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Siemens C98043-A7004-L1 | SIMOREG DC-MASTER 6RA70 계자 공급 보드 — DC 모터 여자 제어

부품 번호: C98043-A7004-L1

대체 참조: 6RY1703-0EA01

제조업체: Siemens AG (독일)

제품 유형: 계자 공급 보드 (FSB) — DC 모터 여자 제어 

개요

C98043-A7004-L1은 Siemens SIMOREG DC-MASTER 6RA70 시리즈 DC 드라이브 컨버터용 계자 공급 보드입니다. 별도 여자 DC 모터(고성능 가변 속도 드라이브 애플리케이션에 사용되는 유형)에서 계자 권선은 모터 고정자의 자기 플럭스를 설정합니다.

계자 권선은 이 플럭스와 상호 작용하여 토크를 생성합니다. 따라서 계자 전류를 제어하는 것은 DC 모터 작동의 두 가지 기본 변수 중 하나를 제어하는 것입니다.

C98043-A7004-L1은 이 계자 전류를 관리하는 보드입니다. 6RA70 드라이브의 계자 컨버터 섹션용 사이리스터 브리지 및 제어 회로를 포함하며, 단상 AC 계자 공급 전압을 모터 계자 권선에 대한 정밀하게 제어되는 DC 출력으로 변환합니다.

이 보드는 설정점에서 계자 전류를 유지하는 계자 전류 제어 루프와 속도가 증가함에 따라 계자 전류를 줄여 모터가 기준 속도 이상으로 작동하도록 하는 계자 약화 제어를 모두 구현합니다.

계자 약화는 DC 드라이브에 확장된 속도 범위를 제공하는 것입니다. 기준 속도 이하에서는 계자가 정격 전류로 유지되며 토크는 계자 전류를 변경하여 제어됩니다.

기준 속도 이상에서는 계자가 약화되어(전류 감소) 최대 토크가 감소하는 대신 더 높은 속도로 작동할 수 있습니다. C98043-A7004-L1은 전체 속도 범위에 걸쳐 이 계자 제어를 실행합니다.

주요 사양

DC 드라이브 시스템의 계자 여자

별도 여자 DC 모터의 자기장은 영구적이지 않습니다. 계자 권선을 통해 DC 전류를 흘려 자기장을 생성합니다. 이 자기장의 강도는 모터의 성능 특성에 직접적인 영향을 미칩니다.

전체 계자에서 모터는 정격 계자 전류에서 최대 토크를 발생시킵니다. 이는 저속, 고토크 작동에 선호되는 조건입니다. 롤링 밀, 압출기 및 기준 속도 이하에서 작동하는 중부하 공정 드라이브는 전체 계자 강도에 의존합니다.

기준 속도 이상으로 속도가 증가하면 계자가 일정하게 유지되면 계자 전압이 드라이브의 최대 출력을 초과합니다. 대신 C98043-A7004-L1은 계자 전류를 제어된 방식으로(계자 약화) 줄여 최대 토크 감소를 대가로 모터가 더 빠르게 작동하도록 합니다.

기준 속도 이상에서의 토크-속도 범위는 일정한 전력 특성을 따릅니다. 속도가 두 배가 되면 사용 가능한 토크가 절반이 됩니다.

이 기능은 넓은 속도 범위가 필요한 애플리케이션에 중요합니다. 와인더는 롤 직경이 변경됨에 따라 일정한 표면 속도를 유지하기 위해 가변 속도로 작동해야 합니다. 테스트 스탠드는 넓은 범위에 걸쳐 연속적인 속도 변화가 필요합니다. 공정 라인은 다른 제품에 대해 다른 속도로 실행됩니다.

계자 손실 감지 및 모터 보호

C98043-A7004-L1의 가장 중요한 안전 기능 중 하나는 계자 손실 감지입니다. 계자 공급 실패, 계자 권선 개방 회로 또는 보드 고장으로 인해 계자 전류가 정의된 임계값 이하로 떨어지면 모터는 자기 플럭스를 잃습니다.

이 조건에서는 모터가 계자 전류에서 제어된 토크를 개발할 수 없습니다. 극단적인 경우 고전압 계자 공급에 연결된 플럭스가 없는 모터가 제어되지 않게 가속될 수 있습니다.

C98043-A7004-L1은 계자 전류를 지속적으로 모니터링합니다.

확인된 계자 손실 감지는 위험한 과속 조건이 발생하기 전에 계자 공급을 차단하는 즉각적인 드라이브 트립을 유발합니다.

이 보호 기능은 메인 제어 소프트웨어와 독립적으로 작동하며 전체 드라이브 시스템에 대한 하드웨어 안전 계층을 나타냅니다.

L1 변형 및 보드 호환성

C98043-A7004 계자 공급 보드 시리즈 내에서 L 접미사는 보드 변형 및 개정을 식별합니다. L1 지정은 대부분의 SIMOREG 6RA70 단일 사분면 및 4사분면 컨버터 애플리케이션에 적합한 표준 계자 공급 보드 구성을 포함합니다.

이후 변형(L2 이상)은 특정 애플리케이션 요구 사항을 해결하거나 계자 개선 사항을 통합했습니다.

대부분의 표준 6RA70 애플리케이션의 경우 C98043-A7004-L1이 적용 가능한 계자 공급 보드입니다.

교체품을 조달하기 전에 드라이브의 원래 하드웨어 구성 또는 설치된 보드의 라벨과 변형을 확인하십시오.

DC 모터 계자 권선 — 전기적 특성

별도 여자 DC 모터의 계자 권선은 고유도 코일입니다. 이 유도성은 계자 공급 설계에 중요한 영향을 미칩니다. 계자 전류가 변경될 때(속도 증가, 속도 감소 또는 계자 약화 전환 중) 유도성은 변경에 저항합니다.

C98043-A7004-L1의 제어 루프는 안정적이고 반응성이 뛰어난 계자 전류 제어를 달성하기 위해 이 유도성을 고려해야 합니다.

대형 DC 모터의 계자 회로 시정수는 수 초 범위일 수 있습니다. 보드의 제어 루프는 일반적으로 시운전 중에 설정되는 모터의 계자 유도 및 저항에 맞춰 조정됩니다.

C98043-A7004-L1을 교체하는 경우 계자 조절기 매개변수(CUD1에 저장됨)가 모터에 적합한지 확인하십시오. 잘못된 계자 조절기 튜닝은 계자 전류 불안정, 시작 시 느린 계자 빌드업 또는 진동하는 계자 약화 응답을 유발할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

Q1: 6RA70 드라이브에 F036(계자 조절기 설정점/실제 값 편차가 너무 큼)이 표시됩니다. C98043-A7004-L1이 고장 원인일 가능성이 있습니까?

F036은 계자 전류가 명령된 설정점보다 상당히 낮음을 나타냅니다. FSB가 고장이라고 결론 내리기 전에 보드의 공급 단자에서 계자 공급 AC 입력 전압을 확인하고 모터가 분리된 상태에서 모터의 계자 권선 저항을 확인하십시오(개방 회로 또는 고저항 계자 권선 제외).

끊어진 계자 퓨즈도 일반적인 원인입니다. 

공급 전압 및 계자 권선 저항이 정상으로 확인되면 C98043-A7004-L1 사이리스터 브리지 또는 제어 회로가 고장났을 수 있으며 보드 교체가 필요합니다.

Q2: 교체용 C98043-A7004-L1을 설치한 후 드라이브에 기준 속도에서 진동하는 계자 전류가 표시됩니다. 무엇을 조정해야 합니까?

진동하는 계자 전류는 일반적으로 CUD1의 계자 조절기 이득 또는 시정수 매개변수가 모터의 계자 유도 및 저항과 일치하지 않음을 나타냅니다. 이는 매개변수 문제이며 보드 고장이 아닙니다.

CUD1의 시운전 화면에서 계자 조절기 매개변수에 액세스하고 모터의 계자 회로 특성과 일치하는지 확인하십시오.

원래 매개변수 세트가 문서화되지 않은 경우 펌웨어 버전에서 사용 가능한 경우 계자 조절기 자동 튜닝 또는 모터 명판 계자 데이터를 기반으로 한 수동 튜닝이 필요합니다.

Q3: L1 버전은 재고가 있지만 드라이브에는 이전에 L2 버전이 있었습니다. L1은 하위 호환됩니까?

C98043-A7004 시리즈에서 L 변형 호환성은 특정 6RA70 컨버터 구성에 따라 다릅니다. 6RA70 전력 범위 내의 표준 애플리케이션의 경우 L1과 L2는 다른 계자 공급 전압 범위 또는 전류 등급에 맞춰진 특정 회로 특성이 다릅니다.

설치하기 전에 필요한 계자 공급 전압(드라이브의 타입 플레이트 또는 설치된 보드의 라벨에서)이 L1 버전의 사양과 일치하는지 확인하십시오.

일치하지 않는 변형을 설치하면 잘못된 계자 전류 수준이 발생할 수 있습니다.

Q4: 모터는 계자 약화를 사용하여 기준 속도의 두 배로 작동 중입니다. 이 조건에서 C98043-A7004-L1이 고장나면 어떻게 됩니까?

계자 약화 중 계자 공급 실패는 보드의 계자 손실 감지 회로를 통해 즉각적인 드라이브 트립을 유발합니다(계자 손실 감지가 올바르게 작동한다고 가정). 계자가 차단됩니다. 작동하는 계자 손실 감지를 사용하면 모터가 안전하게 감속됩니다.

계자 손실 감지 회로 자체가 고장나서 드라이브를 트립하지 않으면 계자 전류가 붕괴되고 계자 전압이 유지됩니다. 

이 시나리오에서는 모터가 위험한 속도로 가속될 수 있습니다. 이것이 계자 손실 보호 기능을 정기적으로 드라이브 유지 보수의 일부로 테스트해야 하는 이유입니다.

Q5: 6RA70 드라이브가 노후된 SIMOREG 하드웨어를 교체하기 위해 SINAMICS DCM으로 개조되고 있습니다. C98043-A7004-L1은 SINAMICS DCM 아키텍처에 동등한 것이 있습니까?

SINAMICS DCM은 계자 여자를 내부적으로 처리합니다. 계자 사이리스터 브리지 및 제어는 DCM 하드웨어 아키텍처 내에 통합되어 있습니다.

SINAMICS DCM을 주문할 때 별도의 계자 공급 보드를 지정할 필요가 없습니다. 이 기능은 내장되어 있기 때문입니다. 6RA70에서 SINAMICS DCM으로 마이그레이션할 때 계자 전류 제어 매개변수(계자 전류 설정점, 계자 약화 특성)는 시운전 중에 SINAMICS DCM 매개변수로 다시 입력됩니다. 

이전 6RA70 매개변수 문서는 참조로 사용되지만 SINAMICS 매개변수 번호로의 번역이 필요합니다.