A partir de 1 de Julho de 2016, a Comissão adoptou uma decisão relativa à concessão de um auxílio de emergência para a construção de uma rede transeuropeia de telecomunicações.

Siemens A5E00714562 | SINAMICS IGD2/R4 Inversor Bloco de Potência Placa de Circuito Montagem — Driver de Porta com Módulo IGBT FS450R12KE3-S1

Número da Peça: A5E00714562

Fabricante: Siemens AG — Alemanha

Tipo de Produto: Montagem de Placa de Circuito de Bloco de Potência de Inversor IGD2/R4 (Driver de Porta + Módulo IGBT)

Visão Geral

O A5E00714562 é uma montagem de placa de circuito de bloco de potência SINAMICS na série IGD2/R4 — a montagem completa de reparo do bloco de potência do inversor, consistindo na placa do Driver de Porta IGBT de segunda geração (IGD2) acoplada ao módulo de potência IGBT FS450R12KE3-S1.

Esta montagem foi a substituição em nível de reparo para o bloco de potência da seção do inversor em drives SINAMICS G120, G120C e G150 no formato de chassi. 

Foi descontinuado em 1º de abril de 2016, com o A5E36717803 designado como seu sucessor.

Situado diretamente no coração do estágio de conversão de potência do drive, o A5E00714562 realiza o trabalho principal da operação do drive AC: ele comuta a tensão do barramento DC para a saída trifásica controlada que aciona o motor.

A placa do driver de porta IGD2 gera os pulsos de comutação; o módulo IGBT FS450R12KE3-S1 realiza a comutação de alta potência real. 

Juntos, eles constituem a montagem completa de conversão de potência ativa para a seção do inversor do lado do motor.

O módulo IGBT FS450R12KE3-S1 é classificado para corrente mais alta do que o FS300R12KE3-S1 usado na montagem irmã A5E00714561.

Isso identifica imediatamente o A5E00714562 como o bloco de potência para drives SINAMICS na faixa de potência mais alta — onde as cargas do motor exigem a margem térmica e de corrente adicional do módulo capaz de 450A. 

As duas montagens atendem a diferentes tamanhos de quadro de drive e classificações de potência e não são intercambiáveis, apesar de compartilharem o mesmo formato de placa IGD2/R4 e a mesma arquitetura física.

Especificações Principais

Arquitetura IGD2/R4 — Driver de Porta e IGBT Juntos

O sufixo R4 na designação IGD2/R4 refere-se ao fator de forma física — a quarta revisão do fator de forma do bloco de potência Siemens SINAMICS, usado na faixa de potência média a alta da família de drives de chassi G120 e G150.

Tanto a placa do driver de porta IGD2 quanto o módulo IGBT FS450R12KE3-S1 são fisicamente integrados na montagem R4, que é montada como uma única unidade substituível no dissipador de calor do drive.

A placa IGD2 executa três funções simultâneas: geração dos pulsos de porta PWM a partir dos comandos de comutação da Unidade de Controle, aquisição das medições de corrente de fase do motor dos sensores embutidos e implementação de proteção contra sobrecorrente em nível de hardware via detecção de dessaturação em cada uma das seis posições IGBT.

O módulo IGBT FS450R12KE3-S1 lida com o lado da potência — comutando correntes de até 450A na ponte do inversor em tensões de barramento DC de até aproximadamente 700V (para entrada AC de 480V) ou 930V (para entrada AC de 690V, dependendo da configuração específica do drive).

O fato de a placa do driver de porta e o módulo IGBT serem fornecidos como uma montagem combinada — em vez de itens separados — reflete uma filosofia de design: os resistores de porta e as características do driver da placa IGD2 são otimizados especificamente para o módulo FS450R12KE3-S1.

Substituir apenas o módulo IGBT sem também substituir a placa IGD2 (ou vice-versa) arrisca uma incompatibilidade de desempenho entre as características do driver de porta e o comportamento de comutação do IGBT.

Status de Descontinuação e Sucessor

O A5E00714562 foi descontinuado em 1º de abril de 2016. Seu sucessor designado é o A5E36717803, que incorpora a placa do driver de porta IGD2 de próxima geração (parte da série IGD2 A5E3xxx IGD2) acoplada ao módulo IGBT compatível para o mesmo nível de potência.

O A5E36717803 serve como um substituto funcional direto nas mesmas configurações de drive.

Para locais que ainda possuem montagens A5E00714562 em estoque de reserva ou que precisam adquiri-las, o mercado de reposição industrial continua sendo o canal principal.

O sucessor A5E36717803 é a opção recomendada para novos pedidos de reparo onde o inventário A5E00714562 do mercado de reposição não está disponível.

Módulo IGBT FS450R12KE3-S1

O FS450R12KE3-S1 é uma ponte IGBT trifásica completa em um formato de pacote único, classificado para 450A de corrente de coletor contínua com uma classificação VCES de 1200V. A tensão do dispositivo de 1200V fornece margem adequada para aplicações de suprimento AC de 480V e 690V, onde o barramento DC opera em aproximadamente 650V e 930V, respectivamente.

A construção de ponte completa simplifica a montagem — todos os seis IGBTs do inversor trifásico estão em um único módulo, reduzindo a complexidade da fiação interna e os pontos de gerenciamento térmico.

Com 450A de corrente nominal, este módulo atende a classificações de potência de drive SINAMICS na classe de 200–280kW (a 380–480V) — aplicações como grandes drives de bombas, compressores, ventiladores e equipamentos de processo contínuo onde as cargas do motor são substanciais e o drive opera em ou perto da corrente total por longos períodos.

FAQ

P1: O drive SINAMICS G120 exibe F30001 (sobrecorrente) na inicialização. Os testes da Unidade de Controle confirmam que não há falha de software. É provável que o bloco de potência A5E00714562 seja a causa?

F30001 na inicialização em uma UC confirmada como saudável pode resultar de um IGBT falho (curto-circuito ou circuito aberto) no FS450R12KE3-S1, ou de uma falha no driver de porta no IGD2 causando disparo incorreto. Teste o módulo IGBT quanto a curtos entre os terminais principais antes de substituir a montagem completa.

Um curto entre qualquer posição IGBT é confirmado medindo uma resistência muito baixa entre os terminais do barramento DC com o sinal de porta removido. 

Falha confirmada do IGBT significa substituição completa do bloco de potência — tanto a placa IGD2 quanto o módulo IGBT, conforme fornecido no A5E00714562.

P2: O A5E00714562 está descontinuado. Seu sucessor A5E36717803 pode ser instalado como uma substituição direta?

O A5E36717803 é o sucessor designado pela Siemens e foi projetado como um substituto funcional nas mesmas configurações de drive. Para a maioria das instalações, a montagem física, a interface DRIVE-CLiQ e as conexões do barramento DC são compatíveis.

No entanto, confirme o modelo específico do drive SINAMICS, o estado de produção e a versão do firmware em relação à documentação de aplicabilidade do sucessor da Siemens antes de instalar.

Algumas unidades SINAMICS de produção inicial podem exigir atualizações de firmware antes que um bloco de potência de nova geração seja instalado, pois a função de reconhecimento do bloco de potência do drive se comunica com a placa IGD2 através do barramento de dados interno do drive.

P3: Após a instalação do bloco de potência A5E00714562, o drive exibe o alarme A30031 (sobretemperatura da unidade de potência). A temperatura ambiente está dentro das especificações. Qual é a causa mais provável?

A30031 logo após a instalação do bloco de potência é quase sempre um problema de interface térmica. O módulo IGBT FS450R12KE3-S1 deve ser instalado no dissipador de calor com o material de interface térmica correto (geralmente composto térmico ou uma almofada de mudança de fase) entre a placa base do módulo e a superfície do dissipador de calor.

Se o material térmico foi omitido, aplicado de forma desigual ou for do tipo errado, a resistência térmica junção-dissipador aumenta significativamente. 

Isso faz com que a temperatura da junção do IGBT suba mais rapidamente sob carga do que a temperatura do corpo do dissipador de calor, acionando o alarme de sobretemperatura antes que o próprio dissipador de calor fique quente.

Verifique novamente a instalação da interface térmica.

P4: Dois drives do mesmo modelo SINAMICS G120 estão instalados na mesma linha de produção. Um falhou e precisa ter o bloco de potência substituído. O bloco de potência pode ser movido do drive em funcionamento como medida temporária enquanto um substituto é obtido?

Isso é tecnicamente possível — o bloco de potência do drive em funcionamento é compatível com o drive com defeito. No entanto, isso transfere o risco de tempo de inatividade para o drive em funcionamento, que agora está operando sem um sobressalente testado.

Geralmente é uma prática melhor executar ambos os drives em seu estado original e obter a peça de reposição em caráter de emergência do mercado de reposição.

Mover o bloco de potência entre os drives só é aconselhável se a consequência da produção de ambos os drives inoperantes simultaneamente for menos severa do que a consequência de um drive inoperante pelo tempo de entrega para obtenção.

P5: O drive SINAMICS G150 teve seu bloco de potência A5E00714562 falhar após um evento confirmado de surto de tensão da rede elétrica. O restante da eletrônica do drive deve ser inspecionado antes da instalação do bloco de substituição?

Sim — um surto de tensão da rede elétrica suficiente para destruir o bloco de potência também pode ter estressado outros componentes. Antes de instalar o bloco de potência de substituição, inspecione os capacitores do link DC quanto a inchaço ou vazamento (inspeção visual) e meça o circuito de pré-carga do barramento DC quanto ao funcionamento correto.

Verifique a Unidade de Controle em busca de códigos de falha armazenados antes do evento de falha. Confirme se o resistor de frenagem (se instalado) e o circuito do chopper de freio estão intactos.

Instalar um novo bloco de potência em um drive com um circuito de pré-carga estressado, capacitores danificados ou um sistema de frenagem comprometido arrisca danificar novamente a nova montagem. 

Uma inspeção completa de entrada da eletrônica restante do drive leva muito menos tempo do que obter um segundo bloco de potência de substituição.