جنرال إلكتريك
IS200ERSCG1A
5000 دولار
في الأوراق المالية
تي/تي
شيامن
| كمية: | |
|---|---|
IS200ERSCG1A هي لوحة تحويل الطاقة الأساسية ضمن نظام التحكم في الإثارة General Electric (GE) EX2100، المصمم خصيصًا لتطبيقات المنظم المستندة إلى IGBT. بصفته لوحة المحول الثابت للمنظم المثير (ERSC)، يتولى IS200ERSCG1A المهمة الحاسمة المتمثلة في تحويل الطاقة الكهربائية لوصلة التيار المستمر إلى تيار إخراج الإثارة المشكل بعرض النبض (PWM) الذي يتم التحكم فيه بدقة. إنه بمثابة التجسيد المادي لوحدة تحويل طاقة الإثارة (PCM) بأكملها. يتم تثبيت اللوحة في لوحة الكترونية معززة للمثير (ERBP) وتعمل بالتنسيق الوثيق مع لوحة ERDD (واجهة منظم المثير والتفريغ الديناميكي) لتلقي أوامر التحكم والإبلاغ عن حالة جهاز الطاقة. يكملون معًا التحول النهائي من أوامر التحكم الرقمية إلى تيار حقل المولد.
يتميز IS200ERSCG1A في قلبه بوحدة جسر عاكس IGBT متكاملة ثلاثية الطور. ضمن هذه الوحدة، تم تخصيص اثنين من IGBTs خصيصًا لإنتاج مخرج PWM DC لتشغيل ملف إثارة المولد. تم تخصيص IGBT ثالث لوظيفة التفريغ الديناميكي لوصلة التيار المستمر - عندما يؤدي رفض حمل المولد أو الرحلة إلى ارتفاع جهد وصلة التيار المستمر بسرعة، فإن IGBT هذا يبدد بسرعة وأمان الطاقة الزائدة المخزنة في مكثفات وصلة التيار المستمر من خلال مقاوم تفريغ خارجي عالي الطاقة. يحقق مفهوم التصميم 'اثنين في واحد' هذا درجة عالية من التكامل بين التنظيم الدقيق لتيار الإثارة والحماية السريعة للنظام داخل لوحة مدمجة واحدة.
داخل سلسلة الطاقة الخاصة بمنظم الإثارة EX2100 IGBT، يقع IS200ERSCG1A بين وصلة DC ودائرة إخراج الإثارة. عند المنبع، فإنه يتلقى مستويات مختلفة من طاقة تشغيل التيار المستمر من وحدة إمداد الطاقة EPSM عبر لوحة الكترونية معززة ERBP، ويسحب مدخلات الطاقة الخاصة به من رابط التيار المستمر. في اتجاه مجرى النهر، يتصل مباشرة بملف إثارة المولد (من خلال موصل أو قاطع DC). فيما يتعلق بسلسلة إشارة التحكم، تتفاعل IS200ERSCG1A مع لوحة ERDD من خلال كابل مخصص، حيث تستقبل نبضات محرك بوابة IGBT من ERDD وترسل معلومات ردود الفعل الهامة مثل جهد وصلة التيار المستمر، وتيار تحويل الإخراج، ودرجة حرارة IGBT، وحالة محرك البوابة (بما في ذلك حالة مصدر الطاقة وإشارات خطأ عدم التشبع).
يدعم IS200ERSCG1A كلاً من تكوينات نظام النسخ الاحتياطي البسيط والنسخ الاحتياطي الدافئ، وهو ما يتوافق مع لوحة ERDD. في النظام البسيط، يقوم IS200ERSCG1A واحد بمعالجة جميع مهام تحويل الطاقة. في النظام المتكرر، يتم تركيب لوحتين IS200ERSCG1A على التوالي في اللوحات الخلفية لأقسام التحكم M1 وM2/C، للعمل كنسخ احتياطية متبادلة، مع تحقيق النقل السلس من خلال لوحة ERRR Redundant Relay.
فيما يتعلق بإدخال الطاقة، يمكن توفير وصلة التيار المباشر لـ IS200ERSCG1A من مصدرين: مصدر طاقة مصحح للتيار المتردد، مشتق من أطراف المولد أو ناقل مساعد من خلال محول الإثارة ومقوم الصمام الثنائي؛ أو مصدر بطارية محطة DC الاسمية 125 فولت أو 250 فولت. يتم الجمع بين كليهما بعد عزل الصمام الثنائي وتصفيته، مما يوفر ضمانًا لإمدادات الطاقة الزائدة لوصلة التيار المباشر.
1. IGBT عرض النبض التضمين إخراج الإثارة
يقوم الجسر العاكس IGBT داخل IS200ERSCG1A بتقطيع وتعديل جهد وصلة التيار المستمر إلى جهد الإثارة والتيار المطلوبين. يبلغ تردد التقطيع حوالي 1000 هرتز، وهو اختيار يوازن بين خسائر تحويل IGBT، وتموج تيار الإخراج، ومتطلبات التوافق الكهرومغناطيسي. من خلال التحكم الدقيق في دورة عمل PWM، يمكن أن يوفر IS200ERSCG1A مخرجات إثارة قابلة للتعديل باستمرار من الصفر إلى القيمة القصوى المقدرة، مما يلبي احتياجات تنظيم الجهد التلقائي للمولد في ظل أحمال وظروف تشغيل مختلفة.
فيما يتعلق بأداء الإخراج، يمكن أن يوفر IS200ERSCG1A أقصى تيار إثارة مستمر يبلغ 20 أمبير تيار مستمر، مع قدرة فرض بنسبة 150% (بحد أقصى 30 أمبير تيار مستمر) لمدة 10 ثوانٍ. تعد قدرة التأثير العابر هذه أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على جهد المولد أثناء أعطال نظام الطاقة - عندما يحدث اضطراب شديد مثل ماس كهربائى على شبكة الطاقة، يجب على نظام الإثارة أن يعزز تيار الإثارة بشكل فوري وبشكل ملحوظ لمنع انهيار جهد المولد.
تشتمل دائرة الخرج على تحويلة تيار مستمر تراقب تيار الإثارة في الوقت الفعلي. يتم إرسال هذه الإشارة، بعد تكييفها بواسطة لوحة ERDD، مرة أخرى إلى وحدة التحكم، لتشكل أساس التغذية الراجعة لتنظيم التيار الميداني (FCR) والحد من الإثارة الزائدة (OEL).
2. حماية التفريغ الديناميكي
تم تخصيص IGBT الثالث على لوحة IS200ERSCG1A لوظيفة التفريغ الديناميكي لرابط DC. عندما تواجه وحدة المولد رفضًا مفاجئًا للحمل، أو رحلة طارئة، أو عطلًا في الشبكة يؤدي إلى ارتفاع جهد مكثف وصلة التيار المستمر بسبب ردود فعل الطاقة، تكتشف لوحة ERDD أن جهد وصلة التيار المستمر قد تجاوز الحد الآمن. يرسل على الفور إشارة محرك لتشغيل IGBT التفريغ، مما يؤدي إلى تبديد الطاقة المخزنة في المكثفات بسرعة من خلال مقاوم تفريغ خارجي عالي الطاقة. يتم تنفيذ هذا الإجراء الوقائي بالكامل في الأجهزة، مما يوفر استجابة سريعة للغاية دون الحاجة إلى تدخل برنامج التحكم. وبالتالي فهو يحمي بشكل موثوق أجهزة الطاقة ومكثفات وصلة التيار المستمر من أضرار الجهد العالي حتى أثناء فقدان الاتصال أو خلل في المعالج.
3. وصلة DC للشحن الناعم
لمنع تدفق التيار الزائد إلى مكثفات وصلة DC عند التشغيل الأولي للطاقة، يعمل IS200ERSCG1A مع مرحل K3 لتنفيذ وظيفة الشحن الناعم لوصلة DC. في بداية تشغيل الطاقة، يكون K3 في حالة مفتوحة، ويتم شحن وصلة التيار المستمر ببطء من خلال مقاومة محددة للتيار. بمجرد أن يصل جهد ناقل التيار المستمر إلى قيمة محددة مسبقًا، يتم إغلاق K3، ويتجاوز المقاوم الذي يحد من التيار، ويدخل النظام في التشغيل العادي. يتم تنفيذ هذه العملية تلقائيًا في كل مرة يبدأ فيها نظام الإثارة، مما يؤدي إلى إطالة عمر خدمة مكثفات وصلة DC وجسر المقوم بشكل فعال.
4. المراقبة والحماية الشاملة
لضمان التشغيل الآمن لوحدة الطاقة IGBT، يدمج IS200ERSCG1A وظائف المراقبة والحماية المتعددة:
اكتشاف إزالة التشبع IGBT : يقوم برنامج تشغيل البوابة لكل IGBT بمراقبة جهد باعث المجمع بشكل مستمر عندما يكون الجهاز قيد التشغيل. إذا تجاوز هذا الجهد عتبة محددة مسبقًا (مشيرًا إلى أن IGBT قد خرج من التشبع الكامل ودخل المنطقة الخطية مع تبديد طاقة عالي)، يقوم السائق على الفور بإيقاف تشغيل IGBT ويبلغ ERDD بالخطأ.
مراقبة درجة الحرارة : توفر عناصر استشعار درجة الحرارة المثبتة على المشتت الحراري IGBT إنذارًا لدرجة الحرارة الزائدة للجسر وإشارات للحماية من الرحلة.
مراقبة مصدر طاقة محرك البوابة : تتم مراقبة جهد الإمداد لكل مشغل بوابة IGBT في الوقت الفعلي للتأكد من أن السائق يمكنه إنتاج جهد محرك البوابة المناسب في جميع ظروف التشغيل.
