برد منبع تغذیه GE DS200DCFBG1B

DS200DCFBG1B یک برد منبع تغذیه چند منظوره است که توسط سیستم های کنترل صنعتی جنرال الکتریک (GE) برای سیستم های درایو DC2000، CB2000، EX2000، FC2000، GF2000، ME2000 و AC2000 IGBT طراحی شده است. این برد متعلق به سری DCFB (DC2000 Power Supply Board)، بخشی از گروه G1 است و نمایانگر سطح تجدید نظر B است که بهینه سازی های عملکردی و بهبود قابلیت اطمینان را نسبت به نسخه G1A در خود جای داده است.

برد منبع تغذیه DS200DCFBG1B جزء اصلی سیستم کنترل درایو است. این ورودی 38 ولت و 115 ولت ac (یا ورودی 24 ولت dc) را از ترانسفورماتور قدرت کنترلی (CPT) دریافت می کند و برق سطح کنترلی پایدار و قابل اعتماد را برای سیستم درایو و همچنین برق 115 ولت ac (برای برخی از مدل ها قابل استفاده نیست) برای فن های محفظه ارائه می کند. این برد عملکردهای متعددی از جمله تبدیل توان، تهویه سیگنال، پردازش بازخورد ولتاژ/جریان، کنترل شلیک SCR و نظارت بر خط AC را ادغام می‌کند که آن را به یک جزء حیاتی برای دستیابی به کنترل دقیق و حفاظت قابل اعتماد در سیستم‌های درایو تبدیل می‌کند.

این محصول به طور گسترده در سیستم‌های درایو DC، سیستم‌های تحریک، سیستم‌های درایو فرکانس متغیر و برنامه‌های مختلف کنترل فرآیند صنعتی، به ویژه در محیط‌هایی که نیاز به بازخورد جریان/ولتاژ با دقت بالا و مدیریت توان بسیار قابل اعتماد دارند، استفاده می‌شود.

II. توابع کلیدی

1. چند خروجی قدرت در سطح کنترل

برد منبع تغذیه DS200DCFBG1B ورودی 38 ولت ac (± 10%) یا ورودی 24 ولت dc را به چندین خروجی DC پایدار تبدیل می کند:

• +5 V dc، 4 A: توان عملیاتی هسته را برای برد کنترل اصلی (SDCC/LDCC) فراهم می کند.

• ± 15 ولت dc، هر کدام 0.8 آمپر: مدارهای آنالوگ و مدارهای تهویه سیگنال را تغذیه می کند.

• ± 24 ولت dc: خروجی dc + 24 ولت با 3 آمپر و خروجی 24 ولت dc با ولتاژ 1 آمپر است که برای رله های محرک و بارهای خارجی استفاده می شود.

تمام خروجی های منبع تغذیه با حفاظت جریان اضافه محافظت می شوند و وضعیت فیوز از طریق LED نشان داده می شود.

2. پردازش بازخورد ولتاژ و جریان

برد DS200DCFBG1B چندین مدار نوسانگر کنترل شده با ولتاژ (VCO) را یکپارچه می کند که سیگنال های آنالوگ را برای پردازش توسط برد کنترل اصلی SDCC/LDCC به سیگنال های فرکانس تبدیل می کند:

• بازخورد ولتاژ خط AC: دامنه و توالی فاز ولتاژ ورودی AC سه فاز را نظارت می کند.

• بازخورد ولتاژ DC Bridge: ولتاژ خروجی DC پل SCR را نظارت می کند.

• بازخورد ولتاژ موتور: ولتاژ واقعی را در پایانه های موتور کنترل می کند.

• بازخورد جریان آرمیچر: جریان آرمیچر را از طریق شنت ها نظارت می کند و از دو کانال مستقل پشتیبانی می کند.

• بازخورد جریان میدانی: جریان میدان موتور را کنترل می کند و از دو کانال مستقل پشتیبانی می کند.

این مدارهای VCO ولتاژ ورودی را به سیگنال های فرکانس 0 تا 500 کیلوهرتز تبدیل می کنند که از طریق کانکتور 1PL برای کنترل حلقه بسته و عملکردهای حفاظتی به برد کنترل اصلی ارسال می شود.

3. مانیتورینگ خط AC و همگام سازی

برد شامل مدارهای تقویت کننده است که سیگنال های ولتاژ خط به خط AC را پردازش می کند. این سیگنال ها از طریق کانکتور 1PL به برد SDCC/LDCC برای موارد زیر ارسال می شوند:

• تشخیص خرابی پل برق SCR.

• تولید سیگنال های همگام سازی برای شلیک SCR.

• تشخیص افت فاز و خطاهای توالی فاز.

سوئیچ های DIP SW1، SW2 و SW3 برای پیکربندی محدوده ولتاژ ورودی برای تطبیق سیستم های درایو با سطوح ولتاژ مختلف استفاده می شوند.

4. رابط ترانسفورماتور جریان AC Line

در برخی کاربردها، خطوط ورودی AC درایو L1 و L3 مجهز به ترانسفورماتورهای جریان متناوب (ACCT) هستند. برد DS200DCFBG1B از سوئیچ SW7 برای انتخاب مقاومت بار بر اساس جریان نامی درایو استفاده می کند. سیگنال های ACCT برای موارد زیر استفاده می شوند:

• تشخیص خرابی کموتاسیون

• حفاظت از جریان بیش از حد آنی AC (IOC).

• نظارت بر بازخورد فعلی

5. مدارهای محرک کنتاکتور

برد DS200DCFBG1B شامل رله K2 است که به عنوان رله پایلوت برای کنتاکتور MD عمل می کند. برد SDCC/LDCC سیم پیچ این رله را از طریق کانکتور 1PL به حرکت در می آورد و کانکتور MACPL یک خروجی 24 ولت dc FET را برای هدایت کنتاکتور MD فراهم می کند.

6. مدارهای کنترل شلیک SCR

برد DS200DCFBG1B حاوی یک مدار آرایه گیت است که بر اساس سیگنال های کنترلی دریافتی از برد SDCC/LDCC از طریق کانکتور 1PL، شلیک SCR ها را در پل کنترل می کند. آرایه گیت در هنگام روشن شدن توسط یک PROM سریال برنامه ریزی می شود. خروجی های 5 ولت آرایه گیت توسط مدارهای تقویت کننده پالس گیت به سطح توان مورد نیاز برای هدایت ترانسفورماتورهای پالس گیت رو به جلو و معکوس در کارت اتصال برق DS200PCCA از طریق کانکتور 5PL تبدیل می شوند.

برای جلوگیری از سیگنال های شلیک کاذب، تا زمانی که آرایه گیت برنامه ریزی شود و برق 5 ولت تنظیم شود، توان شلیک از مدارهای گیت حذف می شود.

7. مدار کاهش ولتاژ موتور

برد DS200DCFBG1B شامل یک مدار کاهش ولتاژ موتور است که نمایش آنالوگ ولتاژ موتور را ارائه می دهد. این سیگنال از طریق پایه 6 کانکتور 1PL به برد SDCC/LDCC ارسال می شود. مدار تضعیف در 2.5 ولت بایاس است و بسته به ولتاژ موتور می تواند از 0 تا 5 ولت متغیر باشد. سوئیچ DIP SW6 برای اندازه گیری بازخورد ولتاژ موتور استفاده می شود.

8. نظارت بر وضعیت منبع تغذیه و حفاظت

برد DS200DCFBG1B سیگنال /PSEN (2PL-1) را ارائه می دهد. هنگامی که منبع تغذیه +5 ولت تنظیم می شود، این سیگنال در سطح پایین TTL قرار دارد. اگر منبع تغذیه +5 ولت از حالت تنظیم خارج شود، سیگنال بالا می رود و باعث ریست ریزپردازنده در برد کنترل اصلی (SDCC/LDCC) می شود.

III. معماری سخت افزار

1. ساختار هیئت مدیره

برد DS200DCFBG1B از ساختار برد مدار چاپی استاندارد با ابعاد سازگار با حامل برد سیستم های درایو سری DC2000 استفاده می کند. هیئت شامل:

• 12 جامپر قابل تنظیم (13 برای BKC و نسخه های بعدی)

• 7 عدد DIP سوئیچ

• 2 نشانگر LED

• 1 نشانگر لامپ نئون

• 5 امتیاز تست

• 3 فیوز

• 18 کانکتور

• 9 کانکتور ضربه ای

2. ورودی و خروجی برق

• ورودی: 38 ولت ac (± 10٪) یا 24 ولت dc.

• خروجی ها: +5 V dc (4 A)، ± 15 V dc (هر کدام 0.8 A)، +24 V dc (3 A)، -24 V dc (1 A)، 115 V ac (محافظت شده توسط فیوز 1/2 A).

3. حفاظت و شاخص ها

• فیوز FU1: از خروجی ac 115 ولت، 1/2 A، 2AG با عملکرد سریع محافظت می کند.

• فیوز FU2: از منابع +24 V، +15 V و +5 V، 7 A، 2AG با عملکرد سریع محافظت می کند.

• فیوز FU3: از منابع -24 V و -15 V، 7 A، 2AG با عملکرد سریع محافظت می کند.

• LED CR51: نشان دهنده دمیدن FU2 (قرمز) است.

• LED CR55: نشان دهنده دمیدن FU3 (قرمز) است.

• لامپ نئون LT1: نشان دهنده دمیدن FU1 است.

4. نقاط تست

IV. شرح مفصل رابط

1. رابط قدرت و کنترل (2PL)

کانکتور 2PL اتصالات سیگنال تغذیه و کنترل را بین برد DCFB و بردهای NTB/3TB، STBA، SLCC و SDCC/LDCC فراهم می کند:

2. رابط کنترل اصلی (1PL)

کانکتور 1PL رابط ارتباطی اولیه بین برد DS200DCFBG1B و برد کنترل اصلی SDCC/LDCC است که سیگنال‌های فرکانس VCO، سیگنال‌های کنترل و بازخورد وضعیت را ارسال می‌کند:

3. رابط شلیک SCR (5PL)

کانکتور 5PL سیگنال های شلیک SCR را به کارت اتصال برق DS200PCCA ارسال می کند:

4. رابط ترانسفورماتور جریان متناوب (1CPL)

کانکتور 1CPL به ترانسفورماتورهای جریان AC در فازهای L1 و L3 متصل می شود:

5. رابط کنترل کنتاکتور (MACPL)

کانکتور MACPL خروجی های درایو کنتاکتور MD را ارائه می دهد:

6. پایانه های خنجر

پایانه های Stab برای اتصال سیگنال های ولتاژ بالا استفاده می شود:

V. پیکربندی و تنظیمات

1. پیکربندی جامپر (JP).

جامپرهای روی برد DS200DCFBG1B برای پیکربندی منابع سیگنال ورودی، انتخاب مدار VCO و تضعیف سیگنال استفاده می شود. توضیحات کلیدی جامپر عبارتند از:

2. پیکربندی DIP Switch (SW).

سوئیچ های DIP برای پیکربندی محدوده ولتاژ و بار ترانسفورماتور جریان استفاده می شوند:

نکته مهم: تنظیمات کارخانه برای همه جامپرها و DIP سوئیچ ها در برگه داده آزمایشی ارائه شده با هر کنترل کننده ثبت شده است. هنگام تعویض برد DS200DCFBG1B، تمام جامپرها و سوئیچ ها روی برد جدید باید در همان موقعیت هایی تنظیم شوند که روی برد در حال تعویض.

VI. نصب و نگهداری

1. محل نصب

برد DS200DCFBG1B معمولاً در حامل برد پشت کارت کنترل درایو (SDCC/LDCC)، رو به جلو نصب می شود (برای برخی از برنامه های EX2000، ممکن است در مکان دیگری باشد).

2. روش تعویض

1. خاموش کردن برق: تمام برق درایو را خاموش کنید، سپس چند دقیقه صبر کنید تا همه خازن های منبع تغذیه تخلیه شوند. مدارهای الکتریکی را قبل از دست زدن به آنها تست کنید تا مطمئن شوید که جریان برق قطع است.

2. باز کردن درب کابینت: درب کابینت تجهیزات را برای دسترسی به تابلوهای سیم کشی چاپ شده باز کنید.

3. زبانه های قفل را آزاد کنید: زبانه های قفل واقع در دو طرف قفسه برد را بکشید، سپس حامل برد جلویی (با کارت کنترل درایو) را بلند کنید و آن را به جلو و پایین کج کنید تا به برد DCFB دسترسی پیدا کنید.

4. کابل ها را جدا کنید: تمام کابل ها را با دقت از برد DCFB جدا کنید.

5. گیره های پلاستیکی را آزاد کنید: گیره های پلاستیکی (نگهدارنده ها) را به عقب فشار دهید تا برد DCFB از حامل برد آزاد شود.

6. تأیید پیکربندی: بررسی کنید که تمام جامپرها و سوئیچ ها روی برد DCFB جدید (جایگزین) در همان موقعیت های برد قدیمی تنظیم شده باشند.

7. برد جدید را نصب کنید: برد DCFB جدید را در همان موقعیتی که برداشته شده قرار دهید و آن را روی حامل برد نصب کنید. اطمینان حاصل کنید که همه گیره های پلاستیکی به جای خود باز می گردند تا تخته محکم شود.

8. کابل‌ها را مجدداً وصل کنید: همه کابل‌ها را همانطور که روی آن نوشته شده است به برد DCFB وصل کنید و مطمئن شوید که کابل‌ها به درستی در هر دو انتها قرار گرفته‌اند.

9. تنظیم پارامترهای EE: رویه تنظیم پارامتر EE را در صورت لزوم انجام دهید.

10. بستن و ایمن کردن: حامل برد جلویی را به سمت بالا بچرخانید، زبانه(های) قفل کنار قفسه برد را به حالت قفل برگردانید، سپس درب کابینت درایو را ببندید.

3. توصیه های تعمیر و نگهداری

• تعویض فیوز: فیوزهای FU1، FU2 و FU3 تنها قطعات قابل تعویض توسط کاربر در برد DCFB هستند. اگر هر یک از اجزای دیگر خراب شود، برد باید به عنوان یک واحد جایگزین شود.

• اقدامات احتیاطی ضد الکتریسیته ساکن: همیشه هنگام دست زدن به تخته، از بند مچ دستی به زمین استفاده کنید. وقتی از تخته استفاده نمی کنید، آن را در یک کیسه ضد الکتریسیته ساکن نگهداری کنید.

• بازرسی های منظم: به طور دوره ای وضعیت LED ها و لامپ نئون را بررسی کنید تا از عملکرد صحیح منبع تغذیه اطمینان حاصل کنید.

• مدیریت قطعات یدکی: توصیه می شود حداقل یک برد DCFB یکسان را به عنوان یدکی در محل نگهداری کنید تا در صورت خرابی زمان خرابی به حداقل برسد.

VII. عیب یابی

1. نشانگرهای LED و نئون لامپ

2. عیب های رایج و عیب یابی

هشتم. برنامه های کاربردی

برد منبع تغذیه DS200DCFBG1B به طور گسترده در کاربردهای صنعتی زیر استفاده می شود:

• DC2000 DC Drive Systems: قدرت کنترل و پردازش بازخورد را برای درایوهای موتور DC فراهم می کند.

• سیستم های کنترل دیجیتال CB2000: به عنوان منبع تغذیه اصلی و ماژول تهویه سیگنال عمل می کند.

• سیستم های تحریک EX2000: برای کنترل تحریک ژنراتور، ارائه توان و پردازش بازخورد استفاده می شود.

• سیستم های کنترل فرکانس FC2000: عملکردهای کنترل و حفاظت را در سیستم های درایو فرکانس متغیر ارائه می دهد.

• سیستم های کنترل ژنراتور GF2000: برای تحریک و حفاظت ژنراتور استفاده می شود.

• سیستم‌های کنترل موتور ME2000: تنظیم قدرت و سیگنال را در برنامه‌های کنترل موتور فراهم می‌کند.

• سیستم های درایو AC2000 IGBT: قدرت سطح کنترل را در سیستم های درایو AC فراهم می کند.