Siemens 6SL3420-1TE13-0AA0 Inverteur d'entraînement à axe unique Booksize

Siemens 6SL3420-1TE13-0AA0: Module d'entraînement à axe unique compact Booksize pour le contrôle de mouvement de précision

Le Siemens 6SL3420-1TE13-0AA0 est un module d'entraînement à axe unique de la famille SINAMICS S120, conçu pour la précision et l'efficacité dans les systèmes d'automatisation multi-axes. Cet inverseur d'entraînement de taille livre fournit une puissance contrôlée d'un bus DC commun directement à un moteur, permettant un contrôle précis de la vitesse et du couple dans une unité compacte refroidie à l'air interne. Conçu pour une intégration transparente dans les armoires de commande, il offre une solution fiable et évolutive pour un large éventail d'applications industrielles, de l'emballage et de la manutention des matériaux à la robotique industrielle. Sa conception modulaire et ses capacités de contrôle avancées en font un composant fondamental pour les architectures modernes de contrôle de mouvement.

1. Aperçu du produit et intégration du système

Le Siemens 6SL3420-1TE13-0AA0 fonctionne comme un composant clé de puissance au sein du système multi-entraînement SINAMICS S120. Il fonctionne comme un onduleur, puisant de l'énergie d'un bus DC central de 600V alimenté par un module de ligne séparé (tel qu'un module de ligne de base, intelligent ou actif) et le convertissant en sortie AC triphasée contrôlée pour le moteur.

Ce module d'entraînement à axe unique est conçu en mettant l'accent sur le montage à haute densité. Son élément de forme mince et de taille livre permet d'installer plusieurs unités côte à côte sur un rail de montage, optimisant considérablement l'espace dans les panneaux de commande. Alors que le module lui-même contient l'électronique de puissance, il repose sur une unité de commande Siemens séparée (par exemple, CU320-2) pour son intelligence. L'unité de commande exécute toutes les tâches de contrôle de mouvement et communique avec le module d'entraînement via l'interface DRIVE-CLiQ intégrée. Cette connexion numérique permet la configuration automatique, la surveillance en temps réel et un diagnostic complet, rationalisant tout le cycle de vie, de la mise en service à la maintenance.

2. Spécifications techniques détaillées

Le 6SL3420-1TE13-0AA0 est défini par des paramètres techniques robustes qui soulignent son aptitude à des environnements industriels exigeants. Il accepte une tension d'entrée de liaison continue allant de 510 à 720 V DC et fournit une sortie AC triphase allant jusqu'à 400 V.

En termes de performances de sortie, le module dispose d'un courant nominal de 3 Ampères et d'un courant de charge de base de 2,6 Ampères, supportant des moteurs d'une puissance nominale typique de 1,6 kW. Il utilise un onduleur avancé basé sur IGBT avec technologie de commande vectorielle pour assurer des performances dynamiques élevées et un fonctionnement sans heurts du moteur sur toute la gamme de vitesses. Pour la gestion thermique, il utilise un système de refroidissement à l'air interne efficace, suffisant pour sa conception compacte sans nécessiter de conduits externes.

L'inverseur d'entraînement booksize est équipé d'une large gamme d'interfaces pour une intégration sans faille du système, y compris deux interfaces de liaison DC via des barres de bus intégrées, une connexion d'alimentation électronique DC 24 V et trois ports DRIVE-CLiQ pour la communication et le contrôle. Les fonctionnalités supplémentaires comprennent une connexion moteur via un connecteur de prise, une entrée de couplage sécurisé (STO) pour la sécurité, une sortie de commande du frein et une entrée de capteur de température. En termes de dimensions physiques, le module est compact: 50 mm de largeur, 270 mm de hauteur et 226 mm de profondeur, avec un poids d'environ 2,7 kg.

3. Caractéristiques principales et avantages de conception

3.1 Architecture de contrôle dédiée à un seul axe

En tant que module d'entraînement dédié à un seul axe, le 6SL3420-1TE13-0AA0 fournit un contrôle concentré pour un seul moteur. Cela simplifie la mise en service et le dépannage, car tous les paramètres et diagnostics pour cet axe spécifique sont contenus dans une boucle de commande claire et isolée gérée par l'unité de commande globale.

3.2 Facteur de forme de taille de livre optimisé pour l'espace

La conception booksize est un facteur clé pour la construction d'armoires de commande compacts. Ce format standardisé et étroit permet un montage à haute densité, ce qui signifie que les constructeurs de machines peuvent intégrer plus d'axes d'entraînement dans une empreinte plus petite - un avantage critique dans le paysage de fabrication d'aujourd'hui où l'espace de panneau est souvent à la prime.

3.3 Contrôle vectoriel avancé et modèles d'impulsion optimisés

Le module exécute des algorithmes de contrôle vectoriel sophistiqués dictés par l'unité de commande, permettant une régulation précise de la vitesse et du couple pour une réponse dynamique élevée dans des applications exigeantes. En outre, il utilise des motifs d'impulsion optimisés, qui contribuent à un fonctionnement plus fluide du moteur, à des pertes de commutation réduites et à un bruit sonore plus faible du moteur.

3.4 Sécurité intégrée et diagnostics complets

Le module prend en charge les fonctions "Safety Integrated" de Siemens, y compris une entrée de couplage sécurisé (STO), ce qui lui permet de faire partie du système de sécurité global d'une machine et d'aider à atteindre les niveaux d'intégrité de sécurité requis. L'interface DRIVE-CLiQ fournit un accès en temps réel aux données opérationnelles (par exemple, courant de sortie, température du module) et aux codes de défaillance détaillés, permettant une maintenance prédictive et un dépannage rapide pour minimiser les temps d'arrêt potentiels.

4. Performance et avantages applicatifs

La conception technique du 6SL3420-1TE13-0AA0 se traduit par des avantages directs pour les constructeurs de machines et les utilisateurs finaux :

Flexibilité et évolutivité améliorées du système: dans des machines complexes avec plusieurs axes mobiles, l'utilisation de modules d'entraînement individuels à un seul axe crée une architecture modulaire et évolutive. Les concepteurs de systèmes peuvent facilement ajouter ou modifier des axes d'entraînement sans une refonte importante, offrant une grande flexibilité pour les machines personnalisées ou les agrandissements futurs.

Performances dynamiques élevées et précision: La combinaison d'algorithmes de contrôle vectoriel puissants et de technologie IGBT à commutation rapide offre d'excellentes performances dynamiques. Ceci est crucial pour les applications nécessitant une accélération/décélération rapide, un positionnement précis et une sortie de couple constante, contribuant directement à une qualité et à un débit élevés du produit.

Maintenance simplifiée et temps d'arrêt réduit : le système DRIVE-CLiQ permet à l'unité de commande de reconnaître automatiquement le module. Cette fonctionnalité "plug-and-play", associée au diagnostic centralisé et à la gestion des paramètres, réduit considérablement le temps de mise en service et de maintenance. Les ingénieurs peuvent identifier et résoudre rapidement les problèmes, améliorant ainsi la disponibilité globale du système.

5. Perspective élargie: le rôle des lecteurs de taille de livre dans l'automatisation industrielle

Comprendre l'architecture du système et la position stratégique de cet inverseur d'entraînement booksize est essentiel pour apprécier sa valeur dans l'automatisation industrielle moderne.

5.1 L'inverseur d'entraînement Booksize dans un système multi-axes

Le système SINAMICS S120 dispose d'une architecture hybride qui tire parti de l'intelligence centralisée et de la conversion d'énergie distribuée:

Intelligence centralisée (unité de commande) : une seule unité de commande (UC) agit comme le "cerveau" de l'ensemble du système d'entraînement, abritant la puissance de traitement pour toutes les tâches de contrôle du mouvement, du contrôle de vitesse de base aux mouvements d'axes interpolés complexes. Cette centralisation simplifie la programmation et la gestion des données.

Puissance distribuée (modules moteurs) : Le module d'entraînement à axe unique (comme le 6SL3420-1TE13-0AA0) sert de "muscle". Situés physiquement près des moteurs qu'ils contrôlent, ces modules réduisent la longueur des câbles d'alimentation coûteux du moteur et minimisent les interférences électromagnétiques (IEM). Alimenté à partir d'un bus courant continu commun, cette étape d'alimentation distribuée crée un réseau de distribution d'énergie propre, efficace et évolutif.

Cette architecture est idéale pour les constructeurs de machines qui ont besoin de contrôler plusieurs axes avec une coordination élevée, évitant ainsi les coûts et la complexité du câblage liés à l'utilisation d'entraînements autonomes individuels pour chaque axe.

5.2 Considérations critiques pour la mise en œuvre

Pour intégrer avec succès un système basé sur ce module d'entraînement compact, il faut prêter attention aux détails clés:

Dimensionnement et coordination du système: le module d'entraînement à axe unique doit être dimensionné pour répondre aux exigences de courant continu et de pointe du moteur. De plus, le module de ligne en amont (ALM, SLM ou BLM) doit être dimensionné pour fournir la puissance combinée de tous les modules moteurs sur le bus DC commun.

Refroidissement et dégagements : Alors que le module est refroidi en interne, la gestion thermique globale de l’armoire de commande doit gérer la dissipation totale de chaleur de tous les composants. Il est essentiel de respecter les directives d'installation de Siemens concernant les espaces minimaux entre les modules pour assurer un flux d'air adéquat et éviter la surchauffage.

Configuration et sécurité : l’ensemble du système d’entraînement est configuré via le logiciel SINAMICS Startdrive de Siemens au sein du portail TIA, un environnement intégré qui simplifie la mise en service. Les fonctions de sécurité (par exemple, couplage/arrêt sécurisé) sont mises en œuvre via l'unité de commande et acheminées au module moteur via le réseau DRIVE-CLiQ.

Questions fréquemment posées (FAQ)

1. Quelle est la différence clé entre ce module de moteur et un servo-entraînement autonome?

Un module d'entraînement à axe unique est un amplificateur de puissance qui repose sur une unité de contrôle centrale pour les capacités d'intelligence et de contrôle du mouvement. Un servo-entraînement autonome traditionnel intègre à la fois l'étage de puissance et le processeur de commande dans un seul boîtier. L'approche modulaire S120 avec cet inverseur d'entraînement booksize offre une plus grande flexibilité, une coordination plus facile dans les systèmes multi-axes et une empreinte globale plus compacte.

2. Ce module 3A peut-il contrôler tout type de moteur?

Ce module est conçu pour commander à la fois les moteurs à induction AC et les servomoteurs synchrones. Le type de moteur spécifique doit être configuré avec précision dans l'unité de commande centrale, qui applique ensuite l'algorithme de commande approprié (par exemple, commande vectorielle pour moteurs à induction). Les données de la plaque du moteur sont essentielles pour des performances optimales.

3. Pourquoi la connexion DRIVE-CLiQ est-elle si importante ?

DRIVE-CLiQ permet la détection automatique de topologie. Lorsque le système est allumé, l'unité de commande identifie automatiquement tous les modules d'onduleur d'entraînement booksize connectés et leurs positions réseau. Cela élimine l'adressage manuel, réduit le temps de mise en service et fournit un aperçu clair de la structure du système pour le diagnostic et la maintenance.

4. Qu'entend-on par "bus DC commun" et quel est son avantage?

Un système de bus DC commun utilise un seul module de ligne puissant pour créer un bus DC central de 600V. Plusieurs modules d'entraînement monoaxe (comme le 6SL3420-1TE13-0AA0) tirent de l'énergie de ce bus pour entraîner des moteurs individuels. L'avantage principal est l'efficacité: l'énergie de freinage provenant d'un moteur peut être réutilisée par d'autres moteurs sur le même bus, ce qui réduit la consommation globale d'énergie et la production de chaleur.

5. Quelles sont les exigences d'entretien primaire pour ce module?

L’entretien est essentiellement préventif. L'objectif principal est de veiller à ce que les voies de refroidissement soient propres et sans entrave. L'outil le plus efficace est le suivi: l'utilisation du diagnostic intégré DRIVE-CLiQ permet de suivre les heures de fonctionnement, les températures des composants et les défaillances enregistrées pour une maintenance prédictive. Il est également recommandé de vérifier périodiquement l'étanchéité des connexions électriques pendant les temps d'arrêt prévus.