ĐIÊN ĐIÊN SIEMENS S120 INVERTER/CONVERTER IGD Bảng kích hoạt A5E36717803

Siemens A5E36717803 | Sửa chữa Khối Nguồn SINAMICS — Mô-đun IGBT IGD2/R4 480V/490A với Kép FS450R12KE3-S1

Mã sản phẩm: A5E36717803

Tham chiếu WLX: WLX_999999

Nhà sản xuất: Siemens AG (Đức)

Loại sản phẩm: Bộ sửa chữa Khối Nguồn SINAMICS — Bo mạch Biến tần Điều khiển Lái

Tổng quan

A5E36717803 là bộ sửa chữa Khối Nguồn SINAMICS thuộc dòng IGD2/R4 cho các ứng dụng 480V/490A — thế hệ bo mạch điều khiển cổng và bộ mô-đun IGBT tiếp theo, kế nhiệm các bộ A5E00714562 và A5E00825002 trước đó. Trong khi các khối nguồn trước đó mỗi khối bao gồm một mô-đun IGBT FS450R12KE3-S1 duy nhất, A5E36717803 còn tiến xa hơn: nó bao gồm hai mô-đun IGBT FS450R12KE3-S1, mang lại cho bộ này định mức dòng điện liên tục cao hơn 490A cần thiết cho các biến tần SINAMICS trong phạm vi công suất khung 480V cao cấp.

Mã hiệu WLX_999999 — hiển thị trên nhãn sản phẩm cùng với mã A5E — là tham chiếu kỹ thuật dịch vụ nội bộ của Siemens cho cấu hình khối nguồn cụ thể này. Các tham chiếu có tiền tố WLX xác định các bộ sửa chữa theo lô kỹ thuật dịch vụ của chúng, phân biệt chúng với các mã sản phẩm đặt hàng trên thị trường.

Mã A5E36717803 là mã xuất hiện trong hệ thống đặt hàng và cơ sở dữ liệu phụ tùng thay thế; tham chiếu WLX là mã mà các kỹ sư dịch vụ sử dụng khi ghi lại các sửa chữa tại hiện trường và hồ sơ dịch vụ.

Bộ này được cung cấp dưới dạng một đơn vị hoàn chỉnh, phù hợp — bo mạch điều khiển cổng IGD2 và cả hai mô-đun IGBT đều đi kèm với nhau, sẵn sàng giao diện nhiệt để lắp đặt.

Việc kết hợp bo mạch điều khiển cổng với các mô-đun IGBT cụ thể không phải là ngẫu nhiên: các thông số điều khiển cổng (giá trị điện trở cổng, khả năng dòng điện đầu ra, thời gian) trong bo mạch IGD2 được hiệu chuẩn đặc biệt cho đặc tính cổng của FS450R12KE3-S1. 

Việc tách rời bộ và tìm nguồn cung ứng các thành phần riêng lẻ sẽ tạo ra rủi ro sai lệch điều khiển cổng có thể làm giảm tuổi thọ IGBT hoặc tạo ra hành vi chuyển mạch bất thường.

Thông số kỹ thuật chính

Cấu hình IGBT kép ở 490A

Bước chuyển từ cấu hình IGBT đơn sang IGBT kép được thúc đẩy bởi giới hạn nhiệt của các mô-đun IGBT riêng lẻ. FS450R12KE3-S1 có định mức 450A, nhưng trên thực tế, ở dòng điện đầu ra liên tục cao nhất và với hoạt động tần số sóng mang đầy đủ, ngân sách nhiệt của một mô-đun duy nhất giới hạn dòng điện sử dụng dưới 490A.

Bằng cách lắp đặt hai mô-đun FS450R12KE3-S1 — một cho mỗi nửa cặp pha biến tần hoặc được bố trí theo cấu hình song song — A5E36717803 phân bổ dòng điện và nhiệt giữa hai thiết bị, đạt được định mức 490A cao hơn trong khi vẫn giữ mỗi mô-đun trong vùng hoạt động an toàn của nó.

Thiết kế mô-đun kép này cũng cải thiện độ tin cậy thông qua việc giảm tải. Mỗi mô-đun hoạt động ở một phần nhỏ hơn của định mức tối đa tuyệt đối của nó, làm giảm sự dao động nhiệt độ mối nối trong các chu kỳ tải và kéo dài tuổi thọ hữu ích của mô-đun so với thiết kế mô-đun đơn chạy gần giới hạn của nó.

Bo mạch điều khiển cổng IGD2 trong A5E36717803 được điều chỉnh để điều khiển cả hai mô-đun IGBT đồng bộ — cả hai thiết bị ở vị trí pha biến tần nhất định đều nhận xung cổng của chúng đồng thời, đảm bảo chia sẻ dòng điện cân bằng giữa hai mô-đun song song.

Kiến trúc IGD2/R4

Yếu tố hình thức R4 xác định định dạng lắp đặt vật lý được sử dụng trên phạm vi công suất này của các biến tần khung SINAMICS. Bo mạch IGD2 gắn trực tiếp vào bộ mô-đun IGBT và kết nối với Đơn vị Điều khiển của biến tần thông qua một giao diện tiêu chuẩn hóa.

Giao diện này truyền các lệnh chuyển mạch PWM từ CU đến IGD2, và truyền dữ liệu đo dòng điện và cảm biến nhiệt độ từ IGD2 trở lại các thuật toán điều khiển vòng kín của CU.

Bo mạch IGD2 triển khai bảo vệ quá tải ở cấp độ phần cứng trên mỗi vị trí IGBT. Khi một IGBT được lệnh bật, IGD2 sẽ giám sát điện áp cực góp-e-mitter.

Nếu điện áp không giảm xuống mức bão hòa mong đợi — cho thấy thiết bị không thể dẫn dòng điện được lệnh — IGD2 sẽ ngay lập tức triệt tiêu tất cả các xung cổng. Phản ứng ở cấp độ micro giây này ngăn chặn loại quá dòng kéo dài làm hỏng mối nối IGBT, hoạt động nhanh hơn bất kỳ phản hồi lỗi phần mềm nào trong Đơn vị Điều khiển.

Lưu ý về Vật liệu Giao diện Nhiệt (TIM)

Hậu tố "TIM" đôi khi được tham chiếu trong tài liệu dịch vụ A5E36717803 cho biết bộ này được cung cấp kèm theo Vật liệu Giao diện Nhiệt được dán sẵn hoặc đi kèm. Khớp nối nhiệt đúng giữa các tấm đế mô-đun IGBT và bộ tản nhiệt của biến tần là rất quan trọng — điện trở nhiệt tại giao diện này trực tiếp xác định nhiệt độ mối nối IGBT tăng cao như thế nào trong quá trình hoạt động đầy tải.

TIM bị thiếu hoặc dán không đúng cách là nguyên nhân gốc rễ phổ biến của các cảnh báo quá nhiệt IGBT sau khi lắp đặt (F30022) ngay cả khi bộ tản nhiệt tự nó được làm mát tốt.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Biến tần hiện có khối nguồn A5E00714562. Có thể lắp A5E36717803 trực tiếp làm bộ thay thế không?

A5E36717803 là bộ kế nhiệm được Siemens chỉ định cho A5E00714562 và được thiết kế để thay thế tại hiện trường cho bộ đó. Trong hầu hết các cấu hình khung SINAMICS G120 và G150 trong phạm vi công suất áp dụng, nó lắp vào cùng vị trí và giao tiếp theo cùng cách.

Tuy nhiên, hãy xác nhận trạng thái sản xuất và phiên bản firmware của biến tần cụ thể so với bảng áp dụng kế nhiệm của Siemens. 

Một số biến tần sản xuất rất sớm có thể yêu cầu cập nhật firmware trước khi hệ thống quản lý thành phần của biến tần nhận dạng chính xác mã định danh điện tử của bo mạch IGD2 mới hơn.

Q2: Mã "WLX_999999" trên nhãn có ý nghĩa gì?

WLX là hệ thống tham chiếu lô kỹ thuật dịch vụ nội bộ của Siemens cho các bộ sửa chữa biến tần. WLX_999999 xác định cấu hình khối nguồn cụ thể này trong hệ thống phụ tùng sửa chữa của Siemens.

Nó được các kỹ sư dịch vụ Siemens sử dụng để ghi lại sửa chữa và hồ sơ dịch vụ.

Đối với mục đích đặt hàng và phụ tùng thay thế, mã A5E36717803 là tham chiếu chính xác. Mã WLX không thay thế mã A5E trong bất kỳ ngữ cảnh mua hàng hoặc tồn kho nào.

Q3: Biến tần hiển thị F30022 (quá nhiệt IGBT) trong vòng 10 phút hoạt động đầy tải sau khi lắp đặt khối nguồn A5E36717803. Bộ tản nhiệt không nóng khi chạm vào. Nguyên nhân có khả năng nhất là gì?

F30022 ngay sau khi lắp đặt với bộ tản nhiệt nguội là dấu hiệu điển hình của vật liệu giao diện nhiệt không đúng hoặc bị thiếu giữa các tấm đế mô-đun IGBT và bề mặt bộ tản nhiệt.

Nếu TIM không được dán trong quá trình lắp đặt, hoặc được dán không đều, điện trở nhiệt từ mối nối IGBT đến bộ tản nhiệt sẽ cao hơn nhiều so với mô hình nhiệt của biến tần dự kiến. 

Mối nối IGBT đạt đến nhiệt độ quá cao trước khi thân bộ tản nhiệt kịp ấm lên đáng kể.

Tháo ra và lắp lại khối nguồn với việc dán TIM đúng cách theo quy trình lắp đặt của Siemens.

Q4: A5E36717803 bao gồm hai mô-đun IGBT. Nếu một trong hai mô-đun bị lỗi trong quá trình sử dụng, có thể chỉ thay thế mô-đun đó không?

Không — thay thế một mô-đun duy nhất trong khi giữ lại mô-đun kia sẽ làm thay đổi đặc tính cặp ghép của bộ.

Hai mô-đun FS450R12KE3-S1 trong A5E36717803 hoạt động song song và phải có đặc tính chuyển mạch phù hợp để chia sẻ dòng điện cân bằng. 

Khi một mô-đun bị lỗi, toàn bộ bộ A5E36717803 phải được thay thế.

Lắp đặt một mô-đun IGBT mới bên cạnh một mô-đun cũ có đặc tính ngưỡng cổng và tốc độ chuyển mạch khác nhau có nguy cơ chia sẻ dòng điện không đều, có thể làm quá tải mô-đun mới hoặc gây mất cân bằng thời gian.

Q5: Khối nguồn này được liệt kê là đã ngừng sản xuất. A5E36717803 có còn khả dụng qua kênh nào không?

Với việc Siemens ngừng sản xuất mã này, thị trường phụ tùng công nghiệp là nguồn chính. Các công ty chuyên sửa chữa biến tần SINAMICS thường có sẵn các bộ khối nguồn đã được kiểm tra từ dòng này.

Khi tìm nguồn cung ứng, hãy xác nhận tham chiếu WLX trên nhãn để xác minh bộ là cấu hình chính xác và yêu cầu tài liệu hiển thị kết quả kiểm tra chức năng trước khi vận chuyển.

Các chương trình trao đổi dịch vụ — nơi một đơn vị bị lỗi được trả lại để đổi lấy một bộ thay thế đã được kiểm tra — là một lựa chọn khác được cung cấp bởi nhiều chuyên gia sửa chữa biến tần công nghiệp.