시멘스 430/440 인버터/컨버터 드라이버 보드

시멘스 A5E00825002 IGBT 출력 모듈이 있는 IGD1/R3-BGR 드라이브 보드

부문 번호:A5E00825002

제조사:시멘스 AG (독일)

제품 종류:드라이브 보드 IGD1/R3-BGR 출력 모듈과 함께 IGBT 게이트 드라이버

제품군:MICROMASTER 440 / MICROMASTER 430 (MM440 / MM430)

전반적인 설명

The A5E00825002 is the IGD1/R3-BGR drive board — the first-generation IGBT gate driver assembly complete with IGBT output modules — for Siemens MICROMASTER 440 and MICROMASTER 430 AC drives in the 110 kW class.

보드는 이 전력 수준에서 MM440의 전력 섹션의 핵심입니다.드라이브의 벡터 제어 알고리즘으로 다시 공급되는 현재 측정 경로, 그리고 IGBT 모듈 자체는 실제 고전력 AC 스위치를 합니다.

110kW의 MICROMASTER 440 (6SE6440-2UD41-1FA1 및 유사한) 은 가장 까다로운 연속 작업 산업 응용 프로그램에서 발견됩니다산업용 팬, 그리고 원동력이 정량에 가깝게 작동하는 프로세스 펌프

이 전력 수준에서 IGBT 게이트 드라이버 및 모듈 조립체의 물리적 크기는 낮은 전력 MM440 변종에 비해 크게 증가합니다.

A5E00825002는 이것을 반영합니다: R3-BGR 형식 요인은 더 작은 프레임 크기에서 사용되는 R 시리즈 보드보다 더 크고 더 큰 조립입니다.

R3-BGR 명칭의 "BGR" 후자는 이 IGBT 및 현재 등급 조합에 대한 특정 보드 개정을 식별합니다.

It distinguishes this board from the closely related A5E00825001 — which serves the 210A variant at the same 480V/650VDC bus — confirming that the 260A rating is specific to the A5E00825002 and the two boards are not interchangeable.

주요 사양

IGD1 1세대 IGBT 게이트 드라이버

IGD1 명칭은 이 보드가 시멘스의 SINAMICS 및 MICROMASTER 드라이브를 위한 IGBT 게이트 드라이버 (IGD) 시리즈의 첫 번째 세대에 속한다는 것을 식별합니다.

IGD1 세대는 SINAMICS S120 및 SINAMICS G120 차체 플랫폼에서 사용되는 IGD2로 진화한 기본 아키텍처를 구축했습니다.

IGD1은 후대의 IGD1과 동일하게 작동합니다. 그것은 광섬유 연결을 통해 드라이브의 제어 장치에서 PWM 전환 명령을 수신합니다.3단계 다리의 6개의 IGBT 위치 각각에 게이트 펄스를 생성합니다., 그리고 게이트 드라이버 피드백 경로를 통해 각 IGBT의 불포화 (장류 감지) 를 모니터링합니다.

제어판과 IGD1 사이의 광섬유 연결은 낮은 전압 제어 전자 장치와 650V DC 버스에서 고전압 전원 섹션 사이의 galvanic 고립을 제공합니다.이 격리는 안전에 필수적이며 고주파 전환 소음이 제어 전자 장치로 다시 전파되는 것을 방지합니다..

A5E00825002는 이 통신 경로를 위한 광섬유 인터페이스를 PCB 집합의 일부로 통합한다.

FS450R12KE3-S1 IGBT 모듈 260A

FS450R12KE3-S1는 450A 연속 (1200V VCES) 로 등급된 완전한 3단계 IGBT 브리지 모듈이며, A5E00825002에서 260A 가량 된 작동 전류로 사용됩니다.이 다운레이팅은 의도적입니다. 모듈을 최고 전류 이하로 작동하면 열 수명이 길어집니다., 로드 트랜지전트 동안의 접합 온도 이동을 줄이고, MM440의 150% 초하중 능력에서 60초 간격에서 순간적인 과부하에 대한 마진을 제공합니다.

480V AC 입력에서 DC 버스는 대략 650V DC로 작동합니다.

FS450R12KE3-S1의 1200V VCES는 이 버스 전압에서 충분한 전압 간격을 제공하며, 드라이브의 출력 원자로와 케이블 인덕턴스에 의해 생성되는 턴 오프 전압 스파이크를 계산합니다.

시멘스는 이 버스 전압을 위해 1200V 장치를 지정했는데, 이는 디스크의 가등 출력 조건에서 안전 마진이 긴 IGBT 서비스 수명을 위해 필요하기 때문입니다.

F022 오류 및 A5E00825002

MM440 결함 코드 F022는 제어판과 IGD 보드 사이의 광섬유 인터페이스 결함을 나타냅니다. A5E00825002와 관련된 가장 일반적인 결함 코드 중 하나입니다.

이 결함이 110kW MM440에서 나타났을 때, 드라이브의 제어판은 광섬유 연결을 통해 게이트 드라이버 보드와 통신을 잃었습니다.A5E00825002와 제어판 사이의 광섬유 케이블을 검사합니다.: 파열 된 섬유, 오염 된 커넥터 또는 섬유를 찢을만큼 단단하게 구부러진 케이블을 확인하십시오.

손상된 섬유는 실제 보드 고장보다 훨씬 더 흔한 원인입니다. F022

유선 연결이 손상되지 않고 F022이 계속되면 A5E00825002 자체의 게이트 드라이버 회로는 고장 났고 보드를 교체해야합니다.

FAQ

Q1: MM440 110kW 드라이브는 F022 (광섬유 보드 결함) 를 나타냅니다. A5E00825002는 시각적으로 검사되었으며 물리적 손상이 보이지 않습니다. 보드를 교체하기 전에 무엇을 확인해야합니까?

F022 눈에 띄는 물리적 손상이 없는 경우, 보드 고장이 아닌 광섬유 케이블 문제가 거의 항상 발생합니다.A5E00825002의 커넥터와 제어판의 커넥터에서 각 광섬유 케이블을 제거. 밝은 빛 아래 케이블 끝을 점검합니다. 오염, 플라스틱 섬유 자켓의 균열 또는 끝의 변색을 찾으십시오.

각각의 케이블의 전송을 간단한 LED 소스와 탐지기로 테스트하십시오. 의심스러운 케이블을 교체하십시오. A5E00825002 보드가 고장 났다는 결론에 도달하기 전에 다시 연결하고 전원을 켜십시오.

Q2: A5E00825002는 260A로 등급을 받았지만 FS450R12KE3-S1 IGBT는 450A로 등급을 받았습니다. 왜 이렇게 큰 차이가 있습니까?

IGBT의 450A 등급은 제어된 케이스 온도에서 펄스 상태에서 최고 또는 절대 최대 컬렉터 전류입니다.밀폐된 드라이브 캐비닛의 열 제한 환경, 드라이브의 운반 주파수에서 PWM의 전환 손실과 드라이브의 과부하 능력을 고려하면이 모듈의 실질적인 연속 전류는 현저히 낮습니다.

A5E00825002의 260A 연속 등급은 MM440 드라이브 차체의 등급 환경 조건에서 열적으로 지속 가능한 출력이며, 이러한 모든 요소를 고려합니다.260A와 450A 사이의 헤드 룸은 드라이브의 150% 과부하와 모듈 수명을 위해 마진을 제공합니다.

Q3: A5E00825002 (260A) 보드를 원래 A5E00825001 (210A) 보드가 있던 MM440에 사용할 수 있습니까?

두 보드는 서로 다른 드라이브 등급을 제공합니다 (110 kW 대 210A와 관련된 낮은 등급 드라이브). 물리적 장착이 비슷해 보일 수 있지만 게이트 드라이브 구성은전류 센서 캘리브레이션, 그리고 제어 인터페이스 매개 변수는 그들이 서비스하는 특정 드라이브에 일치합니다.

260A 보드를 210A 보드에 맞게 크기를 가진 드라이브에 설치하면 전류 측정 불일치가 발생합니다. 제어 보드의 전류 스케일링이 잘못되어 잘못된 전류 제한이 발생합니다.거짓 과류 결함항상 정확한 A5E 번호를 설치 된 보드의 라벨에 확인하기 전에 교체 주문.

Q4: A5E00825002를 교체 할 때 IGBT 모듈과 히트 싱크 사이에도 열 인터페이스 재료를 적용해야합니다.

예, 예외 없이 IGBT 모듈은 기판을 통해 드라이브의 알루미늄 히트싱크와 친밀한 접촉을 합니다.

열 인터페이스 물질은 일반적으로 단계 변화 화합물 또는 패드입니다 두 표면의 미세한 공기의 간격을 채웁니다.IGBT 연결에서 히트 싱크에 대한 열 저항을 크게 줄입니다..

적절한 TIM 없이, IGBT 단절 온도는 전체 부하에서 히트 싱크 온도보다 수십도 높을 수 있으며, 모듈의 절대 최대 단절 온도까지 쉽게 도달할 수 있습니다.

초온도 오류 (MM440에서 F0004) 또는 IGBT의 조기 고장이 발생할 수 있습니다. 설치 중에 Siemens의 지정된 TIM 적용 절차를 따르십시오.

Q5: 드라이브는 이전에는 문제없이 전체 110kW 부하에서 작동했습니다. 전력 중단 사건 이후 드라이브는 이제 50% 이상의 부하 수준에서 F0001 (장류) 를 보여줍니다. 이것은 A5E00825002입니까?

전력 발생 후, 특히 특정 부하 비율에서 떨어지는 과류 결함 문턱은 일반적으로 A5E00825002의 IGBT 위치 중 하나가 부분적으로 손상되었음을 나타냅니다.

IGBT는 여전히 유도 및 스위치를 수행 할 수 있지만 VCE (sat) 특성이 저하되어 이벤트 이전보다 낮은 전류에서 불포화됩니다.게이트 드라이버의 불포화 감지 회로는 이 비정상적인 VCE를 감지할 때 F0001을 트리그합니다..

완전 부하로 인해 오류가 나타납니다. 전류가 보호 문턱을 저하 할 정도로 높기 때문입니다.

An oscilloscope measurement of the three motor phase currents during the fault will typically show asymmetry on one phase — pointing to the specific damaged IGBT position before full board replacement is decided.