El nuevo convertidor de SIEMENS, el IGD, es un nuevo convertidor.

Siemens A5E00135620 ∙ IGD Trigger Board con módulo de energía IGBT ∙ Convertidor de frecuencia 90kW / 110kW / 132kW

Número de la parte:A5E00135620: el número de personas que pueden participar en el programa

El fabricante:Siemens AG (Alemania)

Tipo de producto:Tabla de disparo IGD con ensamblaje de módulo de alimentación IGBT

Función:Panel de interfaz IGBT con accionamiento de puertas para sección de inversores de convertidores de alta potencia

Resumen general

El A5E00135620 es una placa de disparo IGD (IGBT Gate Drive) de Siemens integrada con el conjunto del módulo de alimentación IGBT,que sirve como el accionamiento de la puerta y la interfaz de conmutación dentro de los accionamientos del convertidor de frecuencia de Siemens en el 90kW, 110 kW, y 132 kW de alcance de potencia.

Este tablero se encuentra en el corazón de la sección del inversor de la unidad, el escenario responsable de convertir el voltaje rectificado del bus de CC de nuevo en la frecuencia variable,AC de amplitud variable que el motor necesita para funcionar a velocidad y par controlados.

En un convertidor de frecuencia, el módulo de potencia IGBT contiene los seis interruptores de transistor que forman el puente de salida de tres fases.Cada uno de estos interruptores debe ser encendido y apagado miles de veces por segundo, bajo control de tiempo preciso, para sintetizar la forma de onda de salida.

El circuito de accionamiento de la puerta del A5E00135620 maneja este cambio:recibiendo señales de tiempo PWM de bajo nivel de la electrónica de control de la unidad y traduciéndolas en pulsos de voltaje de puerta que impulsan los transistores IGBT.

A 90 ‰ 132 kW, la potencia manejada por esta etapa del inversor es sustancial.

Los módulos IGBT individuales transportan cientos de amperios en un bus de CC en el rango de 600V~800V.Los pulsos de transmisión de puertas sincronizados con precisión son esenciales. Un conductor de puertas pobre conduce directamente a un aumento de las pérdidas de conmutación IGBT., generación de calor adicional y, en el peor de los casos, fallo de IGBT debido a un interruptor incompleto o a un sobrevolución durante las transiciones de apagado.

El diseño de la placa A5E00135620 proporciona las características correctas de aumento y caída del voltaje de la puerta para el dispositivo IGBT específico que impulsa.

Especificaciones clave

El motor de la puerta IGBT

La sección del inversor de un convertidor de frecuencia funciona cambiando los transistores IGBT en un patrón PWM (modulación de ancho de pulso) cuidadosamente controlado.

Este patrón, actualizado en cada ciclo de cambio,Control tanto de la frecuencia de salida fundamental (determinando la velocidad del motor) como de la amplitud del voltaje de salida (manteniendo la relación V/f correcta para la producción de par).

Los devanados del motor filtran estos pulsos de conmutación de alta frecuencia y ven la corriente sinusoidal fundamental que requieren.

La placa de disparo A5E00135620 recibe las señales de comando PWM de la sección de control del accionamiento y genera los pulsos de accionamiento de la puerta aislados para cada IGBT en el módulo de potencia.

El aislamiento entre la etapa de alimentación de alto voltaje y la etapa de control de bajo voltaje es crítico sin él,una falla en la sección de energía podría propagarse a la electrónica de control y escalar una falla contenida en una falla en todo el sistema.

El aislamiento del accionamiento de la puerta en esta placa asegura que los circuitos de alto voltaje y bajo voltaje permanezcan eléctricamente separados incluso durante las condiciones de falla.

La placa también implementa típicamente la lógica de protección de hardware rápida.Cuando un IGBT se desatura, lo que indica una condición de sobrecorriente o cortocircuito, la placa lo detecta en microsegundos y elimina la señal de puerta, cortando la corriente antes de que el transistor falle.

Esta velocidad de respuesta no puede lograrse mediante protección basada en software y es esencial a estos niveles de potencia.

90 kW a 132 kW Contexto de la clase de potencia

El rango de potencia de 90 ‰ 132 kW representa una clase de potencia significativa en aplicaciones industriales de convertidores de frecuencia.transportadores de gran tamaño, y los motores de procesos industriales pesados.

A estos niveles de potencia, los módulos IGBT son físicamente sustanciales la capacidad de carga de corriente, las demandas térmicas y la energía de conmutación involucradas aumentan en comparación con las unidades de menor potencia.

El módulo de energía IGBT del A5E00135620 está adaptado a esta clase de potencia.y el umbral de desaturación se optimizan para las características de IGBT en este nivel actual.

El uso de una placa de accionamiento de puerta incorrecta o no coincidente en este rango de potencia introduce el riesgo de daño de IGBT por conmutación subóptima, lo que hace que sea esencial la identificación correcta de la pieza y su reemplazo.

Síntomas de fallas y orientación para su sustitución

Una placa A5E00135620 que falla generalmente produce fallas de fase de salida o códigos de fallas IGBT en la pantalla de fallas de la unidad.optoacopladores con accionamiento de puerta fallidos o IC aislados con accionamiento de puerta, pérdida del accionamiento de la puerta en una o más fases, protección contra la desaturación IGBT que se activa incorrectamente debido a la deriva del circuito sensorial y pérdida completa de la salida después de un evento de falla de alimentación.

Antes de reemplazar la placa, verifique que el módulo de alimentación IGBT en sí no haya sido dañado.

Si el módulo IGBT ha fallado en un cortocircuito, un aumento de corriente a través del terminal de la puerta puede haber dañado el circuito de accionamiento de la puerta.

La sustitución de la placa de accionamiento de la puerta sin sustituir también un módulo IGBT averiado dará lugar a una repetición inmediata del fallo.

Cuando la placa de accionamiento de la puerta falle sin daños IGBT, el A5E00135620 de reemplazo debe restablecer el funcionamiento normal del accionamiento después de la instalación,sin requerir cambios de parámetros , no el software de configuración del disco.

Preguntas frecuentes

P1: El convertidor de frecuencia muestra un fallo F0022 (pérdida de fase de salida) solo en la fase V. Todos los cables de salida y los devanados del motor están confirmados intactos. ¿Es la A5E00135620 la causa probable?

Un fallo de salida de una sola fase con un cableado y enroscamientos de motor confirmados indica un fallo del accionamiento de la puerta en la fase afectada ̇ el par IGBT para esa fase no está cambiando correctamente.Inspeccionar el circuito de accionamiento de la puerta de la placa A5E00135620 para la fase V.

Las fallas del optoacoplador en la etapa de aislamiento del accionamiento de la puerta son la causa más común a nivel de componente de fallas de una sola fase.

El reemplazo de la placa es típicamente más práctico que la reparación de componentes en este nivel de la etapa de potencia.

P2: Después de reemplazar el A5E00135620, ¿se debe volver a poner en marcha la unidad o los parámetros almacenados siguen siendo válidos?

La placa de accionamiento de la puerta no contiene ningún parámetro de accionamiento. Todos los parámetros de control permanecen en la electrónica de control de la unidad, no afectados por el reemplazo de la placa de accionamiento de la puerta.

Tras la instalación del A5E00135620 de repuesto, bastará un ensayo estándar de encendido y funcionamiento del motor para confirmar el funcionamiento normal.

No se requiere volver a poner en servicio ni volver a introducir parámetros.

P3: El módulo de alimentación IGBT probado tuvo un cortocircuito antes de reemplazar el A5E00135620. ¿Debería reemplazarse al mismo tiempo la placa de accionamiento de la puerta?

Sí, un cortocircuito de IGBT aplica una condición de corriente de falla al circuito de la puerta que puede dañar los circuitos integrados de accionamiento de la puerta en el A5E00135620, incluso si la placa no muestra una falla obvia inmediatamente.

La sustitución del módulo IGBT sin reemplazar la placa de accionamiento de la puerta corre el riesgo de volver a dañar el nuevo IGBT a través de una forma de onda de accionamiento de la puerta comprometida.Siempre sustituir ambos simultáneamente cuando se ha producido un fallo de cortocircuito IGBT.

P4: La unidad de accionamiento es de 110 kW. El A5E00135620 se describe como que cubre 90 kW, 110 kW y 132 kW. ¿Cubre una variante de la placa las tres clasificaciones de potencia, o hay subvariantes?

El A5E00135620 cubre este rango de potencia porque el módulo IGBT utilizado en la clase 90 ∼ 132 kW comparte el mismo paquete físico y los mismos requisitos de interfaz de accionamiento de la puerta.La placa está emparejada con el tipo de dispositivo IGBT, no sólo la potencia de la placa de la unidad.

Confirme que el número de pieza del módulo IGBT en la unidad corresponde a la especificación del A5E00135620 antes de instalarlo.

Si la unidad ha tenido previamente un módulo IGBT reemplazado por un tipo de dispositivo diferente, también puede haber cambiado la especificación de la placa de accionamiento de la puerta.

P5: ¿Cómo se debe almacenar el A5E00135620 como pieza de repuesto para evitar su degradación?

Conservar la placa en su bolsa de protección ESD original dentro de un ambiente de temperatura estable. Evite la alta humedad y los ciclos de temperatura.La parte del módulo IGBT del conjunto contiene semiconductores de potencia que son sensibles tanto al ESD como a la tensión mecánica.

No almacenar con objetos pesados colocados sobre el conjunto.Se recomienda una inspección visual de las fugas del condensador electrolítico (si están presentes en la placa) antes de la instalación..

Documentar la fecha y la condición de almacenamiento para los registros de mantenimiento.