シエメンスのプリチャージボード 6SE7031-7HF84-1HH2 6SE70317HF841HH2 6SE7O31-7HF84-1HH2 6SE7 031-7HF84-1HH2

シーメンス 6SE7031-7HF84-1HH2 | SIMOVERT MASTERDRIVES PCU1 プリチャージモジュールボード — 380–575V、設計 E および F

部品番号: 6SE7031-7HF84-1HH2

メーカー: シーメンスAG（ドイツ）

製品タイプ: プリチャージモジュールボード（PCU1 — プリチャージユニット）

製品シリーズ: SIMOVERT MASTERDRIVES（6SE70シリーズ） 

概要

6SE7031-7HF84-1HH2は、設計構成EおよびFのシーメンスSIMOVERT MASTERDRIVESシャーシコンバータおよびインバータ用のPCU1プリチャージモジュールボードであり、380–575Vの三相AC電源で動作します。

PCU1 — プリチャージユニット1 — は、SIMOVERT MASTERDRIVESシャーシドライブのDCバスコンデンサの制御された通電を制御する電子モジュールです。

これは、産業界全体の設置済みSIMOVERT MASTERDRIVES機器のプリチャージ機能を維持するためのボードレベルのスペアパーツです。

SIMOVERT MASTERDRIVESは、シーメンスの完全デジタルモジュラーACドライブプラットフォームであり、高性能産業用途向けです。2.2kWから2300kWの電力範囲で三相ACモータ制御用のコンバータ、インバータ、整流器ユニット、回生フィードバックユニットをカバーする包括的な製品ファミリーです。

MASTERDRIVESシャーシユニット — 6SE7031-7HF84-1HH2が対応する物理設計EおよびF — は、電力範囲の中高位に位置するキャビネットマウントドライブアセンブリであり、圧延機、製紙機械、押出機ライン、試験台、船舶推進システム、大型マテリアルハンドリング設備に展開されています。

接尾辞HH2は、このドライブファミリーのHHタイプPCU1ボードの第2リビジョンであることを示します。

先行するHH1リビジョンおよびHH0リビジョンは、同じボードの以前のバージョンでした。

リビジョンHH2は、コンポーネントの更新と信頼性の向上を組み込んでいますが、HH0およびHH1リビジョン用に設計されたドライブアセンブリとの完全な機能的および物理的な互換性を維持しています。

主な仕様

プリチャージ — なぜ重要なのか

SIMOVERT MASTERDRIVESシャーシユニットのDCバスには、大型電解コンデンサのバンクが含まれています。これらのコンデンサは、ドライブの動作に必要なかなりのエネルギーを蓄えますが、安全上の考慮事項でもあります。

ドライブが非通電状態から電源投入される際、充電されていないコンデンサに全AC供給電圧を直接接続すると、整流ダイオードを損傷し、DCバスヒューズを吹き飛ばし、コンデンサ自体を損傷する可能性のあるほど大きな突入電流サージが発生します。

プリチャージ回路は、DCバス充電中の突入電流を制限することで、この問題を解決します。

PCU1ボードは、一連のプリチャージ抵抗器とバイパスリレーまたはコンタクタを制御します。

プリチャージフェーズ中、AC供給電力は抵抗器を通ってコンデンサに流れ込み、充電電流を安全なレベルに制限します。コンデンサが供給電圧ピーク近くまで充電されると（数ミリ秒かかるプロセス）、PCU1ボードはバイパスリレーに信号を送り、抵抗器を短絡して、充電済みのコンデンサに全供給を接続します。その後、ドライブは通常の動作準備が整います。

PCU1が故障した場合、ドライブはプリチャージシーケンスを完了できません。DCバスは動作電圧に達せず、ドライブは非準備状態のままになります。

症状は通常、起動時のフォルトです — ドライブのPMUディスプレイにプリチャージ失敗またはDCバス低電圧を示すフォルトコードが表示され、ドライブは実行コマンドを受け付けません。

SIMOVERT MASTERDRIVESアーキテクチャ — PCU1の文脈

SIMOVERT MASTERDRIVESシャーシドライブアセンブリには、整流器/インバータ電源部、DCバスコンデンサバンク、制御電子機器（CUD1プロセッサボードおよびオプションボード）、および起動と保護をサポートする補助回路が含まれています。

PCU1はこれらの補助回路の1つであり、具体的にはDCバスの制御された起動を制御するボードです。

コンバータユニット（整流器とインバータの両方のセクションを含む）では、PCU1はメインコンタクタが閉じる前に、入力AC供給を監視し、プリチャージシーケンスを管理します。

共通のDCバスから引き込む別個のインバータユニットを備えたシステムでは、DCバス接続が行われる際に、プリチャージ回路がインバータ自身のコンデンサを保護します。

6SE7031-7HF84-1HH2 PCU1ボードは、ドライブシャーシ内に物理的に取り付けられ、内部ドライブ配線を通じてプリチャージ抵抗器およびバイパスコンタクタまたはリレーにインターフェースされます。

また、制御コネクタを介してメイン制御ボード（CUD1）とインターフェースされ、制御ユニットがプリチャージステータスを監視し、プリチャージ完了後にドライブ準備完了信号を発行できるようにします。

フォルト診断

SIMOVERT MASTERDRIVESが起動シーケンスを完了せず、DCバス関連のフォルトを示す場合、PCU1ボードは主要な診断対象となります。

フォルトパターン — ドライブは起動を試み、プリチャージシーケンスが完了せず、ドライブがフォルトになる — は、典型的なPCU1障害の兆候です。

PCU1を交換する前に、ドライブ入力端子でのAC供給電圧を確認してください。

380–575Vの範囲外の供給電圧は、PCU1の状態に関係なく、プリチャージの成功を妨げます。プリチャージ抵抗器も確認してください — プリチャージ抵抗器が開回路で故障した場合、DCバスはそれを介して充電できず、PCU1障害と全く同じ症状が発生します。

プリチャージ抵抗器は、より一般的な故障コンポーネントであり、最初にテストする必要があります。

供給が仕様内であり、抵抗器が正常であることが確認された場合、6SE7031-7HF84-1HH2は故障している可能性が高く、交換が必要です。

よくある質問

Q1: SIMOVERT MASTERDRIVESは、DCバスが充電される前に、電源投入時にすぐにフォルトを表示します。供給電圧は仕様内です。PCU1ボードが故障の原因ですか？

DCバスが充電される前に電源投入時にすぐにフォルトが発生する場合、プリチャージシーケンスを開始できなかったPCU1ボードを示している可能性があります — おそらく、制御回路の故障またはプリチャージ制御出力の損傷が原因です。まず、プリチャージ抵抗器が正常であることを確認してください。

次に、PCU1とメインCUD1ボード間の制御インターフェースコネクタを確認してください。両方が正常であることが確認された場合、6SE7031-7HF84-1HH2ボード自体が故障しており、交換が必要です。

Q2: ドライブは時々プリチャージを正常に完了しますが、断続的に失敗します。これは、6SE7031-7HF84-1HH2の故障と一致しますか？

断続的なプリチャージ障害は、故障の閾値にある経年劣化コンポーネント — 多くの場合、リレー接点または電解コンデンサ — を持つPCU1ボードと一致します。ボードは、条件が良好な場合（例えば、ボードが冷たい場合）は機能しますが、マージンが減少した場合（暖かい場合、または供給電圧が指定範囲の下限にある場合）は失敗します。

この進行性の断続的な障害は、コンポーネントがさらに劣化すると永続的になります。

計画外のダウンタイムを引き起こす前に、ボードの交換を計画してください。

Q3: 入手可能なPCU1ボードのリビジョンはHH2ですが、元々取り付けられていたのはHH1でした。これらは互換性がありますか？

はい。リビジョンHH2は、HH1およびHH0の直接の後継です。シーメンスは、同じドライブ設計指定（EおよびF）に対して、PCU1ボードリビジョン間で下位互換性を維持しています。

HH2リビジョンは、信頼性とコンポーネントの更新を組み込んでいますが、ドライブへのインターフェースにおいて機能的および物理的に同一です。

HH1の交換としてHH2をインストールしても、追加のコミッショニングは必要ありません。

Q4: SIMOVERT MASTERDRIVESシャーシは15年以上使用されています。PCU1以外に、プリチャージ関連のサービス中に点検すべきコンポーネントは何ですか？

15年前のドライブでは、PCU1ボードと併せて、開回路または抵抗増加のプリチャージ抵抗器、接点の摩耗したバイパスリレーまたはコンタクタ（接触抵抗とコイル動作電圧を確認）、ESR増加と静電容量低下のDCバスコンデンサ（プリチャージ時間を短縮しますが、加熱の原因にもなる可能性があります）、および熱応力の兆候があるメイン整流ヒューズを確認する必要があります。

この年齢でのコンデンサの予防交換は検討に値します。ドライブアプリケーションでのサービス寿命は通常10〜15年です。

Q5: SIMOVERT MASTERDRIVESはSINAMICSに置き換えられたことを考えると、6SE7031-7HF84-1HH2はまだ入手可能ですか？

SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE70シリーズはシーメンスによって生産中止されましたが、PCU1ボードを含むスペアパーツは、再生・テスト済みのスペアボードの在庫を維持している専門の産業ドライブサービスプロバイダーからのアフターマーケットサプライチェーンを通じて引き続き入手可能です。

複数のMASTERDRIVESシャーシユニットを使用しているサイトでは、このボードが故障した場合の計画外のシャットダウンのリスクを考慮すると、PCU1ボードのスペアを在庫しておくことが賢明です。

あるいは、MASTERDRIVESへの多額の投資を行っているサイトでは、資本投資プログラムの一部としてSINAMICSプラットフォームへの計画的なアップグレードを検討することもできます。