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6SE7031-8EF84-1JC1| Modulo di attivazione inverter Siemens SIMOVERT MASTERDRIVES IGD1 - Gate driver / 380–460 V CA / 50/60 Hz

IGD: il modulo di attivazione dell'inverter

La designazione IGD1 (Inverter Gate Driver type 1) identifica esattamente il ruolo di 6SE7031-8EF84-1JC1: è il modulo di gate drive all'interno dell'inverter SIMOVERT MASTERDRIVES - l'hardware che commuta i transistor IGBT che convertono effettivamente la tensione del bus DC nell'uscita AC a frequenza variabile che aziona il motore.

Nell'architettura dell'unità chassis MASTERDRIVES, il modulo IGD si trova tra l'elettronica di controllo (CU — Control Unit) e i transistor di potenza IGBT:

Dalla centrale:La CU calcola il modello di commutazione PWM (Modulazione di larghezza di impulso) richiesto in base all'algoritmo di controllo del motore (controllo vettoriale o controllo del movimento) e lo trasmette all'IGD1 come segnali a livello di controllo.

Nell’ambito dell’IGD1:Il modulo di attivazione dell'inverter amplifica questi segnali di controllo negli impulsi di comando del gate ad alta corrente necessari per commutare i transistor IGBT. La corrente di gate richiesta per caricare la capacità di gate di un IGBT abbastanza velocemente per la commutazione ad alta frequenza è ben oltre ciò che il circuito del livello del segnale dell'unità di controllo può fornire direttamente: l'IGD1 fornisce questa amplificazione di potenza.

Protezione:L'IGD1 monitora inoltre i transistor IGBT per condizioni di cortocircuito e desaturazione, rilevando un IGBT che non è riuscito a condurre e innescando un arresto protettivo immediato prima che la corrente di guasto danneggi i transistor o i condensatori del bus CC.

Specifiche chiave

IGD1 nell'architettura dei ricambi MASTERDRIVES

La documentazione dei ricambi MASTERDRIVES identifica molteplici varianti IGD per diverse classi di potenza e gamme di tensione:

Per selezionare la variante IGD corretta è necessario confermare il numero di modello specifico dell'unità di azionamento: le dimensioni del modulo transistor IGBT e i requisiti del gate differiscono nell'intervallo di potenza, rendendo fondamentale la selezione del tipo IGD.

Scenari applicativi

Guasto al comando del gate IGBT:Un azionamento a telaio SIMOVERT MASTERDRIVES produce allarmi relativi all'inverter: rilevamento di cortocircuito IGBT, guasto PWM o comportamento irregolare dell'inverter. Dopo aver verificato che i moduli transistor IGBT stessi non siano danneggiati, il modulo gate driver 6SE7031-8EF84-1JC1 IGD1 viene identificato come guasto. La sostituzione ripristina la corretta commutazione degli IGBT e il corretto funzionamento dell'inverter.

Rimessa in servizio del drive dopo la sostituzione dell'IGBT:Dopo la sostituzione dei moduli transistor IGBT danneggiati in un'unità chassis MASTERDRIVES, viene ispezionato anche il modulo IGD1: un evento di guasto IGBT spesso sottopone il gate driver a transitori di tensione dannosi. Se l'IGD1 mostra segni di danneggiamento, sia i moduli IGBT che il 6SE7031-8EF84-1JC1 vengono sostituiti insieme.

Domande frequenti

D1: Quali allarmi indicano specificamente un guasto del modulo 6SE7031-8EF84-1JC1 IGD1?

I guasti IGD1 nelle unità chassis MASTERDRIVES producono codici di guasto a livello di inverter, in genere allarmi di cortocircuito o sovracorrente che si verificano all'abilitazione del convertitore anziché durante il funzionamento del motore. Lo schema è importante: se l'allarme appare immediatamente all'attivazione prima che la corrente del motore passi e i transistor IGBT risultano integri dal test di resistenza statica, il gate driver IGD1 è il principale sospettato. Il rilevamento della desaturazione dell'IGD1 può anche scattare in modo errato se la tensione di pilotaggio del gate è marginale.

D2: In che modo l'IGD1 protegge i transistor IGBT dallo shoot-through?

Lo shoot-through, in cui sia il transistor superiore che quello inferiore in un ramo di fase dell'inverter, conducono simultaneamente, cortocircuita istantaneamente il bus CC e provoca un guasto catastrofico del transistor. L'IGD1 impedisce ciò tramite l'interblocco: impone un tempo morto tra lo spegnimento di un transistor e l'accensione del transistor complementare nella stessa gamba. Questo tempo morto impedisce la conduzione simultanea anche nelle peggiori condizioni di ritardo di spegnimento dei transistor. Il tempo morto è fissato nell'hardware IGD1 per corrispondere al tipo IGBT utilizzato nel convertitore specifico.

D3: 6SE7031-8EF84-1JC1 può essere utilizzato sia nella variante con controllo vettoriale che in quella con controllo del movimento di MASTERDRIVES?

Il modulo gate driver IGD1 è a livello hardware: funziona al di sotto del livello della variante software di controllo del convertitore. Le funzioni di controllo vettoriale o di controllo del movimento sono implementate nel software dell'unità di controllo (CU), non nell'IGD1. Pertanto 6SE7031-8EF84-1JC1 è compatibile sia con le unità telaio MASTERDRIVES Vector Control che Motion Control nella classe di potenza 380–460 V, design E/F, a condizione che il numero di modello dell'azionamento confermi questo tipo IGD.

Q4: Quali precauzioni di sicurezza si applicano quando si sostituisce 6SE7031-8EF84-1JC1?

Isolare e bloccare l'alimentazione di rete trifase all'intero convertitore. Seguire la procedura di attesa per la scarica dei condensatori: le unità da telaio MASTERDRIVES mantengono la tensione del bus CC a diverse centinaia di volt per diversi minuti dopo l'isolamento dalla rete. Verificare che la tensione del bus CC sia inferiore a 50 V prima dell'accesso. Il modulo IGD1 è montato in prossimità dei moduli transistor IGBT, che funzionano alla piena tensione del bus CC. Mantenere le precauzioni ESD durante la manipolazione della scheda driver del gate IGD1 sostitutiva.

Q5: Dopo aver installato 6SE7031-8EF84-1JC1, è necessaria qualche regolazione dei parametri?

Nessun parametro del convertitore è memorizzato nel modulo IGD1: i parametri risiedono nell'unità di controllo. La sostituzione dell'IGD1 non richiede il reinserimento delle impostazioni dell'azionamento. Dopo aver installato il componente sostitutivo e verificato i collegamenti fisici corretti, accendere l'unità e verificare che completi l'autotest senza codici di errore. Far funzionare innanzitutto il motore a bassa velocità e a basso carico per verificare la corretta commutazione dell'inverter prima di riportare l'azionamento al pieno carico di produzione.