أصل سيمنز S120 محول/محول IGD لوحة الزناد لوحة التشغيل A5E36717797

سيمنز A5E36717797 | SINAMICS S120 IGD2/R4 لوحة كتلة الطاقة — 480 فولت / 650 فولت تيار مستمر / 310 أمبير

رقم القطعة: A5E36717797

الشركة المصنعة: سيمنز إيه جي (ألمانيا)

نوع المنتج: لوحة تشغيل بوابة كتلة الطاقة IGD2/R4 (قطعة غيار — نوع TIM)

عائلة المنتج: SINAMICS S120

نظرة عامة

A5E36717797 هي لوحة تشغيل بوابة كتلة طاقة سيمنز SINAMICS S120 IGD2/R4 — الجيل الثاني من مشغل بوابة IGBT ولوحة واجهة الطاقة لتجميعات وحدات المحرك SINAMICS S120 المصنفة عند 310 أمبير ومصممة لإمداد طاقة 480 فولت تيار متردد (650 فولت تيار مستمر).

توجد هذه اللوحة داخل تجميع كتلة الطاقة لوحدة المحرك S120، وتتصل مباشرة بوحدة IGBT.

تقوم بإنشاء وتسليم نبضات تشغيل البوابة التي تقوم بتبديل ترانزستورات IGBT، وتعالج تغذية التيار الراجعة من دوائر استشعار التحويلة في كتلة الطاقة، وتنفذ منطق الحماية على مستوى الأجهزة الذي يوقف تشغيل IGBTs في حالة حدوث أخطاء في التيار الزائد، أو الجهد الزائد، أو تشبع IGBT.

SINAMICS S120 هي منصة محركات سيمنز المعيارية عالية الأداء للتحكم في المحركات المؤازرة والمتجهة متعددة المحاور ومحور واحد.

في تنسيق الهيكل، تضم وحدة المحرك مرحلة عاكس IGBT التي تحول طاقة ناقل التيار المستمر إلى إمداد تيار متردد متغير التردد ومتغير الجهد اللازم لتشغيل المحرك. 

يعتمد الأداء الديناميكي للمحرك — دقة السرعة، استجابة عزم الدوران، ودقة تحديد المواقع — مباشرة على جودة إشارات تشغيل البوابة التي تولدها هذه اللوحة. يزيد توقيت التبديل غير الصحيح من الخسائر ويقلل من دقة التحكم في المحرك.

يشير التعيين IGD2/R4 إلى أن هذه هي لوحة مشغل بوابة العاكس (IGD) من الجيل الثاني في عامل الشكل R4.

يشير تعيين TIM إلى نوع تجميع مادة الواجهة الحرارية، مما يؤكد تكوين التجميع داخل كتلة طاقة S120. 

عند 310 أمبير، تخدم هذه اللوحة وحدات المحرك في نطاق 160 كيلو واط على نظام 400 فولت — محركات موجودة في أدوات الآلات الكبيرة، وخطوط البثق، وآلات الورق، وتطبيقات العمليات الثقيلة.

المواصفات الرئيسية

IGD2/R4 — بنية تشغيل البوابة من الجيل الثاني

يشير تعيين IGD إلى وظيفة تشغيل بوابة IGBT ضمن بنية كتلة طاقة S120 من سيمنز. خدمت لوحات IGD من الجيل الأول (IGD1) كتل الطاقة ذات التيار المنخفض.

قدم الجيل الثاني — IGD2 — تحسينات في التصميم تعكس التقدم في تكنولوجيا IGBT ومتطلبات تشغيل البوابة عند مستويات تيار أعلى.

تعمل لوحة تشغيل البوابة عند الحد الفاصل بين إشارات التحكم ذات الجهد المنخفض وتبديل الطاقة ذات الجهد العالي.

تولد وحدة التحكم نمط تبديل PWM رقمي — تسلسل أوامر تشغيل/إيقاف بتردد عدة كيلوهرتز — لكل من وحدات IGBT الست في جسر العاكس ثلاثي الطور. تستقبل A5E36717797 هذه الأوامر وتترجمها إلى نبضات تشغيل البوابة التي تقوم بتبديل وحدات IGBT فعليًا.

هذه الترجمة ليست بسيطة. تتطلب بوابة IGBT شحنة محددة للتشغيل — يجب أن توفر تشغيل البوابة هذه الشحنة بسرعة كافية لتحقيق سرعة التبديل المطلوبة دون التسبب في تجاوز جهد مفرط. عند الإيقاف، يجب أن تزيل تشغيل البوابة شحنة البوابة بمعدل متحكم فيه — سريع جدًا، ويتسبب في ارتفاع جهد المجمع-الباعث بشكل خطير؛ بطيء جدًا، وتزداد خسائر التبديل.

تم تحسين دائرة تشغيل البوابة الخاصة بلوحة IGD2/R4 خصيصًا لوحدة IGBT 310 أمبير التي تتصل بها، مما يوازن بين هذه المتطلبات المتنافسة لخصائص الجهاز الفعلية.

استشعار التيار والحماية

بالإضافة إلى تشغيل البوابة، تتعامل A5E36717797 مع قياس تيار طور المحرك. تنتج مستشعرات التيار في كتلة الطاقة إشارات تناظرية تتناسب مع تيار المحرك اللحظي في كل طور.

تقوم اللوحة بمعالجة هذه الإشارات، وإجراء تحويل ADC، وإرسال قيم التيار الرقمية إلى وحدة التحكم. هذه التغذية الراجعة هي قلب حلقة التحكم في تيار CNC — يستخدمها المتحكم لحساب مكون تيار إنتاج عزم الدوران في التحكم المتجه.

تنفذ اللوحة أيضًا حماية IGBT على مستوى الأجهزة.

عندما يتم تشغيل IGBT ولا ينهار الجهد عبره (VCE) إلى ما يقرب من الصفر — مما يشير إلى حالة دائرة قصر أو حمل زائد — تكتشف اللوحة ذلك في غضون ميكروثانية وتؤكد إيقاف التشغيل بواسطة الأجهزة.

تستجيب حماية إلغاء التشبع هذه بشكل أسرع من أي برنامج، وتقطع إشارات البوابة قبل فشل IGBT. عند 310 أمبير، تكون الطاقة المخزنة في حدث تيار خطأ غير متحكم فيه كبيرة. 

تعتبر دوائر الحماية الخاصة بـ A5E36717797 وظيفة حرجة للسلامة.

تجميع وتركيب TIM

يشير تعيين TIM في وصف A5E36717797 إلى نوع تجميع مادة الواجهة الحرارية المستخدمة في هذا المتغير من كتلة الطاقة. تولد وحدة IGBT حرارة كبيرة أثناء التشغيل — عند 310 أمبير، يكون الحمل الحراري على المشتت الحراري والواجهة الحرارية بين وحدة IGBT والمشتت الحراري كبيرًا.

يضمن تجميع TIM أن الواجهة الحرارية بين تجميع لوحة IGD ووحدة IGBT تحافظ على اتصال حراري ثابت.

عند استبدال A5E36717797، يجب تطبيق مادة الواجهة الحرارية بشكل صحيح وفقًا لتعليمات خدمة سيمنز لهذا النوع من كتل الطاقة.

يؤثر تطبيق TIM غير الصحيح على المقاومة الحرارية عند الواجهة بين IGBT والمشتت الحراري ويمكن أن يؤدي إلى فشل حراري مبكر حتى مع لوحة تعمل بشكل صحيح.

احتياطات السلامة لهذا العمل هي نفسها كما هو الحال مع أي خدمة لمحرك هيكل S120: عزل كامل لشبكة التيار المتردد، فترة انتظار لا تقل عن خمس دقائق لتفريغ ناقل التيار المستمر، تأكيد أن ناقل التيار المستمر أقل من 50 فولت قبل الوصول، والتعامل مع ESD للوحة تشغيل البوابة.

الأسئلة الشائعة

س 1: وحدة المحرك الهيكلية S120 عند 310 أمبير تظهر خطأ تيار زائد متكرر F30001 عند حمل جزئي. تم تأكيد سلامة المحرك والكابلات. هل يمكن أن يكون A5E36717797 هو السبب؟

يشير F30001 عند حمل جزئي مع محرك وكابلات سليمة إلى انحراف في إزاحة استشعار التيار على لوحة IGD2/R4، أو عدم توازن في تشغيل بوابة IGBT مما يخلق مشاركة غير متساوية للتيار بين أجهزة IGBT المتوازية (إذا كانت موجودة).

ينتج خطأ استشعار التيار تيارًا مقاسًا مرتفعًا بشكل مصطنع يؤدي إلى حدوث رحلة قبل أن يصل التيار الفعلي إلى الحد. افحص موصلات استشعار التيار الخاصة باللوحة وحاول إعادة تعيين الخطأ بدون حمل المحرك — إذا استمر F30001 عند تيار صفر، فقد فشل قسم استشعار التيار في A5E36717797.

س 2: بعد استبدال لوحة A5E36717797، تظهر وحدة المحرك S120 إنذار F30015 (فشل الطور) عند بدء التشغيل. ماذا يجب فحصه؟

يشير F30015 بعد استبدال لوحة IGD عادةً إلى أن أحد موصلات تشغيل البوابة بين لوحة IGD2/R4 الجديدة ووحدة IGBT لم يتم تثبيته بالكامل. خرج تشغيل البوابة لطيف واحد مفقود أو متقطع، مما ينتج عنه خرج غير متوازن يكتشفه المتحكم على أنه فشل طور.

قم بإيقاف التشغيل، وتفريغ ناقل التيار المستمر، وأعد فحص كل موصل بين A5E36717797 وأطراف بوابة IGBT.

تحقق أيضًا من تثبيت موصل استشعار التيار.

س 3: ما هو الاختلاف الوظيفي بين A5E36717797 (310 أمبير) والجزء القريب A5E36717799 (380 أمبير)؟ هل يمكن للوحة 380 أمبير استبدال تطبيق 310 أمبير؟

هذه لوحات مختلفة متطابقة مع مواصفات مختلفة لوحدات IGBT. تختلف لوحات 310 أمبير و 380 أمبير في معلمات تشغيل البوابة — قيم مقاومة البوابة، مستويات جهد البوابة، وإعدادات عتبة إلغاء التشبع — التي تم تحسينها لأجهزة IGBT المختلفة المستخدمة في كل تصنيف تيار. سيؤدي تثبيت لوحة تشغيل بوابة 380 أمبير في كتلة طاقة 310 أمبير إلى سلوك تبديل غير صحيح، وزيادة خسائر التبديل، وربما عتبات حماية غير صحيحة.

يجب استخدام A5E36717797 فقط في وحدة المحرك 310 أمبير.

س 4: توصف A5E36717797 بأنها من نوع TIM. ماذا يعني هذا للتركيب مقارنة بالمتغيرات غير TIM لكتل الطاقة؟

يشير تعيين TIM (مادة الواجهة الحرارية) إلى أن الواجهة الحرارية بين تجميع لوحة IGD ووحدة IGBT تستخدم مركبًا حراريًا أو تكوين وسادة محددًا.

أثناء التركيب، يجب إزالة المادة الحرارية القديمة بالكامل من سطح وحدة IGBT ويجب مطابقة اللوحة الجديدة مع مادة الواجهة الحرارية الطازجة المطبقة وفقًا لإجراء خدمة سيمنز.

يؤدي TIM غير الكافي أو المطبق بشكل غير صحيح إلى زيادة المقاومة الحرارية بين IGBT والمشتت الحراري، مما قد يتسبب في حدوث أعطال حرارية مبكرة تحت الحمل حتى مع لوحة تعمل بشكل صحيح.

س 5: تعرضت وحدة المحرك الهيكلية S120 عند 310 أمبير لفشل متكرر في IGBT. بعد استبدال IGBT، هل يجب استبدال A5E36717797 أيضًا؟

نعم. تؤدي أعطال IGBT — خاصة تلك الناتجة عن أخطاء التيار الزائد أو تشبع IGBT — إلى تعرض لوحة تشغيل البوابة لنفس حدث الإجهاد الكهربائي الذي أضر بوحدة IGBT.

قد تكون دائرة حماية إلغاء التشبع على A5E36717797 قد اكتشفت الخطأ وأوقفت التشغيل بشكل صحيح، ولكن الطاقة العابرة أثناء حدث الخطأ يمكن أن تلحق الضرر بالمكونات الموجودة على لوحة تشغيل البوابة التي لا تسبب فشلاً مرئيًا فوريًا. 

يعد استبدال كل من وحدة IGBT ولوحة تشغيل البوابة A5E36717797 في وقت واحد هو الممارسة الصحيحة — فهو يضمن عدم تعرض IGBT الجديد لموجات تشغيل بوابة قد تكون معيبة من لوحة تالفة.