Deska napájecího zdroje GE DS200DCFBG2B

DS200DCFBG2B je multifunkční napájecí deska navržená společností General Electric (GE) Industrial Control Systems pro její systémy pohonů DC2000, CB2000, EX2000, FC2000, GF2000, ME2000 a AC2000 IGBT. Tato deska patří do řady DCFB (DC2000 Power Supply Board), je součástí skupiny G1 a představuje revizní úroveň B, která zahrnuje funkční optimalizace a vylepšení spolehlivosti oproti revizi G1A.

Deska napájecího zdroje DCFB je základní součástí řídicího systému měniče. Přijímá 38 V a 115 V střídavý vstup (nebo 24 V stejnosměrný vstup) z řídicího výkonového transformátoru (CPT) a poskytuje stabilní a spolehlivé napájení na řídicí úrovni do systému pohonu, stejně jako 115 V střídavého napájení (neplatí pro některé modely) do ventilátorů skříně. Tato deska integruje více funkcí, včetně konverze napájení, úpravy signálu, zpracování zpětné vazby napětí/proudu, řízení zapalování SCR a monitorování AC vedení, což z ní činí kritickou komponentu pro dosažení přesné kontroly a spolehlivé ochrany v systémech pohonů.

Tento produkt je široce používán v systémech stejnosměrných pohonů, budicích systémech, systémech pohonů s proměnnou frekvencí a různých aplikacích řízení průmyslových procesů, zejména v prostředích vyžadujících vysoce přesnou proudovou/napěťovou zpětnou vazbu a vysoce spolehlivé řízení napájení.

II. Klíčové funkce

1. Vícenásobné výkonové výstupy na úrovni řízení

Deska napájecího zdroje DS200DCFBG2B převádí vstupní 38 V AC (±10 %) nebo 24 V DC vstup na několik stabilních DC výstupů:

• +5 V DC, 4 A: Poskytuje hlavní provozní napájení pro hlavní řídicí desku (SDCC/LDCC).

• ±15 V ss, každý 0,8 A: Napájí analogové obvody a obvody pro úpravu signálu, přičemž pro externí zátěže je k dispozici 0,25 A.

• ±24 V DC: Výstup +24 V DC je dimenzován na 3 A a výstup -24 V DC je dimenzován na 1 A, používá se pro ovládání relé a externích zátěží.

Všechny výstupy napájecího zdroje jsou chráněny nadproudovou ochranou a stav pojistek je indikován pomocí LED diod.

2. Zpracování zpětné vazby napětí a proudu

Deska DS200DCFBG2B integruje více napěťově řízených oscilátorových obvodů (VCO), které převádějí analogové signály na frekvenční signály pro zpracování hlavní řídicí deskou SDCC/LDCC:

• Zpětná vazba střídavého napětí: Monitoruje amplitudu a sled fází třífázového vstupního střídavého napětí.

• Zpětná vazba DC můstku: Monitoruje výstupní stejnosměrné napětí můstku SCR.

• Zpětná vazba napětí motoru: Monitoruje aktuální napětí na svorkách motoru.

• Zpětná vazba proudu kotvy: Monitoruje proud kotvy pomocí bočníků a podporuje dva nezávislé kanály.

• Zpětná vazba proudu pole: Monitoruje proud pole motoru a podporuje dva nezávislé kanály.

Tyto obvody VCO převádějí vstupní napětí na frekvenční signály v rozsahu od 0 do 500 kHz (nominální 250 kHz), které jsou odesílány do hlavní řídicí desky přes konektor 1PL pro ovládání a ochranné funkce.

3. Monitorování a synchronizace AC vedení

Deska obsahuje zesilovací obvody, které zpracovávají signály střídavého napětí mezi linkami. Tyto signály jsou odesílány na desku SDCC/LDCC přes konektor 1PL pro:

• Detekce poruch SCR napájecího mostu.

• Generování synchronizačních signálů pro odpalování SCR.

• Detekce ztráty fáze a chyb sledu fází.

DIP přepínače SW1, SW2 a SW3 se používají ke konfiguraci rozsahu vstupního napětí tak, aby vyhovoval systémům pohonu s různými úrovněmi napětí.

4. Rozhraní transformátoru proudu střídavého proudu

V některých aplikacích jsou vstupní střídavá vedení L1 a L3 měniče vybavena střídavými proudovými transformátory (ACCT). Deska DS200DCFBG2B používá přepínač SW7 k výběru odporu zátěže na základě jmenovitého proudu měniče. Signály ACCT se používají pro:

• Detekce selhání komutace.

• AC okamžitá nadproudová ochrana (IOC).

• Sledování aktuální zpětné vazby.

5. Hnací obvody stykače

Deska DS200DCFBG2B obsahuje relé K2, které slouží jako pilotní relé pro stykač MD. Deska SDCC/LDCC napájí cívku tohoto relé přes konektor 1PL a konektor MACPL poskytuje výstup 24 V stejnosměrného FET pro řízení stykače MD.

6. Obvody řízení střelby SCR

Deska DS200DCFBG2B obsahuje obvod hradlového pole, který řídí odpalování SCR v můstku na základě řídicích signálů přijatých z desky SDCC/LDCC přes konektor 1PL. Hradlové pole je naprogramováno při zapnutí sériovým PROM. 5 V výstupy hradlového pole jsou převedeny obvody hradlového pulsního zesilovače na výkonovou úroveň potřebnou k řízení dopředných a zpětných hradlových pulsních transformátorů na DS200PCCA Power Connect Card přes konektor 5PL.

Aby se zabránilo rušivým signálům odpalu, je spouštěcí výkon odpojen od hradlových obvodů, dokud není hradlové pole naprogramováno a 5 V napájení je v regulaci.

7. Obvod útlumu napětí motoru

Deska DS200DCFBG2B obsahuje obvod útlumu napětí motoru, který poskytuje analogovou reprezentaci napětí motoru. Tento signál je odeslán do desky SDCC/LDCC přes pin 6 konektoru 1PL. Obvod útlumu je nastaven na 2,5 V a může se měnit od 0 do 5 V v závislosti na napětí motoru. DIP přepínač SW6 se používá ke škálování zpětné vazby napětí motoru.

8. Monitorování a ochrana stavu napájecího zdroje

Deska DS200DCFBG2B poskytuje signál /PSEN (2PL-1). Když je napájení +5 V v regulaci, je tento signál na nízké úrovni TTL. Pokud napájení +5 V přestane být regulováno, signál se zvýší a spustí se reset mikroprocesoru na hlavní řídicí desce (SDCC/LDCC).

III. Hardwarová architektura

1. Struktura představenstva

Deska DS200DCFBG2B využívá standardní strukturu desky s plošnými spoji s rozměry kompatibilními s nosičem desky pohonných systémů řady DC2000. Deska obsahuje:

• 12 konfigurovatelných propojek (13 pro BKC a pozdější revize)

• 7 DIP přepínačů

• 2 LED indikátory

• 1 neonová kontrolka

• 5 testovacích bodů

• 3 pojistky

• 18 konektorů

• 9 bodových konektorů

2. Vstupy a výstupy napájení

• Vstup: 38 V AC (±10%) nebo 24 V DC.

• Výstupy: +5 V ss (4 A), ±15 V ss (každý po 0,8 A), +24 V ss (3 A), -24 V ss (1 A), 115 V ss (chráněné pojistkou 1/2 A).

3. Ochrana a indikátory

• Pojistka FU1: Chrání výstup 115 V AC, 1/2 A, 2AG rychle působící.

• Pojistka FU2: Chrání napájení +24 V, +15 V a +5 V, 7 A, 2AG rychle působící.

• Pojistka FU3: Chrání napájení -24 V a -15 V, 7 A, 2AG rychle působící.

• LED CR51: Indikuje přepálený FU2 (červená).

• LED CR55: Indikuje přepálený FU3 (červená).

• Neonová lampa LT1: Indikuje spálenou FU1.

4. Testovací body

IV. Podrobný popis rozhraní

1. Power and Control Interface (2PL)

2PL konektor zajišťuje připojení napájení a řídicího signálu mezi deskou DCFB a deskami NTB/3TB, STBA, SLCC a SDCC/LDCC:

2. Hlavní ovládací rozhraní (1PL)

Konektor 1PL je primární komunikační rozhraní mezi deskou DCFB a hlavní řídicí deskou SDCC/LDCC, přenáší frekvenční signály VCO, řídicí signály a stavovou zpětnou vazbu:

3. Vypalovací rozhraní SCR (5PL)

Konektor 5PL posílá spouštěcí signály SCR do karty DS200PCCA Power Connect Card:

4. Rozhraní AC proudového transformátoru (1CPL)

Konektor 1CPL se připojuje ke střídavým proudovým transformátorům na fázích L1 a L3:

5. Ovládací rozhraní stykače (MACPL)

Konektor MACPL poskytuje výstupy měniče stykače MD:

6. Bodné terminály

Stab svorky se používají pro připojení vysokonapěťových signálů:

V. Konfigurace a nastavení

1. Konfigurace propojky (JP).

Propojky na desce DS200DCFBG2B se používají ke konfiguraci zdrojů vstupního signálu, výběru obvodu VCO a zeslabení signálu. Popisy klíčových propojek zahrnují:

2. Konfigurace přepínače DIP (SW).

DIP přepínače se používají ke konfiguraci rozsahů napětí a zatížení proudového transformátoru:

Důležitá poznámka: Tovární nastavení všech propojek a přepínačů DIP je zdokumentováno na zkušebním listu dodávaném s každým ovladačem. Při výměně desky DCFB musí být všechny propojky a přepínače na nové desce nastaveny do stejných pozic jako na vyměňované desce.

VI. Instalace a údržba

1. Místo montáže

Deska DS200DCFBG2B je normálně namontována v nosiči desky za kartou řízení měniče (SDCC/LDCC) směrem dopředu (u některých aplikací EX2000 může být na jiném místě).

2. Postup výměny

1. Turn Off Power: Vypněte veškeré napájení disku a počkejte několik minut, než se vybijí všechny kondenzátory napájecího zdroje. Než se dotknete elektrických obvodů, otestujte je, abyste se ujistili, že je napájení vypnuté.

2. Otevřít dvířka skříně: Otevřete dvířka skříně zařízení, abyste získali přístup k deskám s plošnými spoji.

3. Uvolnění zajišťovacích jazýčků: Zatáhněte za zajišťovací jazýčky umístěné na obou stranách stojanu desky, poté zvedněte přední nosič desky (s kartou ovládání pohonu) a nakloňte jej dopředu a dolů, abyste získali přístup k desce DCFB.

4. Odpojení kabelů: Opatrně odpojte všechny kabely od desky DCFB.

5. Uvolnění plastových západek: Zatlačením zpět na plastové západky (držáky) uvolněte desku DCFB z nosiče desky.

6. Ověřte konfiguraci: Ověřte, že všechny propojky a přepínače na nové (náhradní) desce DCFB jsou nastaveny ve stejných pozicích jako na staré desce.

7. Instalace nové desky: Nasměrujte novou desku DCFB do stejné polohy, v jaké byla odstraněna, a nainstalujte ji na nosič desky. Ujistěte se, že všechny plastové západky zapadnou zpět na místo, aby desku zajistily.

8. Znovu připojte kabely: Znovu připojte všechny kabely k desce DCFB podle označení a ujistěte se, že jsou kabely na obou koncích správně usazeny.

9. Úprava parametrů EE: Podle potřeby proveďte postup úpravy parametrů EE.

10. Zavřete a zajistěte: Otočte přední nosič desky zpět na místo, posuňte zajišťovací jazýčky na straně stojanu na desky zpět do uzamčené polohy a poté zavřete dvířka skříně mechaniky.

3. Doporučení pro údržbu

• Výměna pojistky: Pojistky FU1, FU2 a FU3 jsou jediné uživatelsky vyměnitelné komponenty na desce DCFB. Pokud selžou některé další součásti, je nutné desku vyměnit jako celek.

• Antistatická opatření: Při manipulaci s deskou vždy noste uzemněný řemínek na zápěstí. Pokud desku nepoužíváte, uložte ji do antistatického sáčku.

• Pravidelné kontroly: Pravidelně kontrolujte stav LED a neonové lampy, abyste zajistili správnou funkci napájecího zdroje.

• Správa náhradních dílů: Doporučuje se mít na místě alespoň jednu identickou desku DCFB jako náhradní, aby se minimalizovaly prostoje v případě poruchy.

VII. Diagnostika poruch

1. Indikace LED a neonové lampy

2. Běžné chyby a odstraňování problémů

VIII. Aplikace

Deska napájecího zdroje DS200DCFBG2B je široce používána v následujících průmyslových aplikacích:

• DC2000 DC Drive Systems: Poskytuje řídicí výkon a zpracování zpětné vazby pro stejnosměrné motorové pohony.

• Digitální řídicí systémy CB2000: Slouží jako hlavní napájecí zdroj a modul pro úpravu signálu.

• EX2000 Excitation Systems: Používá se pro řízení buzení generátoru, poskytuje výkon a zpracování zpětné vazby.

• Systémy řízení frekvence FC2000: Poskytuje řídící a ochranné funkce v systémech pohonů s proměnnou frekvencí.

• Řídicí systémy generátoru GF2000: Používá se pro buzení a ochranu generátoru.

• ME2000 Motor Control Systems: Poskytuje výkon a úpravu signálu v aplikacích pro řízení motoru.

• AC2000 IGBT Drive Systems: Poskytuje napájení na úrovni řízení v systémech střídavých pohonů.