SIEMENS 430/440 INVERTER/CONVERTER SCR تگربورد TDB BOARD A5E02822120 A5EO282212O

زیمنس A5E02822120 | برد تریگر رکتیفایر TDB — برد درایو تریستور 480 ولت AC/DC برای ماژول مبدل

شماره قطعه: A5E02822120

سازنده: زیمنس AG (آلمان)

نوع محصول: TDB — برد درایو تریستور / برد تریگر رکتیفایر (PCB مونتاژ شده)

خانواده محصول: سری درایوهای مبدل و شاسی SINAMICS G120 / S120

مرور کلی

A5E02822120 برد TDB (برد درایو تریستور / برد درایو تریگر) — برد تریگر رکتیفایر برای مجموعه ماژول‌های مبدل زیمنس SINAMICS G120 و S120 است. وظیفه آن تولید و توزیع پالس‌های گیت برای دستگاه‌های تریستور (SCR) در مرحله ورودی رکتیفایر درایو است.

در این سطح از معماری درایو SINAMICS، ماژول مبدل، منبع تغذیه سه فاز 480 ولت AC ورودی را به ولتاژ باس DC که بخش اینورتر را تغذیه می‌کند، یکسو می‌کند. A5E02822120 PCB کنترلی است که به هر تریستور در پل رکتیفایر دقیقاً زمان سوئیچ را می‌گوید.

عنوان "TDB" روی برچسب خود برد و در مستندات زیمنس آن ظاهر می‌شود — این مخفف برد درایو تریستور است و هدف اصلی برد را در معماری تبدیل توان درایو مشخص می‌کند.

TDB از بردهای درایور گیت IGBT (سری IGD) که بخش خروجی اینورتر را کنترل می‌کنند، متمایز است: بردهای IGD سوئیچینگ سریع PWM جریان موتور را مدیریت می‌کنند، در حالی که TDB سوئیچینگ تریستور کند و همگام با فاز ورودی رکتیفایر را مدیریت می‌کند.

A5E02822120 بخشی از خانواده بردهایی است که شامل A5E02822121 و زیرمجموعه‌های آن نیز می‌شود.

این بردها برای پیکربندی‌های مختلف ماژول مبدل در محدوده SINAMICS خدمت می‌کنند و کاربردهای درایو شاسی با توان بالاتر از حدود 90 کیلووات تا 250 کیلووات را پوشش می‌دهند که در آن‌ها رکتیفایر ورودی درایو از تریستورها برای یکسو سازی کنترل شده استفاده می‌کند.

مشخصات کلیدی

عملکرد TDB — کنترل رکتیفایر تریستور

درایوهای شاسی SINAMICS G120 و S120 در محدوده توان بالاتر، به جای پل دیود ساده و کنترل نشده، از یک رکتیفایر کنترل شده با تریستور (SCR) در بخش مبدل ورودی استفاده می‌کنند.

این رکتیفایر کنترل شده به درایو قابلیت تنظیم افزایش ولتاژ باس DC در طول پیش‌شارژ، پیاده‌سازی راه‌اندازی نرم خازن‌های باس DC بدون آسیب جریان هجومی، و در برخی پیکربندی‌ها، امکان بازگشت انرژی ترمز به منبع AC را می‌دهد.

TDB A5E02822120 پالس‌های گیت تریستورها را در این پل رکتیفایر تولید می‌کند.

این برد به طور مداوم ولتاژ منبع تغذیه سه فاز AC را برای تشخیص عبور از صفر مانیتور می‌کند — مرجع فاز که زوایای firing از آن محاسبه می‌شوند.

سپس پالس‌های گیت را در زاویه firing فرمان داده شده برای هر موقعیت تریستور در پل شش پالس تولید می‌کند. زاویه firing تعیین می‌کند که چه مقدار از هر نیم سیکل AC به DC تبدیل می‌شود: زاویه firing کوچک (نزدیک به عبور از صفر) خروجی DC حداکثر را تولید می‌کند؛ زاویه firing بزرگ خروجی DC کاهش یافته را تولید می‌کند.

در طول عملکرد عادی، TDB زاویه firing را در مقداری نگه می‌دارد که ولتاژ باس DC را در پنجره عملیاتی درایو SINAMICS حفظ می‌کند.

در طول پیش‌شارژ، زاویه firing به تدریج از حداکثر به حداقل کاهش می‌یابد تا ولتاژ باس DC را با نرخ کنترل شده افزایش دهد.

در طول رویداد ترمز احیا کننده (در درایوهای با رکتیفایر احیا کننده)، زاویه firing به ناحیه وارونگی حرکت می‌کند و اجازه می‌دهد انرژی باس DC به عنوان AC به منبع بازگردد.

برد TDB در معماری درایو SINAMICS

معماری درایو شاسی SINAMICS G120 و S120 الکترونیک کنترل را به چندین برد تقسیم می‌کند: واحد کنترل اصلی (CU320 یا مشابه)، برد کنترل ماژول توان، و TDB برای واحدهای مجهز به مبدل. A5E02822120 بین ترمینال‌های منبع تغذیه AC و باس DC قرار می‌گیرد و تحت فرمان برد کنترل سطح بالاتر عمل می‌کند.

وزن برد (~550 گرم) نشان‌دهنده یک PCB قابل توجه با اجزای توان‌رسان است — ترانسفورماتورهای پالس برای جداسازی گالوانیکی پالس‌های گیت تریستور، شبکه تشخیص عبور از صفر برای هر سه فاز منبع تغذیه، آی‌سی‌های درایور گیت، و الکترونیک نظارتی که فرمان‌های زاویه firing را از سیگنال بازخورد ولتاژ باس DC تولید می‌کنند.

رتبه MV27 / UL 94V-0 زیرلایه تأیید می‌کند که ماده PCB برد بالاترین استاندارد را در طبقه‌بندی احتراق عمودی UL برآورده می‌کند.

در یک کابینت درایو که در آن تریستورهای جریان بالا، خازن‌های باس DC و فن‌های خنک‌کننده در یک فضای بسته مشترک هستند، زیرلایه PCB غیرقابل انتشار شعله یک ویژگی ایمنی غیرفعال مهم است.

انواع برد مرتبط

A5E02822120 نوع پایه خانواده برد خود است. قطعات مرتبط که در مستندات سرویس SINAMICS ظاهر می‌شوند عبارتند از:

A5E02822121 — یک نوع TDB مرتبط نزدیک برای پیکربندی‌های مختلف ماژول مبدل یا وضعیت‌های تولید اصلاح شده.

پسوندهای A5E02822121A و B اصلاحات تولیدی بیشتری از این طرح پایه را نشان می‌دهند.

A5E02822104-001 — یک برد زیرمجموعه یا نوع مرتبط با همان خانواده TDB؛ برخی مستندات سرویس آن را به همان کاربردهای درایو ارجاع متقابل می‌دهند.

A5E01105817 — کارت firing SCR SINAMICS V50، که عملکرد مشابه تریگر تریستور را در بخش رکتیفایر پلتفرم V50، متمایز از خانواده TDB SINAMICS G120/S120، ارائه می‌دهد.

تأیید نوع صحیح برای یک درایو خاص نیاز به بررسی متقابل شماره A5E دقیق برد نصب شده با مستندات سخت‌افزار داخلی درایو دارد.

سوالات متداول

س1: درایو شاسی SINAMICS G120 بلافاصله در هنگام راه‌اندازی، هشدار کمبود ولتاژ باس DC را نشان می‌دهد. ولتاژ منبع تغذیه AC در ترمینال‌های ورودی درایو طبیعی تأیید شده است. آیا A5E02822120 می‌تواند علت باشد؟

کمبود ولتاژ باس DC با منبع تغذیه AC تأیید شده مستقیماً به TDB اشاره دارد. اگر TDB پالس‌های firing تریستور صحیح را تولید نکند، پل SCR منبع تغذیه AC را یکسو نمی‌کند و باس DC شارژ نمی‌شود.

به طور جایگزین، مدار همگام‌سازی فاز TDB ممکن است قفل خود را به فرکانس منبع تغذیه از دست داده باشد و پالس‌های firing را در زمان‌بندی نادرست تولید کند و خروجی DC یکسو شده بسیار پایینی تولید کند.

قبل از نتیجه‌گیری مبنی بر خرابی برد، اتصالات مدار سنجش ولتاژ منبع تغذیه به TDB را بررسی کنید — اتصالات سنجش آسیب‌دیده همان علامت را تولید می‌کنند.

س2: برد A5E02822120 دارای رتبه MV27 / UL 94V-0 بر روی زیرلایه PCB خود است. این در عمل برای تیم‌های نگهداری درایو صنعتی به چه معناست؟

UL 94V-0 بالاترین طبقه‌بندی در سری تست احتراق عمودی UL است. یک زیرلایه با رتبه V-0 در عرض 10 ثانیه پس از هر بار اعمال شعله تست، خود خاموش می‌شود و قطرات سوخته‌ای ندارد.

از نظر عملی برای یک کابینت درایو، این بدان معناست که PCB در صورت خرابی موضعی یک جزء که گرما تولید می‌کند، آتش را حفظ نمی‌کند یا احتراق را به اجزای مجاور منتقل نمی‌کند.

این برد را ضد آتش نمی‌کند، اما خطر سرایت خرابی یک جزء به آتش‌سوزی کابینت را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. برای تیم‌های نگهداری، این گواهی است که تأیید می‌کند برد استانداردهای ایمنی آتش‌سوزی صنعتی را برآورده می‌کند.

س3: A5E02822120 منسوخ شده است. آیا می‌توان از A5E02822121 (یا بازبینی A/B آن) به عنوان جایگزین مستقیم استفاده کرد؟

A5E02822121 و انواع بازبینی آن به A5E02822120 در همان خانواده برد TDB مرتبط هستند و کاربردهای درایو همپوشان را ارائه می‌دهند. در بسیاری از موارد آنها به عنوان معادل‌های عملکردی ارجاع متقابل داده می‌شوند.

با این حال، قبل از نصب A5E02822121 در درایوی که در اصل با A5E02822120 مجهز شده بود، تأیید کنید که مستندات سرویس درایو یا لیست قطعات یدکی این جایگزینی را می‌پذیرند — تفاوت‌های جزئی در پین اوت کانکتور یا سازگاری سفت‌افزار بین دو نوع می‌تواند به طور گاه به گاه بر وضعیت‌های تولید خاص درایو تأثیر بگذارد.

س4: درایو SINAMICS در بار جزئی، جریان‌های ورودی سه فاز نامتعادل را نشان می‌دهد. منبع تغذیه ورودی متعادل تأیید شده است. آیا TDB A5E02822120 احتمالاً مقصر است؟

جریان‌های ورودی نامتعادل با منبع تغذیه متعادل با زوایای firing تریستور غیریکنواخت در سراسر شش موقعیت SCR سازگار است — یک یا چند کانال firing TDB پالس‌هایی را با زاویه فاز متفاوت از سایرین تحویل می‌دهند.

این عدم تقارن می‌تواند ناشی از یک جزء زمان‌بندی منحرف شده در شبکه firing TDB، یا از یک مدار همگام‌سازی فاز آسیب‌دیده برای یک فاز منبع تغذیه باشد.

زمان‌بندی پالس گیت هر سیگنال گیت تریستور را با اسیلوسکوپ اندازه‌گیری کنید و زوایای firing را در سه فاز مقایسه کنید. زوایای نامنظم خرابی TDB را تأیید می‌کنند.

س5: آیا امکان تعمیر A5E02822120 در سطح قطعه به جای تعویض کل برد وجود دارد؟

تعمیر در سطح قطعه زمانی امکان‌پذیر است که خرابی به قطعات قابل شناسایی و تعویض محدود شود. در A5E02822120، قطعاتی که بیشتر مستعد خرابی هستند عبارتند از: ترانسفورماتورهای پالس (که می‌توانند در اثر تنش حرارتی پایدار دچار اتصال کوتاه بین سیم‌پیچ‌ها شوند)، اپتوکوپلرها و آی‌سی‌های درایور گیت در مدار firing، و قطعات غیرفعال در شبکه تشخیص عبور از صفر.

یک شرکت تخصصی تعمیر درایو با تجربه TDB SINAMICS اغلب می‌تواند قطعه معیوب را از علائم خرابی شناسایی کرده و آن را تعویض کند و برد را به عملکرد کامل بازگرداند. هنگامی که خرابی یک مسیر PCB آسیب‌دیده یا یک آی‌سی معیوب است که جایگزین قطعه‌ای برای آن وجود ندارد، تعویض کامل برد لازم است.