2/R4 power block gate drive board — the second-generation IGBT gate drive and power interface PCB for SINAMICS S120 chassis Motor Module assemblies rated at 310A and designed for 480V AC supply (650V DC bus).

Bảng này nằm bên trong bộ sưu tập khối điện của mô-đun động cơ S120, trực tiếp giao tiếp với mô-đun IGBT.

Nó tạo ra và cung cấp xung ổ cổng chuyển đổi các transistor IGBT, xử lý phản hồi hiện tại từ các mạch cảm biến shunt trong khối điện,và thực hiện logic bảo vệ cấp phần cứng tắt IGBT trong trường hợp quá hiện tại, điện áp quá cao, hoặc lỗi bão hòa IGBT.

SINAMICS S120 là nền tảng truyền động mô-đun hiệu suất cao của Siemens cho điều khiển servo và vector đa trục và trục đơn.

Trong định dạng khung gầm, mô-đun động cơ chứa giai đoạn biến tần IGBT chuyển đổi năng lượng xe buýt DC thành nguồn cung cấp AC tần số biến đổi, điện áp biến đổi cần thiết để điều khiển động cơ.

Hiệu suất năng động của động cơ độ chính xác tốc độ, phản ứng mô-men xoắn và độ chính xác định vị phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng các tín hiệu ổ cổng được tạo ra bởi bảng này.Thời gian chuyển đổi không chính xác làm tăng tổn thất và làm giảm độ chính xác điều khiển động cơ.

Danh hiệu IGD2/R4 xác định đây là bảng IGD (Inverter Gate Driver) thế hệ thứ hai trong yếu tố hình thức R4.

Danh hiệu TIM chỉ ra loại bộ phận vật liệu giao diện nhiệt, xác nhận cấu hình bộ phận trong khối điện S120.

Ở 310A, tấm này phục vụ các mô-đun động cơ trong phạm vi 160kW trên hệ thống 400V ổ đĩa được tìm thấy trong máy công cụ lớn, dây chuyền ép, máy giấy và các ứng dụng quy trình nặng.

Các thông số kỹ thuật chính

IGD2 / R4 ️ Kiến trúc ổ cổng thế hệ thứ hai

Danh hiệu IGD xác định chức năng ổ cổng IGBT trong kiến trúc khối điện S120 của Siemens.

Thế hệ thứ hai IGD2 đã giới thiệu những cải tiến về thiết kế phản ánh những tiến bộ trong công nghệ IGBT và yêu cầu ổ cổng ở mức điện cao hơn.

Một bảng điều khiển cổng hoạt động ở ranh giới giữa tín hiệu điều khiển điện áp thấp và chuyển mạch điện áp cao.

Đơn vị điều khiển tạo ra một mô hình chuyển đổi PWM kỹ thuật số, một chuỗi các lệnh bật / tắt ở một số kilohertz cho mỗi IGBT trong cầu biến tần ba pha.A5E36717797 nhận được các lệnh này và dịch chúng thành các xung ổ cổng thực sự chuyển đổi IGBTs.

Bản dịch này không hề tầm thường.Một cổng IGBT đòi hỏi một điện tích cụ thể để bật ổ cổng phải nguồn điện tích này đủ nhanh để đạt được tốc độ chuyển đổi mong muốn mà không gây ra quá nhiều điện áp vượt quá. Khi tắt, ổ cổng phải loại bỏ điện tích cổng với tốc độ được kiểm soát quá nhanh, và điện áp thu thập-emitter tăng nguy hiểm; quá chậm, và tổn thất chuyển đổi tăng lên.

Các mạch ổ cổng của bảng IGD2/R4 được tối ưu hóa đặc biệt cho mô-đun IGBT 310A mà nó giao diện, cân bằng các yêu cầu cạnh tranh này cho các đặc điểm thiết bị thực tế.

Nhận và bảo vệ dòng điện

Ngoài ổ cổng, A5E36717797 xử lý phép đo dòng điện pha động cơ.Các cảm biến dòng trong khối điện tạo ra các tín hiệu tương tự theo tỷ lệ của dòng động cơ tức thời trong mỗi giai đoạn.

Bảng xử lý các tín hiệu này, thực hiện chuyển đổi ADC và truyền các giá trị dòng kỹ thuật số đến Đơn vị điều khiển.Phản hồi này là trái tim của vòng lặp điều khiển dòng CNC điều khiển sử dụng nó để tính toán bộ phận dòng sản xuất mô-men xoắn của điều khiển vector.

Ban cũng thực hiện bảo vệ IGBT cấp phần cứng.

When an IGBT turns on and the voltage across it (VCE) does not collapse to near zero — indicating a short-circuit or overload condition — the board detects this within microseconds and asserts a hardware shutdown.

Bảo vệ khô thấm này phản ứng nhanh hơn bất kỳ phần mềm nào có thể, cắt các tín hiệu cổng trước khi IGBT thất bại.

Các mạch bảo vệ của A5E36717797 là một chức năng quan trọng về an toàn.

Lắp ráp và lắp đặt TIM

Danh hiệu TIM trong mô tả của A5E36717797 đề cập đến loại bộ vật liệu giao diện nhiệt được sử dụng trong biến thể khối điện này.Các mô-đun IGBT tạo ra nhiệt đáng kể trong quá trình hoạt động ở 310A, tải trọng nhiệt trên thermopile và giao diện nhiệt giữa mô-đun IGBT và thermopile là đáng kể.

Bộ TIM đảm bảo rằng giao diện nhiệt giữa bộ bảng IGD và mô-đun IGBT duy trì tiếp xúc nhiệt nhất quán.

Khi thay thế A5E36717797, vật liệu giao diện nhiệt phải được áp dụng chính xác theo hướng dẫn dịch vụ của Siemens cho loại khối điện này.

Việc áp dụng TIM không chính xác ảnh hưởng đến sức đề kháng nhiệt tại giao diện IGBT-to-heatsink và có thể dẫn đến sự cố nhiệt sớm ngay cả với một bảng hoạt động chính xác.

Các biện pháp phòng ngừa an toàn cho công việc này giống như cho bất kỳ dịch vụ điều khiển khung xe S120 nào: cách ly toàn bộ nguồn điện AC, thời gian chờ xả xe buýt DC tối thiểu 5 phút,xác nhận mạch điện DC dưới 50V trước khi truy cập, và xử lý ESD cho bảng điều khiển cổng.

Câu hỏi thường gặp

Câu 1: Mô-đun động cơ khung gầm S120 ở 310A cho thấy một lỗi quá điện F30001 lặp đi lặp lại khi tải một phần.

F30001 với tải phần với động cơ và dây cáp khỏe mạnh cho thấy hoặc là sự trôi dạt của bộ cảm biến hiện tại trên bảng IGD2/R4,hoặc sự mất cân bằng ổ cổng IGBT tạo ra sự chia sẻ dòng không đồng đều giữa các thiết bị IGBT song song (nếu được trang bị).

Một lỗi cảm biến dòng điện tạo ra dòng điện đo được cao nhân tạo kích hoạt chuyến đi trước khi dòng điện thực tế đạt đến giới hạn.Kiểm tra các kết nối cảm biến hiện tại của bảng và cố gắng thiết lập lại lỗi mà không có tải động cơ nếu F30001 tiếp tục ở mức không, phần cảm biến hiện tại của A5E36717797 đã thất bại.

Q2: Sau khi thay bảng A5E36717797, mô-đun động cơ S120 hiển thị báo động F30015 (thất bại pha) khi khởi động.

F30015 sau khi thay thế bảng IGD thường chỉ ra rằng một trong các đầu nối ổ cổng giữa bảng IGD2/R4 mới và mô-đun IGBT đã không được đặt hoàn toàn.Các đầu ra ổ cổng cho một giai đoạn bị thiếu hoặc gián đoạn, tạo ra một đầu ra không cân bằng mà bộ điều khiển phát hiện là lỗi pha.

Tắt điện, xả mạch DC, và kiểm tra lại mọi đầu nối giữa A5E36717797 và các cổng IGBT.

Cũng xác minh chỗ ngồi kết nối cảm biến hiện tại.

Q3: Sự khác biệt chức năng giữa A5E36717797 (310A) và phần gần A5E36717799 (380A) là gì?

Đây là các bảng khác nhau phù hợp với các thông số kỹ thuật mô-đun IGBT khác nhau.và thiết lập ngưỡng khử bão hòa được tối ưu hóa cho các thiết bị IGBT khác nhau được sử dụng trong mỗi cấp độ hiện tạiLắp đặt một bảng ổ cổng 380A trong một khối điện 310A sẽ tạo ra hành vi chuyển đổi không chính xác, tăng mất mát chuyển đổi và có khả năng ngưỡng bảo vệ không chính xác.

Chỉ có A5E36717797 nên được sử dụng trong mô-đun động cơ 310A.

Q4: A5E36717797 được mô tả là một loại TIM. Điều này có nghĩa là gì đối với việc lắp đặt so với các biến thể khối điện không phải là TIM?

Định nghĩa TIM (vật liệu giao diện nhiệt) chỉ ra rằng giao diện nhiệt giữa bộ sưu tập bảng IGD và mô-đun IGBT sử dụng cấu hình hợp chất nhiệt hoặc pad cụ thể.

Trong quá trình lắp đặt,Vật liệu nhiệt cũ phải được loại bỏ hoàn toàn khỏi bề mặt mô-đun IGBT và bảng mới phải được ghép với vật liệu giao diện nhiệt mới được áp dụng theo quy trình dịch vụ của Siemens.

TIM không đủ hoặc không chính xác làm tăng sức đề kháng nhiệt giữa IGBT và thermopile,có thể gây ra lỗi quá nhiệt sớm dưới tải thậm chí với một bảng hoạt động chính xác.

Q5: Mô-đun động cơ khung S120 ở 310A đã bị lỗi IGBT lặp đi lặp lại. Sau khi thay IGBT, A5E36717797 cũng nên được thay thế?

Vâng. Các lỗi IGBT, đặc biệt là những lỗi do lỗi quá điện hoặc IGBT khô ơi, làm cho bảng ổ cổng bị ảnh hưởng bởi cùng một sự kiện căng thẳng điện đã làm hỏng IGBT.

Vòng mạch bảo vệ khử bão hòa trên A5E36717797 có thể đã phát hiện lỗi và tắt chính xác,nhưng năng lượng thoáng qua trong một sự kiện lỗi có thể làm hỏng các thành phần trên bảng ổ cổng mà không gây ra một thất bại ngay lập tức có thể nhìn thấy.

Replacing both the IGBT module and the A5E36717797 gate drive board simultaneously is the correct practice — it ensures that the new IGBT is not subjected to potentially compromised gate drive waveforms from a damaged board.