Placa de escalado de retroalimentación de voltaje GE DS200NATOG2A

El DS200NATOG2A es una placa escaladora de retroalimentación de voltaje diseñada por General Electric (GE) Motors & Industrial Systems para sus sistemas LCI (inversor de carga conmutada) y sistemas de control de puente SCR. Perteneciente a la serie NATO (Voltage Feedback Scaling Board), esta placa forma parte del grupo G2 y representa la revisión A. Sirve como un componente crítico en los sistemas de accionamiento de alto voltaje de GE para medir con precisión y proporcionar retroalimentación de los voltajes del puente SCR.

La función principal de la placa de escalamiento de retroalimentación de voltaje de la OTAN es atenuar las señales de alto voltaje CA (trifásico) y alto voltaje CC (bus positivo y negativo) del puente SCR a niveles de bajo voltaje que pueden ser procesados ​​por el sistema de control, lo que permite a los tableros de control en el backplane VME adquirir con precisión señales de retroalimentación de voltaje del puente. La placa contiene cinco cadenas idénticas de resistencias de precisión conectadas en serie, correspondientes a los voltajes de CA trifásicos (fases A, B, C) y los voltajes del bus de CC positivo y negativo. Al seleccionar diferentes combinaciones de conectores de entrada y puentes de cables, la placa se puede configurar para acomodar varios niveles de voltaje de entrada de 1200 V a 6900 V, proporcionando una salida unificada de bajo voltaje al sistema de control.

La placa DS200NATOG2A es la versión del grupo G2. La principal diferencia con la versión G1 es que la versión G2 utiliza puentes de cables para reemplazar las dos resistencias inferiores en cada cadena de resistencias, lo que reduce la cantidad de resistencias por cadena a cuatro, lo que la hace adecuada para aplicaciones de menor voltaje. La placa está diseñada para satisfacer las demandas de entornos industriales de alta tensión y presenta las siguientes características:

• Cadenas de resistencias de alta precisión: utiliza resistencias de precisión conectadas en serie para garantizar la precisión y estabilidad de la atenuación de voltaje.

• Configuración de voltaje flexible: Admite varios niveles de voltaje de entrada de 1200 V a 6900 V a través de combinaciones de conectores de punta y puentes de cables.

• Cinco canales de atenuación independientes: Procesa voltajes de CA trifásicos y voltajes de bus de CC positivos/negativos por separado, totalizando cinco canales independientes.

• Protección contra sobretensión: cada salida de cadena de resistencia está equipada con un varistor de óxido metálico (MOV) para evitar un voltaje de salida excesivo si el cable de salida está desconectado.

• Diseño compacto: emite todas las señales de voltaje atenuadas a través de un único conector de cable plano de 20 pines, lo que simplifica el cableado.

• Diseño pasivo: la placa no contiene fusibles, LED ni componentes reemplazables por el usuario, lo que garantiza una alta confiabilidad.

Este producto se usa ampliamente en sistemas inversores de carga conmutada LCI, variadores de frecuencia de voltaje medio y alto, sistemas de arranque de motores síncronos de gran tamaño y diversas aplicaciones de electrónica de potencia industrial que requieren una medición precisa del voltaje del puente SCR.

II. Funciones clave

1. Atenuación de voltaje de alto voltaje

La función principal de la placa DS200NATOG2A es atenuar las señales de alto voltaje del puente SCR a niveles de bajo voltaje que puedan ser procesados ​​por el sistema de control. La placa contiene cinco cadenas de resistencias de precisión, cada una correspondiente a una señal de voltaje de entrada:

La relación de atenuación de cada cadena de resistencias se configura seleccionando diferentes combinaciones de conectores de entrada y puentes de cables, lo que garantiza que las señales de salida se encuentren dentro del rango aceptable del sistema de control.

2. Configuración de nivel de voltaje flexible

La placa DS200NATOG2A admite la configuración para varios niveles de voltaje de entrada. Al seleccionar diferentes conectores de entrada (Jx, JxA, JxB) y combinaciones de puentes de cables (WJ1-WJ10), la placa puede acomodar los siguientes niveles de voltaje:

La versión del grupo G2 utiliza puentes de cables para reemplazar las dos resistencias inferiores de cada cadena, lo que reduce la cantidad de resistencias por cadena de 6 a 4, lo que la hace adecuada para niveles de voltaje más bajos, como 4200 V, 2200 V y 1200 V.

3. Protección contra sobretensión

Cada salida de cadena de resistencias está en paralelo con un varistor de óxido metálico (MOV). Si el cable plano de salida se desconecta mientras hay voltaje de entrada presente, el MOV evita que el voltaje de salida se vuelva excesivamente alto, protegiendo los circuitos de control posteriores contra daños. Un extremo de cada MOV está conectado al conector de conexión a tierra JG a través de los pines 2, 14 y 20 del conector JV.

4. Salida de señal

Los voltajes de salida atenuados de las cinco cadenas de resistencias se envían al backplane VME (VBPL) a través de un único conector de cable plano JV de 20 pines. Las asignaciones de pines para el conector JV son las siguientes:

5. Diseño pasivo

La placa DS200NATOG2A emplea un diseño puramente pasivo, que no contiene fusibles, LED, componentes ajustables ni piezas reemplazables por el usuario. Este diseño mejora la confiabilidad de la placa y reduce la probabilidad de falla. Sin embargo, si la placa falla, se debe reemplazar como una unidad completa.

III. Arquitectura de hardware

1. Estructura de la Junta

La placa DS200NATOG2A utiliza una estructura de placa de circuito impreso estándar con un diseño simplificado que contiene solo los circuitos de atenuación de alto voltaje esenciales. El tablero incluye:

• Cinco cadenas de resistencias de precisión: cada cadena consta de múltiples resistencias de precisión conectadas en serie.

• Conectores de entrada Stab: 15 en total (3 por cadena) para conectar señales de entrada de alto voltaje.

• Puentes de cables: 10 en total (2 por cadena) para configurar los niveles de voltaje del grupo G2.

• Conector de cable plano de salida JV: Conector de 20 pines para salida de señales de voltaje atenuadas.

• Varistores de óxido metálico: 5 (MV1-MV5), uno por cadena, que brindan protección contra sobretensiones.

• Puntos de prueba: 5 (TP1-TP5) solo para pruebas de bajo voltaje en fábrica.

2. Composición de la cadena de resistencias

En la versión del grupo G2, cada cadena contiene 4 resistencias de precisión, con las posiciones de las dos resistencias inferiores reemplazadas por puentes de cables. Tomando la cadena A como ejemplo, las resistencias R1-R4 son las resistencias efectivas, mientras que R5 y R6 se reemplazan por puentes de cables WJ1 y WJ2. Se aplican disposiciones similares a las otras cadenas de resistencias.

3. Conectores de puñalada

La placa tiene 15 conectores de entrada, divididos en cinco grupos de tres. La convención de nomenclatura y las funciones son las siguientes:

Nota: Para las placas del grupo G2, las dos resistencias inferiores se reemplazan por puentes de cables, por lo que la cantidad real de resistencias se reduce, pero el nombre del conector de entrada permanece sin cambios.

4. Puentes de cables

La placa del grupo G2 utiliza 10 puentes de cables para reemplazar las dos resistencias inferiores en cada cadena. Las funciones de cada puente de cable son las siguientes:

IV. Descripción detallada de la interfaz

1. Conector de salida JV

JV es un conector de cable plano de 20 pines que se utiliza para enviar las cinco señales de voltaje atenuadas al backplane VME (VBPL). Las asignaciones de pines son las siguientes:

2. Conectores de entrada de puñalada

La placa tiene 15 conectores de entrada, divididos en cinco grupos de tres. El nombre y la función de cada conector son los siguientes:

Nota: Para las placas del grupo G2, las dos resistencias inferiores se reemplazan por puentes de cables, por lo que la cantidad real de resistencias se reduce, pero el nombre del conector de entrada permanece sin cambios.

3. Puentes de cables

La placa del grupo G2 utiliza 10 puentes de cables para reemplazar las dos resistencias inferiores en cada cadena. Las funciones de cada puente de cable son las siguientes:

V. Configuración y ajustes

1. Configuración del nivel de voltaje

El nivel de voltaje de la placa DS200NATOG2A se configura seleccionando combinaciones de conectores de entrada y puentes de cables. Para la placa del grupo G2, los niveles de voltaje configurables y los métodos de configuración correspondientes son los siguientes:

2. Ejemplos de configuración

Configuración para voltaje de entrada de 4200 V:

• Asegúrese de que los 10 puentes de cables (WJ1-WJ10) estén instalados.

• Utilice conectores de conexión JxA (JAA, JBA, JCA, JDA, JEA) para conectar la alimentación de entrada.

• Cada cadena tiene 4 resistencias y el voltaje de salida es de aproximadamente 1.820 V rms.

Configuración para voltaje de entrada de 2200 V:

• Asegúrese de que los 10 puentes de cables (WJ1-WJ10) estén instalados.

• Utilice conectores de conexión JxA (JAA, JBA, JCA, JDA, JEA) para conectar la alimentación de entrada.

• Cada cadena tiene 2 resistencias y el voltaje de salida es de aproximadamente 1,905 V rms.

Configuración para voltaje de entrada de 1200 V:

• Asegúrese de que los 10 puentes de cables (WJ1-WJ10) estén instalados.

• Utilice conectores de conexión JxB (JAB, JBB, JCB, JDB, JEB) para conectar la alimentación de entrada.

• Cada cadena tiene 2 resistencias y el voltaje de salida es de aproximadamente 2,075 V rms.

3. Consideraciones sobre el reemplazo de la placa

Al reemplazar una placa NATO, asegúrese de que la configuración de los puentes de cables en la nueva placa coincida con la de la placa que se reemplaza. Dado que las placas de los grupos G1 y G2 tienen diferentes configuraciones de hardware (cantidad de resistencias y configuración de puentes de cables), las placas de reemplazo deben ser del mismo grupo.

VI. Instalación y mantenimiento

1. Ubicación de montaje

La placa DS200NATOG2A generalmente se instala en el área de alto voltaje cerca del puente SCR, conectándose directamente a señales de alto voltaje a través de conectores Stab y al backplane VME del sistema de control a través del cable plano JV.

2. Pasos de instalación

1. Verifique que la energía esté apagada: apague la energía del sistema, espere varios minutos hasta que se descarguen los capacitores de alto voltaje y use un equipo de prueba de alto voltaje para verificar que no haya energía presente.

2. Abrir la puerta del gabinete: acceda al área del tablero de cableado impreso.

3. Ubique la posición de montaje: Identifique la posición de instalación de la placa NATO.

4. Instale la placa: alinee la placa NATO con los separadores y asegúrela con arandelas de seguridad.

5. Conecte los cables de entrada: seleccione los conectores de conexión apropiados según la configuración y conecte los cables de entrada de alto voltaje.

6. Conecte el cable de salida: Conecte el cable plano JV a la placa de estado y distribución de la puerta o al backplane VME.

7. Verificación de encendido: Después de completar la instalación, realice la verificación de encendido de acuerdo con los procedimientos de puesta en servicio del sistema.

3. Pasos de eliminación

1. Verifique que la energía esté apagada: asegúrese de que el sistema haya sido desenergizado y pruébelo para verificar que no haya energía presente.

2. Desconectar cables: desconecte con cuidado el cable plano JV y todos los conectores de entrada.

3. Retire las arandelas de seguridad: Retire las arandelas de seguridad que sujetan la placa.

4. Retire la tabla: Mantenga la tabla nivelada y retírela con cuidado con ambas manos.

4. Recomendaciones de mantenimiento

• Seguridad de alto voltaje: esté siempre consciente de los peligros del alto voltaje durante el mantenimiento; Incluso después de apagar el sistema, los condensadores de alto voltaje aún pueden retener la carga.

• Precauciones contra ESD: Utilice siempre una correa de conexión a tierra cuando manipule las placas. Guarde las placas en bolsas antiestáticas.

• Inspección periódica: Verifique que los conectores tipo puñalada estén seguros y que los cables planos estén intactos.

• Gestión de repuestos: se recomienda mantener al menos una placa NATO idéntica en el sitio como repuesto para minimizar el tiempo de inactividad.

VII. Aplicaciones

La placa escaladora de retroalimentación de voltaje DS200NATOG2A se usa ampliamente en las siguientes aplicaciones industriales:

• Sistemas inversores con conmutación de carga LCI: Proporciona señales de retroalimentación de voltaje precisas para puentes SCR.

• Variadores de frecuencia de media y alta tensión: Proporciona medición de voltaje en variadores de voltaje de 4,16 kV y superiores.

• Sistemas de arranque de motores síncronos grandes: monitorea el voltaje del puente durante el arranque del motor.

• Sistemas de arranque de turbinas de gas: Proporciona retroalimentación de voltaje en arrancadores estáticos.

• Equipos de electrónica de potencia industrial: diversas aplicaciones que requieren medición de altos voltajes de puentes SCR.