Se a unidade de transmissão de energia não estiver equipada com um sistema de transmissão de energia, a unidade de transmissão de energia deve ser equipada com um sistema de transmissão de energia de transmissão de energia.

Siemens 6RY1703-0CA03 | SIMOREG DC-MASTER 6RA70 Placa de Alimentação de Campo — C98043-A7014-L1, Para Correntes de Armadura de 30 a 100A, Produto Ativo

Visão Geral

A Siemens 6RY1703-0CA03 é a Placa de Alimentação de Campo para inversores SIMOREG DC-MASTER 6RA70 na faixa de corrente de armadura de 30A a 100A — a placa dedicada que gerencia a alimentação DC controlada para o enrolamento de campo do motor DC.

Em um sistema de acionamento de motor DC, o enrolamento de campo e o enrolamento de armadura são alimentados independentemente: o enrolamento de armadura (onde a seção de potência principal do inversor converte AC em DC controlado) carrega a corrente de carga e produz torque, enquanto o enrolamento de campo estabelece o fluxo magnético do motor. 

A placa de alimentação de campo controla esse fluxo magnético e, através dele, a força contra-eletromotriz (FEM) do motor, a constante de torque e as características de operação em toda a faixa de velocidade.

Entender por que a placa de alimentação de campo é importante requer uma breve análise da física do motor DC.

A tensão da armadura de um motor DC com excitação paralela ou separada está relacionada à sua velocidade e força de campo através da equação da FEM: V_a ≈ K × φ × n, onde K é uma constante da máquina, φ é o fluxo de campo e n é a velocidade de rotação. Na velocidade base (a velocidade na qual a tensão da armadura atinge seu valor nominal), o campo está em sua força total e o motor entrega torque total com corrente nominal.

Acima da velocidade base, o campo é progressivamente enfraquecido — reduzindo φ — o que permite que a velocidade aumente enquanto a tensão da armadura permanece constante. Esse enfraquecimento de campo é o mecanismo que estende a faixa de velocidade de um motor DC acima da velocidade base, e a placa de alimentação de campo o executa sob o comando da placa de controle CUD1 do SIMOREG.

Para inversores na faixa de corrente de armadura de 30–100A — que abrange motores DC de aproximadamente alguns quilowatts até cerca de 45 kW, dependendo da tensão — a placa de alimentação de campo C98043-A7014-L1 fornece a saída DC retificada e regulada necessária para o enrolamento de campo do motor.

A placa recebe seu setpoint de corrente de campo da placa microprocessadora CUD1, compara a corrente de campo real (medida via shunt ou transformador de corrente) com o setpoint e regula o ângulo de disparo de seus próprios tiristores para manter a corrente de campo comandada com precisão.

Especificações Principais

Controle de Campo de Motor DC — Por Que é Importante

A placa de alimentação de campo ocupa uma posição no 6RA70 que é fácil de negligenciar quando a atenção está focada na seção principal de potência da armadura.

Mas o controle de campo não é uma função secundária — é o mecanismo através do qual o inversor controla a velocidade do motor acima da velocidade base, a orientação do campo do motor durante a reversão e o modo crítico de economia de campo que reduz o consumo de energia sem carga durante o standby.

Enfraquecimento de campo para faixa de velocidade estendida: À medida que a tensão da armadura se aproxima de seu limite nominal, o aumento adicional da velocidade requer a redução da corrente de campo.

O loop de regulação da placa de alimentação de campo executa essa redução de forma suave e contínua, mantendo a operação estável do motor na faixa de enfraquecimento de campo. 

O enfraquecimento de campo abrupto ou mal regulado produz instabilidade de velocidade e pode causar picos de corrente de armadura que disparam a proteção de sobrecorrente do inversor.

Economia de campo: Durante os períodos de standby, quando o motor está parado ou funcionando com carga mínima, o CUD1 pode comandar a placa de alimentação de campo a reduzir a corrente de campo para um nível de economia programado — tipicamente 30–50% da corrente de campo nominal.

Isso reduz o consumo de energia sem carga (a resistência do enrolamento de campo dissipa potência real proporcional a I²R) sem exigir um ciclo completo de descarga e restabelecimento do campo toda vez que o motor retoma a operação.

Para motores grandes com enrolamentos de campo pesados, essa função produz economias de energia significativas ao longo de um turno de produção.

Monitoramento de reversão de campo: Em inversores SIMOREG de 4 quadrantes usados para aplicações reversíveis, o CUD1 monitora a corrente de campo durante as sequências de reversão do motor.

A placa de alimentação de campo deve manter a corrente de campo estável durante a mudança de direção; a instabilidade da corrente de campo durante a reversão causa picos de corrente de armadura e potencial instabilidade de comutação no sistema de escovas/comutador do motor DC.

6RY1703-0CA03 na Arquitetura da Placa 6RA70

A arquitetura SIMOREG 6RA70 distribui as funções do inversor por várias placas especializadas: o CUD1 (6RY1703-0AA00) gerencia todo o controle digital, parametrização e comunicação; a Placa de Interface de Potência (6RY1703-0DA01 ou -0DA02) gerencia o disparo do tiristor para a seção de potência da armadura; e a Placa de Alimentação de Campo (esta unidade) fornece disparo e controle dedicados de tiristor para o circuito de campo. Cada placa é compatível com a corrente de armadura nominal do inversor.

Dentro da faixa de corrente de armadura de 30–100A, a placa de alimentação de campo C98043-A7014-L1 atende a todas as unidades.

A placa complementar 6RY1703-0CA01 (C98043-A7014-L2) assume para os inversores maiores de 140–510A, e uma família de placas completamente diferente (6RY1703-0EA01 e 0EA03) atende à faixa de corrente mais alta (850–1680A).

Essa seleção de placa específica para a classificação garante que os tiristores de campo e os componentes de medição de corrente sejam dimensionados adequadamente para cada classe de inversor.

A placa de alimentação de campo se conecta ao backplane da eletrônica do inversor e recebe seus parâmetros operacionais e setpoint de corrente de campo do CUD1 através do barramento interno.

O feedback da corrente de campo do circuito de campo do motor retorna à placa através de entradas dedicadas de medição de corrente de campo, fechando o loop de regulação da corrente de campo no nível da placa sem sobrecarregar os recursos de processamento do CUD1.

Status de Produto Ativo — Disponibilidade a Longo Prazo

Ao contrário de muitas placas no catálogo de peças de reposição SIMOREG 6RA70 que atingiram o status PM900 (descontinuado) à medida que a plataforma envelhece, a 6RY1703-0CA03 mantém a classificação PM300 (Produto Ativo).

A Siemens continua a fabricar e fornecer esta placa como uma peça de reposição padrão, refletindo a base instalada substancial de inversores 6RA70 na indústria pesada que continuarão operando por anos ou décadas além da data de comissionamento original da máquina.

Laminares, máquinas de papel, guinchos de minas, extrusoras grandes e sistemas de propulsão naval frequentemente têm vidas úteis medidas em décadas, e a robustez do SIMOREG 6RA70 o torna o inversor DC de escolha para aplicações onde o tempo de atividade e a longevidade são os principais critérios de engenharia.

A disponibilidade contínua da placa de alimentação de campo — um dos principais itens de manutenção em qualquer sistema de acionamento DC — é essencial para a proposta de custo total de propriedade dessas instalações de longa duração.

FAQ

P1: A mesma placa de alimentação de campo 6RY1703-0CA03 pode ser usada em todos os inversores 6RA70 de 30–100A, independentemente da classificação de tensão da armadura?

Sim. A classificação da placa de alimentação de campo refere-se à faixa de corrente de armadura do inversor 6RA70 em que está instalada, não à corrente de campo em si. Os enrolamentos de campo de motores DC geralmente consomem uma fração da corrente de armadura em plena carga do motor — correntes de campo de 2–15A são comuns para motores na classe de armadura de 30–100A.

A placa C98043-A7014-L1 lida com a função de alimentação de campo para toda a faixa de armadura de 30–100A, independentemente de o inversor ser uma unidade de 400V, 460V ou 575V, pois os tiristores de alimentação de campo recebem sua entrada AC da mesma fonte que o circuito de armadura através das conexões internas do inversor.

P2: Quais são os sinais de que a placa de alimentação de campo falhou e como a falha afeta a operação do inversor?

A falha da placa de alimentação de campo geralmente se manifesta como uma das várias condições de falha.

Se a placa perder sua capacidade de regulação de corrente de campo, o CUD1 do inversor detectará corrente de campo anormal através do conjunto de parâmetros e gerará códigos de falha relacionados a falhas no circuito de campo. Os sintomas podem incluir o inversor se recusando a iniciar (porque o CUD1 verifica a corrente de campo antes de habilitar a armadura), velocidade instável do motor em velocidades mais altas na faixa de enfraquecimento de campo (onde a precisão da corrente de campo é mais crítica), ou o inversor funcionando com corrente de campo total e incapaz de exceder a velocidade base.

Em alguns modos de falha, o acionamento do gate do tiristor de campo falha e o motor perde toda a excitação de campo — o que em um motor em funcionamento faz com que a armadura acelere para descontrolada (se o motor também estiver acionando uma carga que o acelera).

As funções de monitoramento do inversor detectam essa perda de campo e desarmam a saída da armadura.

P3: O 6RY1703-0CA03 é listado como um produto ativo. Ele possui a garantia original de fábrica da Siemens quando adquirido através de canais autorizados?

Sim. Produtos em status ativo adquiridos através da rede de distribuição autorizada da Siemens possuem os termos de garantia padrão do fabricante. O status PM300 confirma que a Siemens continua a fabricar e dar suporte a esta placa.

Ao adquirir de canais de excedentes ou de pós-venda — que fornecem placas testadas e reformadas de equipamentos desativados — a garantia do fabricante não se aplica, mas fornecedores respeitáveis oferecem sua própria cobertura de garantia.

Para aplicações críticas de inversor, recomenda-se a aquisição através de canais autorizados ou de um programa de teste documentado para verificar a funcionalidade da placa de campo antes da instalação.

P4: Durante a substituição de uma placa de alimentação de campo, é necessário realizar um re-comissionamento completo do inversor?

Geralmente não. A placa de alimentação de campo não armazena os parâmetros de aplicação do inversor — estes são mantidos no CUD1 (placa de controle microprocessador). A substituição da placa de alimentação de campo, mantendo o CUD1 intacto, preserva o conjunto completo de parâmetros do inversor.

Após a substituição, é necessária uma verificação da operação do circuito de campo: confirmar que a regulação da corrente de campo está estável no setpoint comandado em toda a faixa de enfraquecimento de campo e verificar se o modo de economia de campo funciona corretamente.

Os diagnósticos integrados do SIMOREG (acessíveis através do painel operador PMU ou do software STARTER) permitem o monitoramento em tempo real da corrente de campo para confirmar a operação correta da placa após a instalação.

P5: Como a placa de alimentação de campo interage com o circuito de reversão da armadura em um inversor SIMOREG de 4 quadrantes?

Em um inversor SIMOREG de 4 quadrantes, a seção de potência da armadura possui duas pontes de tiristores antiparalelas que permitem corrente de armadura tanto para frente quanto para trás.

Durante uma reversão de direção, o CUD1 coordena os circuitos de armadura e campo: a corrente de armadura é reduzida gradualmente a zero, o circuito de campo mantém seu nível de fluxo comandado durante todo o processo, e então a corrente de armadura é restabelecida na direção reversa. 

O papel da placa de alimentação de campo é manter a corrente de campo estável durante a reversão — qualquer distúrbio na corrente de campo durante a reversão pode causar problemas de comutação no motor DC (particularmente em motores com interpolos fracos) e deve ser evitado.

A largura de banda do loop de regulação da placa de alimentação de campo é definida pelos parâmetros do controlador de campo do CUD1 para ser consistente com os requisitos dinâmicos do controlador de armadura.