Siemens 6SL3130-1TE22-0AA0 Alimentation électrique de ligne de base 20kW 600VDC

Module de ligne de base Siemens SINAMICS S120 6SL3130-1TE22-0AA0: L'alimentation économique et robuste pour les applications d'entraînement standard

Le Siemens 6SL3130-1TE22-0AA0 est un module de ligne de base (BLM) de la famille d'entraînements SINAMICS S120, incarnant une philosophie de conception centrée sur le rapport coût-efficacité et la fiabilité pour les applications industrielles standard. Ce module d'alimentation de 20 kW, format booksize, sert de composant fondamental dans les systèmes de bus DC, accomplissant la tâche essentielle de convertir l'alimentation AC triphasée entrante en une tension DC qui alimente les modules moteurs en aval.

Son fonctionnement simple et non régénératif en fait un choix idéal pour les applications avec des freinages rares ou où la dynamique du processus ne justifie pas l'investissement dans des modules régénératifs plus avancés. Conçu pour être intégré dans les armoires de commande, ce module d'ingénierie allemande fournit une base d'alimentation solide et fiable pour un large éventail de tâches d'automatisation, des simples entraînements de pompes et de ventilateurs aux systèmes convoyeurs.

Noyau du produit: Spécifications techniques et conception fonctionnelle

Le 6SL3130-1TE22-0AA0 fonctionne sur un principe de rectification simple, en utilisant des diodes ou des thyristors pour réaliser sa conversion de puissance. Ce choix de conception est la clé de sa robustesse et de son abordabilité.

Données techniques clés:

Spécification du paramètre

Analyse fonctionnelle approfondie:

Rectification non régénérative: En tant que BLM, ce module fonctionne comme une rue à sens unique pour l'énergie électrique. Il ne peut convertir que l'alimentation AC du réseau en alimentation continue pour le système d'entraînement. Lorsque le moteur agit en tant que générateur (par exemple lors de la décélération), le BLM ne peut pas inverser cette énergie vers la grille, cette énergie de freinage doit être dissipée à l'extérieur, généralement par une résistance de freinage et l'unité de freinage associée.

Lien DC non régulé: La tension DC de sortie n'est pas stabilisée par des composants actifs. Il fluctue proportionnellement à la tension AC d'entrée, généralement environ 1,35 fois sa valeur. Pour une alimentation de 400V, cela se traduit par une tension de bus DC d'environ 540V. Bien que cela soit suffisant pour de nombreuses applications, cela signifie que le système est plus sensible aux variations de performance causées par des baisses de tension du réseau.

Circuit de précharge intégré: Comme d'autres modules de ligne S120, le BLM intègre un circuit de précharge pour alimenter en toute sécurité les condensateurs de liaison DC au démarrage, empêchant un courant d'entrée excessif. Pour ce BLM de 20 kW, ce circuit comprend une résistance de précharge et un contacteur de contournement interne.

Intégration complète du système via DRIVE-CLiQ : Malgré ses fonctionnalités d’alimentation de base, le module est entièrement intégré à l’architecture de commande S120. L'interface DRIVE-CLiQ permet à l'unité de commande centrale (par exemple, CU320-2) d'identifier automatiquement le module, de surveiller son état (comme la température et les défaillances) et de gérer la structure globale de puissance en toute transparence.

Scénarios d'application et valeur opérationnelle

Applications standard axées sur les coûts: Il convient parfaitement à l'entraînement de pompes, ventilateurs, compresseurs et convoyeurs où le freinage contrôlé et la récupération d'énergie ne sont pas nécessaires. Dans ces applications en service continu, les économies initiales de coûts par rapport à un SLM ou un ALM peuvent être importantes sans compromettre les performances opérationnelles.

Systèmes à faibles charges régénératives: Dans les machines où les événements de freinage sont rares et à faible énergie, le coût de l'ajout d'une résistance de freinage est souvent inférieur à la différence de prix entre un BLM et un module régénératif. Cela fait du BLM un choix économiquement sain.

Architecture de système simplifiée : Pour les fabricants de machines standard, BLM offre une solution d'alimentation simple et fiable. Son intégration dans l’écosystème S120 via DRIVE-CLiQ permet une mise en service et un diagnostic faciles, tandis que sa simplicité électrique réduit la complexité de la conception.

Perspective élargie: le rôle stratégique des modules de ligne de base dans un portefeuille diversifié

Comprendre la position de BLM dans le contexte plus large des technologies de conversion de puissance est essentiel pour faire une sélection technique et économique optimale.

La hiérarchie du module d'alimentation: BLM vs. SLM vs. ALM

Module de ligne de base (BLM - Ce modèle) : L'option de niveau d'entrée, la plus économique. Il est non régénératif, a une liaison continue non régulée et nécessite une résistance de freinage externe pour la décélération. C'est le choix par défaut pour les applications sensibles aux coûts sans freinage fréquent.

Module de ligne intelligente (SLM) : la solution de base. Il est régénératif, ce qui signifie qu'il peut ramener l'énergie de freinage au réseau, économisant de l'énergie et éliminant la résistance de freinage. Cependant, il partage la caractéristique du BLM d'une liaison DC non réglementée. Il est idéal pour les applications avec freinage fréquent où une tension continue stable n'est pas critique.

Active Line Module (ALM) : L'option haute performance. Il est régénératif et fournit une tension de liaison continue parfaitement réglée (par exemple, une stabilité de 600V), assurant une performance moteur constante indépendamment des fluctuations du réseau. Il offre également un facteur de puissance presque parfait. Cela a un coût initial plus élevé et est réservé à des applications hautement dynamiques et de précision.

Cadre de décision:

Choisissez un BLM lorsque l'application a un freinage peu fréquent, un faible potentiel de récupération d'énergie et le conducteur principal est le coût initial le plus bas.

Choisissez un SLM lorsque des économies d'énergie de régénération sont souhaitées et que la tension de liaison continue peut varier.

Choisissez un ALM lorsque le processus nécessite une tension de liaison continue absolument stable pour des performances maximales et une qualité d'alimentation supérieure.

Notes de conception et de mise en œuvre de systèmes critiques

Unité de freinage obligatoire: Une unité de freinage (par exemple, de la série 6SL3000-0BE) et une résistance de freinage de taille appropriée ne sont pas des accessoires facultatifs pour un BLM; Ce sont des composants essentiels du système. Cette unité commute la résistance dans le circuit chaque fois que la tension du bus DC dépasse un seuil, dissipant l'énergie de freinage sous forme de chaleur. La résistance doit être installée à l'extérieur de l'armoire de commande avec une ventilation adéquate.

Pré-charge et composants externes: Bien que le BLM dispose d'un circuit de pré-charge interne, un contacteur de ligne externe est toujours nécessaire pour l'entrée de puissance principale. La séquence de commande doit d'abord fermer ce contacteur de ligne pour initier la précharge, et une fois terminé, le contacteur de contournement interne du BLM se ferme.

Refroidissement et installation physique : en tant que module booksize, il repose sur le flux d'air contrôlé au sein d'une pile booksize. Le respect des lignes directrices d'installation de Siemens concernant les marges, les spécifications de couple pour les connexions électriques (par exemple, les vis M6 avec un couple de 6 Nm) et la capacité globale de refroidissement de l'armoire est essentiel pour la fiabilité à long terme.

Questions fréquemment posées (FAQ)

Quelle est la limite opérationnelle la plus importante d'un BLM par rapport à un SLM?

La limite la plus importante est son incapacité à régénérer l'énergie de freinage, qui peut être ramenée au réseau, réduisant ainsi la consommation globale d'énergie. En revanche, un BLM doit gaspiller cette énergie sous forme de chaleur dans une résistance de freinage. Cela augmente non seulement les coûts d'électricité, mais génère également de la chaleur indésirable dans l'installation, ce qui peut nécessiter un refroidissement supplémentaire.

Comment la tension de liaison continue "non régulée" affecte-t-elle les performances de mon moteur?

Une liaison continue non régulée signifie que la tension disponible pour les modules moteurs est directement liée à la tension du réseau. Si la tension de la ligne baisse de 10%, le bus DC et la tension et le couple disponibles du moteur baisseront également. Pour des applications robustes comme les pompes et les ventilateurs, cela est généralement acceptable. Pour les broches de haute précision ou les applications qui doivent maintenir le couple plein pendant les brownouts, la tension stable d'un ALM est nécessaire.

L'interface DRIVE-CLiQ de ce BLM est-elle utilisée pour le contrôle ?

Non, pas pour le contrôle actif de la conversion de puissance. L'interface DRIVE-CLiQ sur le BLM est principalement utilisée pour l'identification, la surveillance et la sécurité. Il permet à l'unité de contrôle du système de détecter automatiquement le module, de lire sa plaque de type, de surveiller son état (température, défaillances) et de mettre en œuvre des fonctions de sécurité telles que le couplage sécurisé (STO). Le processus de rectification réel est une fonction passive, non contrôlée.

Ce BLM de 20 kW peut-il alimenter plusieurs modules moteurs sur un bus DC commun?

Oui, absolument. C'est un concept central du système S120. Ce BLM de 20 kW établit un bus DC commun qui peut alimenter n'importe quelle combinaison de modules moteurs S120 (par exemple, un module de 10 kW et deux modules de 5 kW). La puissance totale consommée en continu par tous les modules moteurs du bus DC ne doit pas dépasser la puissance nominale de 20 kW du BLM.

Quels sont les principaux points de maintenance pour un BLM?

L’entretien est essentiellement préventif. La priorité devrait être de veiller à ce que les voies de refroidissement soient propres et sans entrave. Vérifiez périodiquement l'étanchéité des connexions haute puissance pendant les temps d'arrêt prévus. L'élément d'entretien le plus critique est souvent la résistance de freinage externe; assurez-vous qu'il est propre et qu'il a un flux d'air illimité pour éviter la surchauffe. La surveillance de la température et de l'historique des défaillances du module via le contrôleur fournit des données précieuses pour la maintenance prédictive.