Серводрайвер Siemens Sinamics V70 6SL3210-5DE16-0UA0 вышел из строя с хлопком: взорвались элементы в силовом модуле, потянув за собой ряд микросхем и элементов на силовой плате, включая измерительный шунт — резистор в цепи тока по шине DC-
Те, кто понимает последствия взрывного разрыва измерительного шунта по шине DC- знают, что следует ожидать с высокой вероятностью повреждения контрольных цепей, микросхемы процессора силовой платы, драйверов и т.п. Обычно, в таких случаях ремонт становится нерентабельным. Но если параметры серводрайвера не были сохранены службой главного инженера предприятия, то выгоднее все же восстановить родной серводрайвер, чем искать параметры серводрайвера от такого же станка на стороне.
На удивление, контрольная плата, плата индикации, вторичный источник набора напряжений питания силовой платы оказались живы. Процессор силовой платы на первый взгляд тоже живой. Приступаем к восстановлению. Повышенное энергопотребление и нагрев одной микросхемы на силовой плате свыше 150°С заставил остановиться и заняться анализом схемотехники.
Дело в том, что данная микросхема — интерфейс связи с платой управления по шине RS485 питается от стабилизированного источника на LM317 на +5В, которая также снабжает этим же напряжением ряд других микросхем.
Возможны различные ситуации, среди которых наибольшую опасность вызывает следующий сценарий:
Стабилизированный источник вышел из строя, выдавая повышенное напряжение. Первой вышла из строя микросхема интерфейса RS485 MAX3469CSA+ так, что взяла на себя всю мощность источника, просаживая напряжение ниже +5 Вольт. Если отпаять микросхему интерфейса, то неисправный источник, выдавая повышенное напряжение погубит и другие микросхемы. Поэтому следует начать именно с LM317, удалить ее с платы, заменить лабораторным источником с ограничением тока. И только затем уже разбираться с поврежденнными элементами по цепи питания +5В.
Автор не сразу пришел к такому пониманию и после удаления с платы микросхемы MAX3469CSA+ смог наблюдать нагрев уже микросхемы дельта/сигма модулятора свыше 220 °С.
На диагностику и ремонт было потрачено 3 рабочих дня, так как помимо внушительного перечня замен потребовалось производить физическое тестирование контрольных цепей с эмуляцией разрешающих сигналов.
Перечень замененных элементов:
- силовой модуль SEMIKRON SKiiP 23NAB12T4V1 — 1шт
- драйвер HCNW4506 — 3шт
- дельта сигма модулятор AD7400AYRWZ — 2шт
- токоизмерительный резистор 0,005 Ом — 1 шт
- стабилизатор LM317 — 1 шт
- +5V, Fail-Safe, 40Mbps, Profibus RS-485/RS-422 Transceivers MAX3469CSA+ — 1 шт
- npn «токовое зеркало» BCV61C — 1 шт
- Транзистор npn 1FW — 5 шт
- Транзистор npn 6CW — 5 шт
- Транзистор npn W1A — 5 шт
- Транзистор pnp 5C — 5 шт
- Стабилитрон Y5 BZX84B16LT1G (SOT-23) — 5 шт
- Диод Шоттки SS14 — 4 шт
- Резистор 10 Ом — 6 шт
- Резистор 33 Ом — 4 шт
- Конденсатор 20 nF — 2 шт
- Конденсатор 8 nF — 1 шт
- Конденсатор 10 uF — 1 шт
Выяснилось, что все полупроводниковые элементы управления нижними плечами силового модуля также вышли из строя:
Краткий перечень замеченных поврежденных элементов/цепей:
- Цепь измерения общего тока в цепи DC-
- Силовой модуль
- Цепь драйвера верхнего плеча по шине V
- Цепи измерения тока мотора по шинам U, V
- Цепи драйверов нижних плечей по шинам U, V, W
- Межплатный интерфейс RS485
- Стабилизатор питания +5V
- Вторичный источник питания +16V цепи драйвера верхнего плеча шины V
По традиции, фотоальбом внутренностей Siemens Sinamics V70 6SL3210-5DE16-0UA0 — тут.
Дамп EEPROM силовой платы — тут.
Спасибо за внимание.