La IS200SCNVG1A es una placa de interfaz de convertidor de diodo SCR diseñada por General Electric (GE) para sus convertidores de diodo SCR Innovation Series™. Esta placa es la versión estándar dentro de la serie SCNV, utilizada principalmente para fuentes de 6 pulsos en unidades independientes de 1800 amperios y 1000 amperios. Cada placa controla tres SCR (66 mm o menos). Esta placa no se utiliza para controlar SCR en paralelo desde la misma placa.
La placa IS200SCNVG1A está ubicada entre el bastidor de control y el puente de alimentación y sirve como interfaz de señal crítica y etapa de controlador. Recibe señales de control de la placa de interfaz de puente IS200BIC, las aísla y amplifica, y controla los SCR y el IGBT de frenado dinámico (DB) opcional. La placa integra varios circuitos de retroalimentación, incluida la detección de corriente de entrada, la retroalimentación de voltaje de línea a línea, la retroalimentación de voltaje del enlace de CC y la retroalimentación DB IGBT VCE, lo que proporciona información completa sobre el estado operativo al sistema de control.
Las características clave del IS200SCNVG1A incluyen:
Unidad de 6 pulsos: Adecuado para convertidores de diodos SCR de 6 pulsos, que accionan tres SCR por placa.
Retroalimentación múltiple: Proporciona detección de corriente de entrada trifásica, dos retroalimentación de voltaje de línea a línea, retroalimentación de voltaje del enlace de CC y retroalimentación DB IGBT VCE.
Soporte de frenado dinámico: circuito de accionamiento de compuerta DB IGBT opcional y detección de fallas de temperatura.
Aislamiento eléctrico: Los circuitos de controlador y retroalimentación utilizan aislamiento galvánico y óptico para mayor seguridad.
Control de activación de puerta: Las señales DRVP5 y NDRPC controlan la activación/desactivación de la puerta.
Memoria de identificación integrada: la memoria serial de solo lectura almacena información de revisión e identificación de la placa.
Generación de fuentes de alimentación múltiples: se generan nueve fuentes de alimentación aisladas a partir de una entrada de 18,4 V CA a través de transformadores integrados.
Sin componentes ajustables por el usuario: la placa no tiene indicadores LED, fusibles, puntos de prueba del usuario ni hardware ajustable.
La placa se monta en la ranura 6 del bastidor de placas de la serie Innovation y se conecta al plano posterior del conjunto de control IS200CABP a través del conector P1. Dispone de seis conectores enchufables para interconectar con controladores de puerta, el enlace de CC y derivaciones de corriente.
Advertencia de seguridad importante: la placa tiene cuatro puntos de prueba (TP1-TP4) para uso en pruebas de ingeniería únicamente. ¡Los usuarios no deben acceder a estos puntos de prueba! En estos puntos de prueba hay presente alto voltaje (575 V CA o 900 V CC).
II. Funciones principales
Las funciones principales del IS200SCNVG1A incluyen, entre otras, las siguientes:
1. Controladores de puerta SCR
La placa IS200SCNVG1A proporciona tres circuitos de accionamiento de puerta SCR aislados individualmente para las fases A, B y C. Cada circuito utiliza el mismo módulo híbrido que el circuito de accionamiento de puerta DB pero en una configuración diferente. El circuito del controlador de puerta SCR cambia entre VCC (22 V) y VEE (0 V) para entregar corriente de puerta. No se informan fallas del controlador de puerta SCR en este tablero.
2. Controlador de puerta IGBT de frenado dinámico (DB)
El circuito de accionamiento de compuerta DB IGBT opcional se utiliza para el frenado dinámico. El circuito se compone de un módulo controlador de puerta híbrido ópticamente aislado y algunos componentes discretos. El módulo cambia el voltaje de puerta a emisor IGBT entre VCC (+15 V) y VEE (-7,5 V).
Este circuito puede generar dos tipos de fallas:
Fallo de desaturación: Se genera cuando se ordena al IGBT que se encienda y el VCE excede los 10 V durante 4 microsegundos o más. Cuando ocurre una falla de desaturación, el módulo disminuirá lentamente el VGE hasta que el IGBT esté APAGADO (apagado suave).
Fallo de subtensión de suministro del controlador: se genera cuando el voltaje entre VCC y VEE cae por debajo de 16 V.
Estas fallas se conectan en OR y se acoplan ópticamente nuevamente a la lógica de control. Estas fallas son transitorias y deben ser bloqueadas por el circuito de manejo de fallas que monitorea las fallas a través de P1 (esto se hace en la placa BIC).
3. Control de habilitación de puerta
Las señales DRVP5 y NDRPC de la placa BIC se utilizan para habilitar/deshabilitar la activación. DRVP5 debe estar alto (+5 V) y NDRPC debe estar bajo (DCOM) para permitir la activación. La unidad de puerta se desactiva cuando DRVP5 baja o NDPRC sube.
4. Retroalimentación de corriente en derivación
La corriente de fase de salida se monitorea derivando una señal de salida de oscilador controlado por voltaje (VCO) a partir del voltaje caído a través de la derivación de fase. Este voltaje se amplifica y luego se pasa al circuito VCO. El VCO tiene un rango de 0 a 2 MHz y el circuito está polarizado de modo que con corriente cero la salida nominal es de 1 MHz. Un voltaje en derivación de ±400 mV se convierte en un cambio de ±800 kHz en la frecuencia de salida del VCO. La salida del VCO está acoplada ópticamente a una interfaz de controlador diferencial para la lógica de control.
5. Retroalimentación de voltaje línea a línea
La placa proporciona dos circuitos de retroalimentación de voltaje línea a línea aislados para VAB y VBC. El voltaje línea a línea de entrada se monitorea derivando dos señales VCO, VAB y VBC, de las conexiones en derivación de fase de entrada. Estos circuitos comparten fuentes de alimentación y osciladores de reloj con los circuitos de retroalimentación en derivación de las fases B y C. Los VCO tienen un rango de 0 a 2 MHz y el circuito está polarizado de modo que el voltaje cero línea a línea produce una salida nominal de 976,8 kHz. Un cambio de ±1 V en el voltaje línea a línea se traduce en un cambio de ±959,58 Hz en la frecuencia de salida. Las salidas de los VCO están acopladas ópticamente a la lógica de control. Los circuitos de retroalimentación de tensión línea a línea cuentan con un filtro de entrada con una frecuencia de corte de 17,46 kHz.
6. Retroalimentación de voltaje del enlace CC
La placa proporciona un circuito de retroalimentación de voltaje del enlace de CC aislado. Este circuito comparte su fuente de alimentación con el circuito de retroalimentación DB IGBT VCE y está referenciado al enlace CC negativo (igual que el emisor DB IGBT). La entrada positiva del enlace de CC se alimenta al circuito VCO a través de un atenuador resistivo. El VCO tiene un rango de salida de 0-2 MHz. La entrada está escalada de modo que 0-1197,5 voltios de enlace V correspondan a 0-2 MHz. La salida del VCO está acoplada ópticamente a la lógica de control. El circuito de realimentación de tensión del bus CC dispone de un filtro de entrada con una frecuencia de ruptura de 10,03 kHz.
7. Comentarios sobre DB IGBT VCE
Si está equipada con la opción DB, la placa proporciona un circuito de retroalimentación DB IGBT VCE aislado. Comparte su fuente de alimentación con el circuito de retroalimentación de tensión del enlace CC y está referenciado al emisor DB IGBT (igual que el enlace CC negativo). La entrada del colector DB IGBT se alimenta al circuito VCO a través de un atenuador resistivo. El VCO tiene un rango de salida de 0-2 MHz. La entrada está escalada de modo que 0-1197,5 V corresponda a 0-2 MHz. La salida del VCO está acoplada ópticamente a la lógica de control. Este circuito tiene un filtro de entrada con una frecuencia de ruptura de 10,03 kHz.
8. Detección de fallas de temperatura de DB
Si está equipada con la opción DB, la placa proporciona un circuito de detección de fallas de temperatura DB. Como fuente de alimentación se utiliza una fuente aislada de 15 V (P15T). La señal DBTF se utiliza para indicar fallas de temperatura del DB a la placa BIC. En condiciones normales (sin fallas), el contacto del termostato suministrado externamente está cerrado y fluyen 12 mA hacia el optoacoplador, lo que provoca que el DBTF sea bajo. Cuando se produce una falla (temperatura del disipador térmico DB ≥ umbral del termostato), el contacto del termostato se abre y no fluye corriente de entrada hacia el optoacoplador, lo que provoca que el DBTF sea alto.
9. Generación de suministro de energía
La placa recibe alimentación regulada de +5 V CC (P5) y DCOM, además de una entrada de onda cuadrada de 18,4 V CA y 25 kHz (VAC1 y VAC2) a través del conector P1 del backplane. Nueve fuentes de alimentación aisladas se derivan de los secundarios de cuatro transformadores:
| del transformador |
del propósito de la fuente de alimentación |
Especificación |
| T1 |
Accionamiento de puerta SCR fase A |
+22,5 V aislado, media onda, referenciado al bus de CC positivo, no regulado ±10 %, máx. 1 A |
| T1 |
Retroalimentación de derivación de fase A |
Aislado +12/-12/+5 V, onda completa, referenciado al lado del puente de la derivación A, no regulado (excepto 5 V), ±10 %, máx. 100 mA |
| T2 |
Accionamiento de puerta SCR fase B |
+22,5 V aislado, media onda, referenciado al bus de CC positivo, no regulado ±10 %, máx. 1 A |
| T2 |
Retroalimentación de derivación de fase B/Retroalimentación VAB |
Aislado +12/-12/+5 V, onda completa, referenciado al lado del puente de la derivación B, no regulado (excepto 5 V), ±10 %, máx. 100 mA |
| T3 |
Accionamiento de puerta SCR fase C |
+22,5 V aislado, media onda, referenciado al bus de CC positivo, no regulado ±10 %, máx. 1 A |
| T3 |
Retroalimentación de derivación de fase C/Retroalimentación VBC |
Aislado +12/-12/+5 V, onda completa, referenciado al lado del puente de la derivación C, no regulado (excepto 5 V), ±10 %, máx. 100 mA |
| T4 |
Unidad de puerta DB IGBT |
Aislado +15/-7,5 V, media onda, referenciado al emisor DB IGBT (= bus CC negativo), no regulado ±5%, máx. 1 A |
| T4 |
Voltaje del enlace CC/Retroalimentación DB VCE |
Aislado +12/-12/+5 V, onda completa, referenciado al bus CC negativo (= emisor DB IGBT), no regulado (excepto 5 V), ±10 %, máx. 100 mA |
| T4 |
Fallo de temperatura de base de datos |
Aislado +15 V, media onda, no regulado ±10% |
10. Memoria de identificación integrada
La placa IS200SCNVG1A cuenta con un dispositivo de memoria serial de solo lectura preprogramado con información de revisión y identificación de la placa. Se puede acceder a esta información a través de la línea de datos BRDID en el conector P1, lo que facilita la identificación automática del tipo de placa y de la revisión por parte del sistema.
III. Aplicaciones del sistema
1. Aplicación en convertidores de diodos SCR de la serie Innovation
La IS200SCNVG1A es una placa de interfaz crítica que conecta los circuitos de control y alimentación dentro de los convertidores de diodos SCR de la serie Innovation. Sus funciones dentro del sistema incluyen:
Conducción de puerta SCR: aísla y amplifica las señales de control de puerta de la placa BIC para controlar los SCR trifásicos.
Control de frenado dinámico: unidad DB IGBT opcional para disipar energía regenerativa.
Retroalimentación de estado: proporciona información completa sobre el estado operativo (corriente, voltaje, VCE, temperatura) al sistema de control a través de múltiples circuitos de retroalimentación.
Protección contra fallas: Detecta fallas de desaturación de DB IGBT, subtensión de suministro y sobretemperatura, informándolas rápidamente al sistema de control.
2. Escenarios de aplicación típicos
Rectificadores de alta potencia: Se utilizan en fuentes de alimentación de rectificadores industriales de alta potencia.
Variadores de frecuencia de CA: Sirven como interfaz de control en convertidores SCR de 6 pulsos.
Variadores de motor de CC: se utilizan para el control de velocidad de motores de CC.
Sistemas de Energías Renovables: Aplicados en convertidores para generación eólica y fotovoltaica.
Sistemas de tracción de tránsito ferroviario: controla los SCR en los convertidores de tracción.
IV. Descripción detallada de la interfaz
1. Conector SAPL (derivación fase A)
| de pines |
de la nomenclatura |
Descripción |
| 1 |
ASHL |
Lado de línea de CA de la derivación (A-) |
| 2 |
ACOM |
Lado del puente de la derivación (A+) |
2. Conector SBPL (derivación de fase B)
| de pines |
de la nomenclatura |
Descripción |
| 1 |
BSHL |
Lado de línea de CA de la derivación (B-) |
| 2 |
BCOM |
Lado del puente de la derivación (B+) |
| 3 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
3. Conector SCPL (derivación de fase C)
| de pines |
de la nomenclatura |
Descripción |
| 1 |
CSHL |
Lado de línea de CA de la derivación (C-) |
| 2 |
CCOM |
Lado del puente de la derivación (C+) |
| 3 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 4 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
4. Conector SPL (unidad de puerta SCR)
| de pines |
de la nomenclatura |
Descripción |
| 1 |
GC |
Puerta SCR fase C |
| 2 |
CDCOM |
Cátodo SCR fase C |
| 3 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 4 |
ES |
Puerta SCR Fase B |
| 5 |
BDCOM |
Cátodo SCR Fase B |
| 6 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 7 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 8 |
Georgia |
Puerta SCR fase A |
| 9 |
ADCOM |
Cátodo SCR fase A |
5. Conector DPL (unidad de puerta DB, opcional)
| de pines |
de la nomenclatura |
Descripción |
| 1 |
DBTP |
Temperatura DB positiva |
| 2 |
DBTN |
Temperatura DB negativa |
| 3 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 4 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 5 |
DBP15 |
+15 V PS para unidad de puerta DB |
| 6 |
DBN7 |
-7,5 V PS para unidad de puerta DB |
| 7 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 8 |
DBE |
Emisor DB IGBT |
| 9 |
DBG |
Puerta DB IGBT |
| 10 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 11 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 12 |
DBC |
Colector IGBT DB |
6. Conector DCPL (voltaje del enlace CC, no se utiliza si no hay opción DB)
| de pines |
de la nomenclatura |
Descripción |
| 1 |
DCP |
Enlace CC positivo |
| 2 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 3 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 4 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 5 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 6 |
DBCOM |
Enlace CC negativo |
7. Señales clave del conector del panel posterior P1
| de la señal |
Descripción |
| VAC1/VAC2 |
Entrada de alimentación de onda cuadrada de 18,4 V CA y 25 kHz |
| P5 |
Fuente de alimentación digital de +5 V CC |
| DCOM |
Retorno de alimentación digital de +5 V CC (común) |
| DRVP5 |
Habilitación de puerta (activa alta) |
| NDRPC |
Habilitación de puerta (activa baja) |
| NVCD |
Retroalimentación de voltaje del enlace CC |
| NVDBCE |
Retroalimentación VCE de frenado dinámico |
| DBF |
Fallo de frenado dinámico |
| DBTF |
Fallo de temperatura de frenado dinámico |
| NAD |
Accionamiento de puerta SCR fase A |
| hasta el día siguiente |
Accionamiento de puerta SCR fase B |
| ENT |
Accionamiento de puerta SCR fase C |
| NASFB |
Retroalimentación en derivación de fase A (corriente) |
| NBSFB |
Retroalimentación en derivación de fase B (corriente) |
| NCSB |
Retroalimentación en derivación de fase C (corriente) |
| NVAB |
Retroalimentación de voltaje línea a línea VAB |
| NVBC |
Retroalimentación de voltaje línea a línea VBC |
| BRD_ID |
Línea de identificación de la placa serial |
| I24/I24_COM |
Fuente de alimentación aislada de 24 V CC (para relés del cliente) |
V. Instalación y Reemplazo
1. Ubicación de montaje
La placa IS200SCNVG1A se inserta en la ranura 6 del bastidor de placas de la serie Innovation y se conecta al conector J15 del backplane CABP a través de P1.
2. Procedimiento de sustitución
Advertencias de seguridad:
ADVERTENCIA: Para evitar descargas eléctricas, apague la alimentación del sistema de transmisión y siga todos los procedimientos locales de bloqueo y etiquetado.
PRECAUCIÓN: Utilice equipo de prueba de seguridad diseñado para altos voltajes para confirmar que los circuitos estén desenergizados antes de tocarlos.
ADVERTENCIA: En esta placa hay alto voltaje (575 V CA o 900 V CC). Se requiere extrema precaución.
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.
Pasos de eliminación:
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.
Quitar tablero antiguo:
Afloje los tornillos en la parte superior e inferior de la placa cerca de las pestañas expulsoras (los tornillos son cautivos, no los retire).
Retire el tablero levantando las pestañas expulsoras.
Saque suavemente la tabla del estante con ambas manos.
Instalación de la nueva placa:
Insertar placa: deslice la nueva placa en la ranura correcta (ranura 6) a lo largo de las guías.
Asiento de la tabla: con los pulgares, presione firmemente la parte superior e inferior de la tabla simultáneamente para asentarla inicialmente.
Apriete los tornillos: apriete alternativamente los tornillos superior e inferior de manera uniforme para garantizar que la placa esté asentada correctamente.
Restablecer la energía: cierre la puerta del gabinete y restablezca la energía al sistema.
