L’objectif de cet article est de présenter une mesure générale du module de puissance de la série S120 de Siemens Sinamics. La mesure du module affichée permet de déterminer l’état de l’entraînement. Le résultat de la mesure effectuée peut être négatif, auquel cas l’appareil doit être envoyé pour réparation des entraînements industriels, ou positif et l’appareil est soumis à d’autres diagnostics plus avancés.
Dans cet article, nous nous référerons principalement à la série :
- Siemens Sinamics S120 Modules de ligne active
- Siemens Sinamics S120 Modules de ligne de base
- Modules de ligne Siemens Sinamics S120 Smart
Préparation de la mesure du module du bloc de puissance
Nous effectuerons les mesures sur deux variateurs Siemens Sinamics avec les modèles suivants :
- 6SL3120-2TE13-0AA4 (le variateur peut fonctionner avec deux moteurs à la fois – double axe)
- 6SL3120-1TE23-0AA1 (le variateur peut fonctionner avec un seul moteur à la fois – axe unique)
Préparation adéquate à la mesure de l’entraînement Siemens :
Multimètre capable d’effectuer des mesures en mode test de diode ou en mode résistance.
2. la documentation technique du modèle d’appareil en question ou la documentation générale de la série de produits en question. Dans le cas présent, il s’agit du Siemens Sinamics S120.
3. l’entraînement de l’essieu.
Le lecteur testé doit être retiré de la machine, car les mesures ne doivent pas être effectuées sur une machine en marche ou avec des périphériques connectés. Cette ligne de conduite est motivée à la fois par la nécessité d’assurer la sécurité de l’opérateur et de l’équipement et par le besoin d’éviter la falsification des résultats de mesure qui pourrait conduire à des conclusions erronées. En outre, des mesures effectuées dans des conditions inadaptées peuvent non seulement fausser les données, mais aussi augmenter le risque d’endommagement de l’équipement. Cela implique, entre autres, d’arrêter correctement la machine et de mesurer le bus CC.
Début de la mesure de l’entraînement
De plus, une telle mesure élimine non seulement le risque de travailler dans des conditions dangereuses, mais augmente également de manière significative la fiabilité des résultats obtenus. C’est particulièrement important car cela garantit la sécurité opérationnelle en minimisant la possibilité d’une panne ou d’un accident, tout en s’assurant que les mesures ultérieures sont effectuées dans des conditions appropriées et contrôlées, ce qui se traduit à son tour par la précision de l’ensemble du processus de diagnostic. Cela est dû au fait que l’entraînement d’essieu en question peut continuer à maintenir une tension élevée sur les condensateurs haute puissance à l’intérieur de l’appareil.
N’oublions surtout pas la sécurité, car elle est non seulement primordiale pour protéger la santé et la vie de ceux qui travaillent avec l’équipement, mais aussi cruciale pour garantir que toutes les opérations techniques sont effectuées correctement. En outre, l’attention portée à la sécurité a un impact positif sur l’efficacité du travail et minimise le risque de pannes et d’autres événements imprévus.
Comment vérifier la tension continue sur le bus continu ?
- Réglez l’appareil de mesure universel pour mesurer la tension continue.
- Nous fixons les sondes de mesure au bus CC de l’entraînement Siemens Sinamics testé, comme le montre l’image.
Le résultat correct est un résultat proche de 0 VDC. Ce n’est qu’à cette tension que l’on peut procéder à la mesure du bloc d’alimentation.
Comme indiqué dans un article précédent, Mesure du module IGBT, le composant mesuré dans le variateur testé est le module IGBT, plus précisément les diodes de protection. Comme je l’ai mentionné dans l’article précédent, il s’agit d’une mesure très indicative du module.
Nous ne mesurons pas les actionneurs proprement dits, c’est-à-dire les transistors bipolaires. Un résultat positif ne signifie pas que le bloc de puissance IGBT est opérationnel. En revanche, un résultat négatif permet, d’une part, de mettre le variateur hors service immédiatement et, d’autre part, de le confier à un service de réparation de variateurs industriels.
Mesure du module de puissance
Après avoir effectué les préparatifs nécessaires, nous pouvons passer aux mesures proprement dites. Nous commençons par la documentation technique de l’entraînement et trouvons un schéma électrique simplifié pour l’essieu simple et l’essieu double.
Nous nous intéressons au bus DC, qui est étiqueté DCP et DCN sur les schémas. En effet, dans le cas de l’entraînement Siemens Sinamics, il s’agit de sa source d’énergie.
Ensuite, nous trouvons les sorties du variateur, c’est-à-dire l’alimentation des actionneurs tels que le servomoteur, le moteur asynchrone et d’autres dispositifs de ce type. En outre, il est important de veiller à ce que toutes les connexions soient correctement étiquetées afin d’éviter toute confusion lors des opérations ultérieures. En outre, il est bon de vérifier que la documentation technique est disponible et conforme à l’état actuel de l’installation, ce qui facilitera l’identification d’éventuels problèmes et accélérera le processus de diagnostic.
Généralement désigné comme UVW sur le schéma. Dans notre cas, il s’agit de la documentation des variateurs Siemens Sinamics U2, V2 et W2. Dans le cas des entraînements testés, les sorties sont représentées par des images, ce qui permet non seulement de les identifier facilement, mais aussi de faciliter les diagnostics et les mesures ultérieurs. En outre, cette solution réduit considérablement le risque d’erreurs lors de l’utilisation de l’appareil. En outre, la documentation visuelle facilite le processus de formation des nouveaux employés, en leur permettant de mieux comprendre la structure et le fonctionnement de l’entraînement.
Hypothèses de mesure des variateurs Siemens
- Nous prendrons 12 mesures au multimètre.
- 6 mesures seront prises dans le sens de la conduction des diodes de protection.
- 6 mesures dans le sens de la résistance des diodes de protection du module IGBT situé à l’intérieur du variateur d’axe Siemens Sinamics.
La mesure de l’ensemble de l’entraînement de l’axe est effectuée de la même manière que pour le module IGBT, ce qui signifie que la procédure est identique et comporte les mêmes étapes. Cela garantit que le processus de diagnostic reste cohérent et plus facile à réaliser dans différents cas. Cette uniformité des procédures simplifie non seulement la formation du personnel, mais accroît également l’efficacité et la précision du diagnostic des problèmes potentiels dans le système.
Mesure de module dans le sens de la conduction des diodes
La première mesure est effectuée dans le sens de la conduction des diodes de protection. Nous réglons le compteur universel pour tester la diode ou la mesure de la résistance.
1. fixez la sonde noire du compteur universel (COM) au plus du bus CC (potentiel positif du bus CC – DCP) de l’entraînement Siemens Sinamics.
C’est notre point de référence. 2. la sonde rouge du compteur universel doit être fixée à l’une des sorties du variateur Siemens Sinamics, par exemple U, ce qui permet une mesure précise. Assurez-vous ensuite que la connexion est stable afin d’éviter les erreurs de mesure et d’obtenir des résultats fiables.
Dans une telle configuration, nous obtenons une chute de tension à travers la diode (0,2 – 0,9) ou un résultat de résistance (entre 200 kOhm et 300 kOhm). La valeur elle-même n’est pas si importante, car la symétrie sur chaque phase de sortie est cruciale et indique un fonctionnement correct de l’entraînement. Par conséquent, l’accent doit être mis sur une distribution uniforme des valeurs mesurées afin d’exclure d’éventuels défauts. Une telle répartition indique une charge équilibrée et un fonctionnement correct du système, ce qui est essentiel pour sa fiabilité et son efficacité à long terme.
Lorsque nous parlons de symétrie sur chaque phase de sortie, nous pensons aux résultats suivants (les résultats indiqués concernent le variateur testé dans l’article) :
Le résultat est correct sur chacune des phases de sortie (UVW) par rapport au potentiel positif du bus CC, nous avons une symétrie complète dans la direction de conduction des diodes de protection.
Autre mesure du module dans le sens de la conduction
1. Fixez la sonde rouge du compteur au moins du bus CC (potentiel négatif du bus CC – DCN) du variateur Siemens Sinamics. 2. Fixez la sonde noire à l’une des trois sorties du variateur Siemens Sinamics, par exemple U, ce qui constitue la première étape pour effectuer correctement la mesure. Ensuite, assurez-vous que la connexion est stable afin de garantir la précision et la fiabilité des résultats obtenus.
Dans cette configuration, nous obtiendrons une chute de tension à travers la diode (0,2 – 0,9) ou un résultat de résistance (entre 200 kOhm et 300 kOhm). La valeur elle-même n’est pas très importante, car la symétrie sur chaque phase de sortie est cruciale. C’est la répartition uniforme des valeurs sur toutes les phases qui indique le bon fonctionnement du variateur et permet d’identifier toute anomalie dans son fonctionnement.
Comme dans le cas précédent, je présente les résultats des mesures sur chacune des phases de sortie.
Les résultats indiquent clairement que le variateur Siemens Sinamics ne fonctionne pas correctement. Le résultat de la mesure du module sur la phase V diffère fortement des mesures sur les autres phases. Le résultat obtenu est OL, c’est-à-dire hors plage. Il indique que la phase V n’est pas présente. Un cas courant lorsqu’il s’agit d’un module IGBT défectueux dans un entraînement d’axe est un court-circuit qui peut se produire entre les fils du module. C’est pourquoi il est important d’effectuer des diagnostics réguliers afin d’identifier les problèmes potentiels à temps et d’éviter des dommages plus importants. Le variateur indique alors un résultat proche de 0 VDC.
Sur la base de ces mesures, je suis certain que le variateur est défectueux et qu’il ne peut pas être placé dans la machine. Le variateur doit être vérifié dans un centre de service spécialisé dans la la réparation de l’automatisation industrielle.
Mesure du module dans le sens de la diode
Six autres mesures seront effectuées dans le sens de la résistance des diodes de protection du module IGBT situé à l’intérieur de l’entraînement Siemens Sinamics.
Le champ d’application des opérations est analogue aux mesures précédentes, à la différence que nous fixons les sondes de mesure sur le bus DC en sens inverse, c’est-à-dire
1. la sonde noire (COM) est connectée au moins du bus CC (potentiel négatif du bus CC – DCN).
La deuxième sonde rouge, quant à elle, vérifie chacune des phases de sortie, ce qui nous permet d’analyser leur état exact. Nous pouvons ainsi nous assurer que toutes les phases fonctionnent correctement et ne présentent aucun signe de dommage, comme des courts-circuits ou des asymétries.
Le seul résultat correct est le suivant :
lors du test des diodes – OL (Overlimit – out of range) sur chaque phase UVW,
Avec le test de résistance, le résultat varie en méga Ohms – il n’y a pas de résultat clair.
Une autre mesure dans la direction de la barrière
Il reste les 3 dernières mesures dans le sens de l’interdiction.
Le positionnement des sondes doit être le suivant :
1 La sonde rouge est fixée au plus du bus CC (potentiel positif du bus CC – DCP). 2 La sonde noire, quant à elle, contrôle chacune des phases de sortie, ce qui permet de vérifier leur état en détail. Cela permet d’identifier d’éventuelles anomalies, telles que des ruptures dans le circuit ou un manque de symétrie, qui peuvent indiquer des défauts dans le variateur…..
Le seul résultat correct est le suivant :
à l’essai des diodes – OL (Overlimit – out of range) sur chaque phase UVW
Avec le test de résistance, le résultat varie en méga Ohms – il n’y a pas de résultat clair.
Dans la direction intérieure, les mesures étaient correctes. Chacune des phases de sortie a donné un résultat OL – hors plage. Malheureusement, nous savons que sur l’une des phases dans le sens de la conduction des diodes de protection du module IGBT, nous avons un défaut sur la phase V. Nous sommes donc certains que le module est défectueux dans une certaine mesure, ce qui signifie qu’il n’y a aucun moyen de le mettre hors service. Nous sommes donc certains que le module est défectueux dans une certaine mesure, ce qui signifie qu’il n’est pas possible de le mettre dans la machine. En effet, une telle action pourrait entraîner des défaillances plus graves et même présenter un risque pour la sécurité de l’ensemble du système et des personnes qui utilisent la machine. La réparation du lecteur est nécessaire.
Mesure de l’entraînement avec deux sorties moteur
La mesure d’un variateur Siemens Sinamics à deux sorties moteur nécessite d’effectuer les mêmes mesures pour chaque phase de sortie UVW. Ces mesures doivent donc être effectuées deux fois plus souvent, soit 24, ce qui s’explique par la nécessité de vérifier toutes les connexions possibles et d’assurer un diagnostic complet. De cette manière, nous pouvons être sûrs que tous les défauts possibles seront détectés et éliminés avant l’utilisation ultérieure du module.
Comme nous le verrons dans le schéma électrique simplifié, l’alimentation des deux modules IGBT provient du même bus CC. Par conséquent, notre référence pour les phases de sortie sera toujours le même bus CC, car c’est ce qui garantit la stabilité et nous permet de comparer les résultats des mesures. Cela nous permet d’identifier facilement d’éventuelles anomalies, telles que l’asymétrie ou la discontinuité, qui peuvent indiquer des problèmes dans le circuit.
Liste des modèles Siemens Sinamics
Liste d’exemples de modèles Siemens Sinamics pour lesquels la méthode de mesure présentée est applicable :
6SL3120-1TE23-0AA4
6SL3120-1TE21-8AA4
6SL3120-2TE13-0AD0
6SL3120-2TE13-0AA3
6SL3120-2TE21-8AA3
6SL3120-1TE21-8AA3
6SL3120-1TE23-0AA3
6SL3120-1TE21-0AA3
6SL3120-2TE21-0AA4
6SL3120-1TE13-0AA3
6SL3120-2TE21-0AA3
6SL3120-1TE28-5AA3
6SL3120-1TE32-0AA4
6SL3120-1TE13-0AD0
6SL3120-2TE21-8AA0
6SL3120-2TE21-0AA0
6SL3120-1TE24-5AA3
6SL3120-2TE15-0AA3
6SL3120-1TE21-8AA1
6SL3120-1TE23-0AD0
6SL3120-1TE24-5AC0
6SL3120-1TE15-0AA3
6SL3120-1TE23-0AA1
6SL3120-2TE13-0AA4
6SL3120-1TE26-0AA3
6SL3120-1TE32-0AA3
6SL3120-1TE21-8AD0
6SL3120-2TE21-0AD0
6SL3120-1TE13-0AA4
6SL3120-1TE15-0AA4
6SL3120-1TE32-0AA0
6SL3120-1TE13-0AA0
6SL3120-1TE13-0AB0
6SL3120-1TE15-0AA0
6SL3120-1TE15-0AB0
6SL3120-1TE15-0AD0
6SL3120-1TE21-0AA0
6SL3120-1TE21-0AA1
6SL3120-1TE21-0AA4
6SL3120-1TE21-0AB0
6SL3120-1TE21-8AA0
6SL3120-1TE21-8AC0
6SL3120-1TE22-4AC0
6SL3120-1TE23-0AA0
6SL3120-1TE23-0AB0
6SL3120-1TE23-0AC0
6SL3120-1TE24-5AA0
6SL3120-1TE24-5AB0
6SL3120-1TE26-0AA0
6SL3120-1TE26-0AB0
6SL3120-1TE26-0AC0
6SL3120-1TE28-5AA0
6SL3120-1TE28-5AA1
6SL3120-1TE31-3AB0
6SL3121-1TE21-0AA4
6SL3120-2TE13-0AB0
6SL3120-2TE15-0AD0
6SL3120-2TE21-0AB0
6SL3120-2TE21-8AB0
6SL3120-2TE21-8AD0
6SL3120-2TE13-0AA0
6SL3120-1TE26-0AA1
6SL3120-1TE31-3AA3
6SL3120-2TE21-8AC0
6SL3120-1TE21-0AD0
6SL3120-2TE15-0AA4
6SL3120-1TE24-5AA1
6SL3121-1TE13-0AA0
6SL3121-1TE15-0AA0
6SL3121-1TE15-0AA3
6SL3121-1TE15-0AA4
6SL3121-1TE21-8AA0
6SL3121-1TE21-8AA4
6SL3121-1TE23-0AA3
6SL3121-1TE24-5AA0
6SL3121-1TE26-0AA0
6SL3121-1TE26-0AA3
6SL3121-1TE28-5AA0
6SL3121-1TE28-5AA3
6SL3121-2TE13-0AA0
6SL3121-2TE13-0AA4
6SL3121-2TE15-0AA0
6SL3121-2TE15-0AA3
6SL3121-2TE21-0AA0
6SL3121-2TE21-0AA3
6SL3121-2TE21-0AA4
6SL3121-2TE21-8AA0
6SL3121-2TE21-8AA3
6SL3125-1TE32-0AA4
6SL3126-1TE13-0AA4
6SL3126-1TE15-0AA0
6SL3126-1TE15-0AA3
6SL3126-1TE15-0AA4
6SL3126-1TE21-0AA0
6SL3126-1TE21-0AA4
6SL3126-1TE21-8AA0
6SL3126-1TE21-8AA4
6SL3126-1TE23-0AA0
6SL3126-1TE23-0AA3
6SL3126-1TE24-5AA0
6SL3126-1TE24-5AA3
6SL3126-1TE26-0AA0
6SL3126-1TE26-0AA3
6SL3126-1TE28-5AA0
6SL3126-1TE28-5AA3
6SL3126-1TE31-3AA3
6SL3126-2TE13-0AA0
6SL3126-2TE13-0AA3
6SL3126-2TE15-0AA0
6SL3126-2TE15-0AA3
6SL3126-2TE15-0AA4
6SL3126-2TE21-8AA0
6SL3126-2TE21-8AA3
6SL3120-2TE15-0AA0
6SL3121-1TE31-3AA3
6SL3120-1TE31-3AA0
6SL3126-1TE32-0AA4
6SL3121-1TE24-5AA3
6SL3121-2TE15-0AA4
6SL3120-1TE21-8AB0
6SL3120-1TE22-4AD0
6SL3120-2TE15-0AB0
6SL3121-1TE21-0AA0
6SL3121-1TE21-8AA3
6SL3121-1TE23-0AA0
6SL3126-1TE21-0AA3
6SL3121-1TE21-0AA3
> Lien vers la documentation technique simplifiée de Siemens Sinamics – SINAMICS S120
