DS2020DACAG2 je modul pro konverzi AC/DC nové generace, který patří do řady Power Distribution Module (PDM) průmyslových řídicích systémů General Electric (GE). Jako specifický model rodiny DACA (AC-to-DC Converter) je hlavní funkcí DS2020DACAG2 převádět vstupní napětí 115 V nebo 230 V AC na výstupní napětí 125 V DC, čímž poskytuje stabilní a spolehlivé napájení DC sběrnice pro řídicí systémy GE, jako jsou Mark VIe a EX2100. Modul má jmenovitý výstupní výkon přibližně 1000 W s maximálním výstupním proudem až 9,5 A DC. Slouží jako přímá náhrada a vylepšení výkonu předchozí generace DS2020DACAG1.
DS2020DACAG2 je více než jen jednoduchý měnič energie; hraje klíčovou roli v architektuře napájení celého řídicího systému. Když řídicí systém používá 125 V DC jako svůj primární zdroj energie (s baterií nebo bez baterie), je modul DACA zodpovědný za přeměnu elektrické energie ze sítě AC nebo pomocné AC sběrnice na DC energii. Tento stejnosměrný výstup je pak kombinován s napájením z baterie prostřednictvím diodové vazby a tvoří vysoce spolehlivou redundantní stejnosměrnou sběrnici. Ještě důležitější je, že DS2020DACAG2 integruje velkokapacitní akumulátorovou kondenzátorovou banku, která může poskytnout dodatečnou energetickou rezervu při úplné ztrátě AC vstupu, čímž se prodlouží doba průjezdu systému a umožní řídicímu systému pokračovat v normálním provozu během chvilkového výpadku napájení.
Zvýšení výkonu a kompatibilita
DS2020DACAG2 nabízí oproti svému předchůdci dvě významná vylepšení výkonu. Za prvé, jeho jmenovitý výstupní výkon byl výrazně zvýšen, což mu umožňuje dodávat dostatečný výkon pro rozsáhlejší řídicí systémy. Za druhé, a to je nejcennější, nový modul podporuje paralelní provoz – výstupy dvou modulů DS2020DACAG2 lze přímo paralelně zapojit, aby poskytovaly větší celkový výstupní proud, s maximálním paralelním výstupním proudem až 16,5 A DC. U modelu předchozí generace nebylo paralelní řazení doporučeno kvůli současným omezením sdílení.
Pokud jde o kompatibilitu, DS2020DACAG2 je plně zpětně kompatibilní náhrada za DS2020DACAG1. Všechny systémy využívající starší verzi modulu lze přímo upgradovat bez jakýchkoli úprav kabeláže panelu nebo mechanických montážních konstrukcí. GE doporučuje použít DS2020DACAG2 jako standardní napájecí modul pro všechny nové designy panelů, aby bylo možné plně využít jeho vyšší hustotu výkonu a flexibilní možnosti paralelního řazení.
Základní funkční vlastnosti
1. Široký rozsah AC vstupu a automatická konfigurace
DS2020DACAG2 podporuje dva jmenovité rozsahy vstupního AC napětí: 105 až 132 V AC (nominální 115 V AC) a 210 až 265 V AC (nominální 230 V AC). Vstupní frekvenční rozsah je 47 až 63 Hz a pokrývá hlavní standardy průmyslových napájecích zdrojů po celém světě. Volba vstupního napětí se provádí pomocí kabelového svazku zachyceného uvnitř modulu: zapojením kabelu do konektoru JTX1 se vybere vstup 115 V AC, zatímco zapojením do JTX2 se vybere vstup 230 V AC. Tento jednoduchý a spolehlivý design eliminuje potřebu těžkopádných externích propojek nebo přepínačů a také zabraňuje nesouladu napětí způsobenému nesprávným provozem.
2. Full-Wave Rectification a vysoce účinná filtrace
DS2020DACAG2 využívá topologii celovlnného můstkového usměrňovače a kondenzátorovou banku výstupního filtru pro převod střídavého vstupu na hladký stejnosměrný výstup. Při jmenovitém vstupu 115 V AC a zátěži 9,5 A je výstupní napětí přibližně 107 V DC, což poskytuje výstupní výkon asi 1017 W. Výstupní napětí zvlnění je efektivně řízeno v rozsahu 4 V mezi špičkami, což splňuje přísné požadavky řídicího systému GE na kvalitu DC sběrnice. Všimněte si, že modul neobsahuje vnitřní vstupní filtr; pokud má aplikace specifické požadavky na harmonické pro rozvodnou síť, musí uživatel nainstalovat externí filtr pro útlum harmonických složek na straně vstupu AC.
3. Velkokapacitní úložiště energie a Power Ride-Through
Výstupní filtrační kondenzátory v DS2020DACAG2 se nepoužívají pouze pro vyhlazování zvlnění, ale také plní funkci kritického ukládání energie. Když se střídavý vstup úplně ztratí, energie uložená v kondenzátorech může pokračovat v napájení řídicího systému po určitou dobu, známou jako doba zdržení. Při jmenovitém vstupu 115 V AC a plné zátěži 9,5 A je doba výdrže pro pokles výstupního napětí z nominální hodnoty na 70 V DC přibližně 29,5 milisekund. Při vstupu 132 V AC a stejné zátěži může doba výdrže dosáhnout 48,8 milisekund. Tato funkce poskytuje systému cenné přechodné období, které stačí k překonání krátkých poklesů napětí nebo udržení napětí sběrnice během přepínání baterií.
4. Flexibilní jednomodulový a paralelní provoz
V jednomodulových aplikacích může DS2020DACAG2 poskytovat maximální výstupní proud 9,5 A DC (při okolní teplotě -30 až 45 °C). Když požadavek na zátěž překročí jmenovitou hodnotu jednoho modulu, výstupy dvou modulů lze přímo paralelně zapojit s maximálním paralelním výstupním proudem 16,5 A DC. Aby bylo zajištěno správné sdílení proudu mezi dvěma moduly během paralelního provozu, musí být přísně dodržena následující podmínka: oba moduly musí být připojeny ke stejnému zdroji střídavého proudu, aby byla zajištěna zcela konzistentní vstupní napětí. Kvůli kolísání napětí naprázdno a výstupní impedance mezi jednotlivými moduly musí být výstupní proud každého modulu při paralelním zapojení odpovídajícím způsobem snížen. GE poskytuje křivku rozdělení pravděpodobnosti pro referenční návrh systému a doporučuje zachovat 15% bezpečnostní rezervu v paralelních konfiguracích.
5. Bezpečný vybíjecí mechanismus
Když je napájení odpojeno z důvodu údržby nebo výměny modulu, výstupní kondenzátory DS2020DACAG2 se automaticky vybijí přes vnitřní síť spouštěcích odporů. Při jmenovitém vstupním napětí, bez zátěže, výstupní napětí klesne na méně než 50 V DC během jedné minuty po odpojení AC vstupu. Před jakoukoli manipulací by však měl technik vždy použít voltmetr, aby se ujistil, že kondenzátory jsou zcela vybité, zejména pokud existuje podezření na selhání vnitřního odvzdušňovacího obvodu.
Postupy instalace a výměny
Modul DS2020DACAG2 má čtyři montážní otvory ve své základně a je připevněn k podlaze rozvaděče pomocí šroubů. Vstup střídavého proudu a stejnosměrný výstup jsou centrálně vedeny přes jediný 12polohový konektor JZ, který se hodí k odpovídajícímu konektoru JZ2 nebo JZ3 na modulu distribuce napájení (PDM).
Standardní postup výměny modulu je následující:
Odpojte napájení modulu DACA a počkejte alespoň jednu minutu, než se výstupní napětí vybije.
Odpojte napájecí kabel vstupu/výstupu (konektor JZ) na pravé straně horní části modulu.
Demontujte čtyři šrouby zajišťující modul DACA k podlaze skříně.
Vyjměte starý modul.
Poznamenejte si polohu konektoru napájení kondenzátoru na levé horní straně vyjmutého modulu (JTX1 pro 115 V AC, JTX2 pro 230 V AC).
Ujistěte se, že zástrčka napájení kondenzátoru na novém modulu je ve stejné poloze jako zástrčka vyjmutá.
Umístěte nový modul DACA do stejné polohy, jako byl vyjmutý.
Zajistěte nový modul k podlaze skříně pomocí čtyř dříve odstraněných šroubů.
Znovu nainstalujte zástrčku vstupu/výstupu napájení (konektor JZ) na pravou stranu horní části modulu.
Obnovte napájení modulu DACA.
Údržba a odstraňování problémů
Samotný modul DS2020DACAG2 není vybaven aktivními diagnostickými funkcemi. Jeho provozní stav je nepřímo monitorován diagnostickým I/O modulem PPDA v systému PDM: PPDA získává kladné a záporné napětí sběrnice vzhledem k zemi, aby posoudil, zda je amplituda napětí normální, a detekuje zemní poruchy nebo přítomnost střídavého komponentu. Porucha modulu DACA se typicky projevuje jako nízké výstupní napětí nebo žádný výstup, což lze předběžně diagnostikovat pomocí diagnostické stránky PPDA nebo indikátorů na předním panelu PDM.
Běžné závady a možné příčiny:
Nulové výstupní napětí : Zkontrolujte, zda je vstupní střídavý proud normální, zda je konektor JZ pevně zasunut a zda není spálená vnitřní pojistka (je-li ve výbavě).
Nadměrné zvlnění výstupu : Může to znamenat stárnutí nebo poškození kondenzátorů výstupního filtru; doporučuje se výměna modulu.
Vypnutí z důvodu přehřátí : Zkontrolujte, zda není blokováno větrání skříně a zda okolní teplota nepřekračuje jmenovitý rozsah.
Modul není uživatelsky opravitelný; jakákoli vnitřní porucha by měla být vyřešena kompletní výměnou modulu. Před výměnou musí být provedeny procedury Lockout/Tagout a musí být ověřeno, že všechny zdroje napájení připojené k modulu DACA jsou odpojené.
Bezpečnostní opatření při aplikaci
V aplikacích se střídavým napětím 240 V je třeba věnovat zvláštní pozornost tomu, aby se zabránilo neúmyslnému křížovému propojení mezi napájecími zdroji střídavého proudu a stejnosměrnou sběrnicí. Protože většina systémů střídavého napájení má uzemněný neutrál, dojde-li k náhodnému kontaktu mezi 125 V stejnosměrným a střídavým napětím, součet špičkového střídavého napětí a 125 V stejnosměrného napětí bude aplikován na MOV připojené mezi stejnosměrný proud a kostru, což potenciálně překročí jejich jmenovitý výkon a způsobí poškození. V aplikacích se střídavým napětím 120 V může jmenovitý výkon MOV odolat špičkovému napětí bez poškození. Po jakékoli údržbě zahrnující AC i DC kabeláž je proto nutné pečlivě zkontrolovat správnost kabeláže.
Pro konfigurace paralelního provozu musí být oba moduly připojeny ke stejnému zdroji střídavého proudu, aby byla zajištěna stejná vstupní napětí. Pokud tak neučiníte, způsobí to závažnou proudovou nerovnováhu a potenciálně přetížení jednoho z modulů.
