La IS200IGPAG2A es una placa de fuente de alimentación de controlador de puerta diseñada por General Electric (GE) para sus sistemas de accionamiento Innovation Series™. Esta placa es la versión del Grupo 2 dentro de la serie IGPA, y se utiliza principalmente para proporcionar la potencia necesaria del controlador de puerta de CC para cada tiristor conmutado de puerta integrada (IGCT). Una placa IGPA se monta directamente en cada IGCT.
La función principal de la placa IS200IGPAG2A es convertir la potencia de onda cuadrada de CA proporcionada por un transformador de aislamiento externo en voltajes de CC estables necesarios para la activación de la puerta IGCT. A diferencia de la versión del Grupo 1, que incorpora dos fuentes de alimentación en cada placa, la versión IGPAG2A del Grupo 2 contiene sólo una fuente de alimentación por placa, apta para configuraciones IGCT que requieran una única fuente de alimentación.
Las características clave del IS200IGPAG2A incluyen:
Diseñado específicamente para IGCT: se monta directamente en el IGCT y proporciona potencia precisa para accionar la puerta.
Aislamiento de alto voltaje: Flota en el potencial del cátodo IGCT (3300-6600 V CA), lo que requiere atención estricta a la seguridad del alto voltaje.
Salidas duales: Proporciona suministro de encendido de +5 V CC y suministro de apagado de -20 V CC.
Protección integral: Dos fusibles de entrada (6A y 7A) brindan protección contra sobrecorriente.
Indicación de estado: 8 indicadores LED muestran la señal de la puerta y el estado del voltaje.
Puntos de prueba: 8 puntos de prueba para puesta en servicio y diagnóstico de fallas.
Función de arranque suave: Tiempo de arranque suave de suministro positivo 200 ms, tiempo de arranque suave de suministro negativo 20 ms.
Almacenamiento de energía: Mínimo 1,0 ms de almacenamiento de energía regulado, manteniendo la salida durante breves interrupciones de energía.
La placa utiliza control de modo actual con un bucle de voltaje externo, que ofrece una respuesta dinámica rápida y un voltaje de salida estable. La fuente de alimentación positiva genera 5 V CC ±0,25 con una corriente continua máxima de 15 A; el suministro negativo genera 20 V CC ±0,8 con una corriente continua máxima de 6 A. La placa disipa aproximadamente 10 W y requiere al menos 80 LFPM de flujo de aire para enfriar.
II. Funciones principales
Las funciones principales del IS200IGPAG2A incluyen, entre otras, las siguientes:
1. Conversión de energía
La placa IS200IGPAG2A recibe una entrada de onda cuadrada de CA desde un transformador de aislamiento externo y la convierte internamente a los voltajes de CC necesarios para la activación de la puerta IGCT. La especificación de alimentación de entrada es onda cuadrada de 50 V CA (±1%), 27 kHz (±1%), conectada a través del conector P1 de 5 pines. Dos fusibles internos (FU1 y FU2) brindan protección contra sobrecorriente.
2. Producción de oferta positiva
La salida de alimentación positiva es de +5 V CC ±0,25 y se utiliza para la activación del IGCT. Las características clave incluyen:
Corriente de salida continua: 15 A CC
Límite de corriente: 18 A CC
Tiempo de inicio suave: 200 ms
Almacenamiento de energía: Mínimo 1,0 ms (durante la regulación)
3. Producción de oferta negativa
La salida de alimentación negativa es -20 V CC ±0,8 y se utiliza para la activación de apagado del IGCT. Las características clave incluyen:
Corriente de salida continua: 6 A CC
Límite de corriente: 8 A CC
Tiempo de inicio suave: 20 ms
Almacenamiento de energía: Mínimo 1,0 ms (durante la regulación)
4. Método de control
Tanto los suministros positivos como los negativos utilizan control de modo actual con un bucle de voltaje externo. Este método de control ofrece:
Respuesta dinámica rápida
Excelente estabilidad del voltaje de salida
Protección limitadora de corriente incorporada
Buena inmunidad a las fluctuaciones del voltaje de entrada.
5. Indicación de estado
La placa cuenta con 8 indicadores LED que proporcionan visualmente el estado de las señales y voltajes de la puerta:
DS1, DS2: LED verdes y amarillos, indican el estado de la señal de la puerta cuando la corriente de salida de 5 V > 4 A.
DS3, DS4: Indica que el voltaje de 5 V es correcto.
DS5, DS6: Indica el estado de la corriente de salida de 20 V (DS5 encendido cuando la corriente es > 2 A, DS6 encendido cuando la corriente es < 2 A).
DS7, DS8: Indica que el voltaje de 20 V es correcto.
6. Puntos de prueba
La placa cuenta con 8 puntos de prueba para puesta en servicio y diagnóstico de fallas. Los puntos de prueba permiten medir:
Señal común para suministros positivos y negativos.
Retroalimentación actual promedio para suministros positivos y negativos
Potencia común para suministros positivos y negativos.
Tensión de entrada del inductor para suministros positivos y negativos.
Advertencia de seguridad importante: cuando el variador está en funcionamiento, estos puntos de prueba flotan en el potencial de puente. ¡NO TOCAR!
7. Rechazo de corriente en modo común
El diseño de la placa considera el efecto del alto du/dt (6 kV/μs) generado por la conmutación rápida de IGCT en la corriente de modo común. La corriente de modo común I = c × 6 kV/μs, donde c es la capacitancia del transformador de aislamiento. La placa está diseñada para funcionar correctamente en estas condiciones.
III. Aplicaciones del sistema
1. Aplicación en sistemas de accionamiento de la serie Innovation
La IS200IGPAG2A es una placa crítica que proporciona alimentación de controlador de puerta para IGCT dentro del sistema de accionamiento de la serie Innovation. Sus funciones dentro del sistema incluyen:
Conducción de puerta IGCT: proporciona energía de encendido y apagado preciso para cada IGCT, lo que garantiza una conmutación confiable.
Aislamiento Eléctrico: Logra el aislamiento eléctrico entre el circuito de control y el circuito principal de alto voltaje a través de un transformador de aislamiento externo, garantizando la seguridad del personal y del equipo.
Monitoreo de estado: proporciona información de estado y medios de diagnóstico para el personal de operación y mantenimiento de campo a través de indicadores LED y puntos de prueba.
2. Diferencias entre el grupo 1 y el grupo 2
La serie IGPA dispone de versiones Grupo 1 y Grupo 2, siendo las principales diferencias:
| Característica |
Grupo 1 |
Grupo 2 |
| Número de fuentes de alimentación por placa |
2 |
1 |
| Escenario aplicable |
IGCT que requieren doble suministro |
IGCT que requieren un único suministro |
| Diseño del tablero |
Ver Figura 3 |
Ver Figura 4 |
Al seleccionar una placa IGPA, los usuarios deben elegir la versión adecuada según los requisitos de energía específicos del IGCT.
3. Precauciones de seguridad de alto voltaje
La placa IGPAG2A se monta directamente en el IGCT y flota en el potencial del cátodo del IGCT (3300-6600 V CA) durante el funcionamiento. Por lo tanto, NO TOQUE NI SONDEE ninguna parte del tablero mientras el sistema esté energizado. La instalación, el reemplazo o la medición solo deben realizarse después de que el sistema esté completamente desenergizado y se haya verificado que es seguro.
4. Escenarios de aplicación típicos
Variadores de frecuencia variable de voltaje medio: Proporcionan energía de controlador de puerta para IGCT en aplicaciones de control de motores.
Sistemas de conversión de energía de alta potencia: se utilizan en diversos equipos de conversión de energía que requieren IGCT.
Sistemas de tracción de tránsito ferroviario: proporciona potencia motriz para IGCT en convertidores de tracción.
Accionamientos industriales de alta potencia: se utilizan en industrias pesadas como la minería y la metalurgia para accionamientos de motores de alta potencia.
IV. Descripción detallada de la interfaz
1. Conector de entrada de alimentación P1
P1 es un conector de 5 pines para conectar la energía de onda cuadrada de CA del transformador de aislamiento externo:
| del pin |
de la señal |
Descripción |
| 1 |
AC1P |
+20 V CA, 27 kHz |
| 2 |
AC1N |
Retorno de +20 V CA |
| 3 |
AC2P |
40 V CA, 27 kHz |
| 4 |
AC2N |
Retorno de 40 V CA |
| 5 |
Cátodo |
Blindaje del transformador de aislamiento externo, conexión al cátodo IGCT |
2. Conector de salida de alimentación PXPL
PXPL es un conector de 9 pines para emitir energía del controlador de puerta IGCT:
| del pin |
de la señal |
Descripción |
| 1 |
P5 |
Alimentación de encendido de +5 V |
| 2 |
P5 |
Alimentación de encendido de +5 V |
| 3 |
P5COM |
retorno de 5 voltios |
| 4 |
P5COM |
retorno de 5 voltios |
| 5 |
- |
No conectado |
| 6 |
N20 |
-Suministro de apagado de 20 V. |
| 7 |
N20 |
-Suministro de apagado de 20 V. |
| 8 |
N20COM |
-20 V retorno |
| 9 |
N20COM |
-20 V retorno |
Varios pines están en paralelo para transportar una corriente más alta.
3. Indicadores LED
| LED |
de color |
Función de indicación |
| DS1 |
Verde |
Se enciende cuando la corriente de salida de 5 V > 4 A (indicación de señal de puerta) |
| DS2 |
Amarillo |
Se enciende cuando la corriente de salida de 5 V > 4 A (indicación de señal de puerta) |
| DS3 |
- |
Indica voltaje de 5 V correcto |
| DS4 |
- |
Indica voltaje de 5 V correcto |
| DS5 |
- |
Se enciende cuando la corriente de salida de 20 V > 2 A |
| DS6 |
- |
Se enciende cuando la corriente de salida de 20 V < 2 A |
| DS7 |
- |
Indica voltaje de 20 V correcto |
| DS8 |
- |
Indica voltaje de 20 V correcto |
4. Puntos de prueba
| del punto de prueba |
Descripción |
| TP1 |
Señal común para suministro positivo. |
| TP2 |
Retroalimentación actual promedio para suministro positivo |
| TP3 |
Alimentación común para suministro positivo. |
| TP4 |
Tensión de entrada del inductor para suministro positivo |
| TP5 |
Retroalimentación actual promedio para suministro negativo |
| TP6 |
Señal común para suministro negativo. |
| TP7 |
Potencia común para suministro negativo. |
| TP8 |
Tensión de entrada del inductor para suministro negativo |
Advertencia de seguridad importante: cuando el variador está en funcionamiento, estos puntos de prueba flotan en el potencial de puente. ¡NO TOCAR!
5. Fusibles
| de fusibles |
Clasificación |
Circuito protegido |
| FU1 |
7 A, 250 V, de acción rápida |
Protección de potencia de entrada |
| FU2 |
6 A, 250 V, de acción rápida |
Protección de potencia de entrada |
V. Instalación y Reemplazo
1. Ubicación de montaje
La placa IS200IGPAG2A se monta directamente en el IGCT, con una placa por IGCT. Durante la instalación, asegúrese de que haya un buen contacto entre la placa y el IGCT y apriete firmemente los tornillos de montaje.
2. Precauciones de instalación
Seguridad de alto voltaje: la placa IGPA opera con potencial de alto voltaje. La instalación y el reemplazo solo deben realizarse después de que el sistema esté completamente desenergizado.
Arandelas en estrella: Las arandelas en estrella de metal deben hacer contacto con la superficie de metal, no con el tablero de plástico. Estas arandelas y separadores metálicos forman un circuito protector que desvía el alto voltaje accidental a tierra.
Requisitos de enfriamiento: asegure al menos 80 LFPM de flujo de aire en todos los ámbitos para un enfriamiento adecuado.
Protección ESD: Manipule la placa siguiendo las precauciones ESD.
3. Procedimiento de reemplazo
Advertencias de seguridad:
ADVERTENCIA: Para evitar descargas eléctricas, apague el sistema de transmisión y use equipo de prueba de alto voltaje para verificar que los circuitos estén desenergizados antes de tocarlos.
PRECAUCIÓN: Para evitar daños a los componentes causados por la electricidad estática, trate todas las placas con técnicas de manipulación sensibles a la estática. Utilice una correa de conexión a tierra y guarde las placas en bolsas antiestáticas.
Quitar el tablero viejo:
Verifique el apagado: asegúrese de que el sistema de transmisión esté completamente desenergizado.
Abrir puerta del gabinete: abra la puerta del gabinete de la unidad. Utilice equipo de prueba de alto voltaje para verificar que los circuitos estén desenergizados.
Desconectar conexiones: Desconecte todas las conexiones eléctricas.
Retire los tornillos: Afloje los seis tornillos de montaje usando un trinquete y un destornillador.
Recoja los herrajes: a medida que retire los tornillos, recoja los separadores y las arandelas de estrella. Tenga en cuenta que las arandelas en estrella están emparejadas con los separadores metálicos.
Quitar tablero: Retire con cuidado el tablero viejo.
Instalación de la nueva placa:
Coloque el nuevo tablero: coloque el nuevo tablero en la orientación correcta en el IGCT.
Instale los tornillos: Asegure la placa usando los 6 tornillos, separadores y arandelas de estrella.
Apriete los tornillos: apriete los tornillos para sujetar la placa de forma segura en su lugar.
Revise las arandelas: asegúrese de que las arandelas de estrella de metal estén asentadas contra la superficie de metal, no contra la tabla de plástico. Los separadores metálicos y las arandelas en estrella forman un circuito de protección, desviando el alto voltaje accidental a tierra.
Reconectar conexiones: Vuelva a conectar todas las conexiones eléctricas.
Restablecer la energía: cierre la puerta del gabinete y restablezca la energía al sistema.
