برد تقویت کننده پالس گیت GE DS200FCGDH1B

DS200FCGDH1B یک برد تقویت کننده پالس گیت است که توسط جنرال الکتریک (GE) Energy برای سیستم استارت استاتیک LS2100 طراحی شده است. این برد که متعلق به سری FCGD (تقویت کننده پالس گیت) است، جزء اصلی سیستم کنترل استارتر استاتیک LS2100 است که برای به حرکت درآوردن مدارهای ماشه دروازه SCR ها (یکسو کننده های کنترل شده با سیلیکون) استفاده می شود و امکان کنترل دقیق پل برق را فراهم می کند.

عملکرد اصلی برد تقویت کننده پالس گیت FCGD دریافت سیگنال های فرمان ماشه گیت از سیستم کنترل و تقویت آنها به سیگنال های قدرت کافی برای هدایت گیت های SCR است. این برد در ارتباط با برد تقویت کننده پالس گیت FGPA برای تکمیل کنترل ماشه پل SCR کار می کند. برد FCGD همچنین عملکردهای متعددی از جمله پردازش فیدبک جریان، پردازش بازخورد ولتاژ و حفاظت از جریان اضافه را ادغام می‌کند که آن را به یک جزء حیاتی برای دستیابی به کنترل دقیق و حفاظت قابل اعتماد در استارت استاتیک LS2100 تبدیل می‌کند.

برد DS200FCGDH1B برای پاسخگویی به نیازهای برنامه های استارت استاتیک صنعتی طراحی شده است و دارای ویژگی های زیر است:

• تقویت پالس گیت: سیگنال های کنترلی را به پالس های توان مورد نیاز برای راه اندازی گیت های SCR تقویت می کند.

• پردازش بازخورد جریان: سیگنال‌های بازخورد فعلی از ترانسفورماتورهای جریان را برای کنترل و حفاظت حلقه بسته پردازش می‌کند.

• پردازش فیدبک ولتاژ: ولتاژ خط AC و سیگنال های بازخورد ولتاژ پیوند DC را پردازش می کند.

• حفاظت از اضافه جریان: مدار حفاظتی سخت افزاری داخلی در برابر جریان اضافه با زمان پاسخ سریع و قابلیت اطمینان بالا.

• Testpoints: چندین نقطه آزمایش را برای راه اندازی و تشخیص عیب ارائه می دهد.

• نشانگرهای LED: وضعیت پالس گیت را از طریق نشانگرهای LED برای بازرسی در محل نشان می دهد.

این محصول به طور گسترده در سیستم‌های راه‌انداز استاتیک LS2100، راه‌اندازی موتورهای سنکرون بزرگ، راه‌اندازی توربین گاز و سایر کاربردهای صنعتی، به‌ویژه در کاربردهای الکترونیکی با قدرت بالا که نیاز به درایو گیت SCR بسیار قابل اعتماد دارند، استفاده می‌شود.

II. توابع کلیدی

1. تقویت پالس گیت SCR

عملکرد اصلی برد DS200FCGDH1B این است که سیگنال های فرمان ماشه گیت را از سیستم کنترل به پالس های قدرتی که برای هدایت گیت های SCR کافی است، تقویت کند. برد سیگنال های ماشه سطح پایین را از سیستم کنترل دریافت می کند و از طریق مدارهای تقویت توان داخلی، جریان گیت کافی برای اطمینان از هدایت SCR قابل اعتماد تولید می کند. شکل موج پالس گیت باید دارای دامنه و عرض کافی برای برآوردن الزامات هدایت SCR باشد.

2. پردازش بازخورد فعلی

برد DS200FCGDH1B سیگنال های بازخورد جریان از ترانسفورماتورهای جریان (CT) را پردازش می کند. این سیگنال ها برای موارد زیر استفاده می شوند:

• کنترل حلقه بسته فعلی: مقادیر بازخورد فعلی را به سیستم کنترل برای تنظیم دقیق جریان ارائه می دهد.

• حفاظت بیش از حد جریان: تشخیص می دهد که آیا جریان از آستانه تعیین شده فراتر رفته و اقدامات حفاظتی را آغاز می کند.

• نظارت بر جریان: داده های نمایش فعلی را برای رابط اپراتور ارائه می دهد.

این هیئت چندین نقطه آزمایش بازخورد فعلی را ارائه می دهد، از جمله:

• IA: بازخورد فعلی فاز A

• IB: بازخورد فعلی فاز B

• آی سی: بازخورد فعلی فاز C

• IFB: بازخورد فعلی پیوند DC

3. پردازش بازخورد ولتاژ

برد DS200FCGDH1B سیگنال های بازخورد ولتاژ را از ترانسفورماتورهای پتانسیل (PTs) پردازش می کند. این سیگنال ها برای موارد زیر استفاده می شوند:

• کنترل حلقه بسته ولتاژ: مقادیر بازخورد ولتاژ در زمان واقعی را به سیستم کنترل ارائه می دهد.

• تشخیص همگام سازی: فاز ولتاژ و فرکانس خط AC را برای کنترل همگام سازی تشخیص می دهد.

• نظارت بر ولتاژ: داده های نمایش ولتاژ را برای رابط اپراتور ارائه می دهد.

این برد چندین نقطه تست بازخورد ولتاژ را ارائه می دهد، از جمله:

• FBAR: بازخورد ولتاژ فاز A

• FCBR: بازخورد ولتاژ فاز B

• FACR: بازخورد ولتاژ فاز C

4. حفاظت در برابر جریان بیش از حد سخت افزار

برد DS200FCGDH1B دارای مدار حفاظتی سخت افزاری در برابر جریان اضافه است. هنگامی که جریان از آستانه تنظیم شده فراتر می رود، به سرعت اقدامات حفاظتی را آغاز می کند و پالس های گیت SCR را برای جلوگیری از آسیب به تجهیزات خاموش می کند. آستانه حفاظت بیش از حد جریان از طریق یک پتانسیومتر داخلی (IOC SET) تنظیم می شود و می تواند در نقطه آزمایش OC_SP نظارت شود.

5. نشانگر وضعیت دروازه

برد DS200FCGDH1B وضعیت ماشه هر گیت SCR را از طریق نشانگرهای LED نشان می دهد و راه اندازی در محل و عیب یابی را تسهیل می کند. هنگامی که یک فرمان راه اندازی گیت فعال است، نشانگر LED مربوطه چشمک می زند که نشانگر بصری وضعیت عملکرد پالس گیت است.

6. نقاط تست و راه اندازی

برد DS200FCGDH1B چندین نقطه آزمایش را ارائه می دهد که از اندازه گیری اسیلوسکوپ و مولتی متر پشتیبانی می کند و راه اندازی در محل و تشخیص عیب را تسهیل می کند:

• نقاط تست بازخورد ولتاژ: FBAR، FCBR، FACR

• نقاط آزمایش بازخورد فعلی: IA، IB، IC، IFB

• نقطه آزمایش تنظیم جریان اضافه: OC_SP

• نقاط تست ماشه دروازه: OFC1، OFC5، و غیره.

III. معماری سخت افزار

1. ساختار هیئت مدیره

برد DS200FCGDH1B از ساختار برد مدار چاپی استاندارد استفاده می کند و در رک کنترل استارت استاتیک LS2100 نصب می شود. هیئت شامل:

• مدارهای تقویت پالس گیت: سیگنال های کنترل سطح پایین را به قدرت درایو گیت SCR تقویت می کند.

• مدارهای پردازش بازخورد فعلی: سیگنال های بازخورد فعلی را از CT ها پردازش می کند.

• مدارهای پردازش فیدبک ولتاژ: سیگنال های بازخورد ولتاژ پردازش از PT ها.

• مدار حفاظت از اضافه جریان سخت افزاری: حفاظت سریع در برابر جریان اضافه را ارائه می دهد.

• نشانگرهای LED: نمایش وضعیت پالس گیت.

• نقاط تست: چندین پست تست فلزی برای اندازه گیری سیگنال.

• کانکتورها: برای اتصال به سیستم کنترل و سایر بردها.

2. محل نصب

برد DS200FCGDH1B در جلوی قفسه کنترل استارتر استاتیک LS2100 نصب شده است که در پایین قفسه کنترل قرار دارد و به صفحه پشتی VPBL متصل می شود. برد FCGD در ارتباط با برد تقویت کننده پالس گیت FGPA برای تکمیل کنترل ماشه پل SCR کار می کند.

3. شرح نقطه آزمایش

4. نشانگرهای LED

نشانگرهای LED روی برد FCGD وضعیت ماشه گیت های SCR را نشان می دهد. مطابقت بین LED و گیت SCR به شرح زیر است:

5. پتانسیومتر

برد DS200FCGDH1B دارای پتانسیومتر تنظیم حفاظت اضافه جریان (IOC SET) برای تنظیم آستانه ماشه حفاظت از اضافه جریان سخت افزاری است. در طول تنظیم، مقدار تنظیم از طریق نقطه آزمایش OC_SP نظارت می شود و باید با الزامات مشخص شده در نقشه های الکتریکی سیستم مطابقت داشته باشد.

IV. شرح مفصل رابط

1. ورودی های بازخورد ولتاژ

برد FCGD سیگنال های بازخورد ولتاژ متناوب سه فاز را از ترانسفورماتورهای پتانسیل (PTs) دریافت می کند:

• FBAR: بازخورد ولتاژ فاز A برای کنترل حلقه بسته ولتاژ و تشخیص همگام سازی.

• FCBR: بازخورد ولتاژ فاز B برای کنترل حلقه بسته ولتاژ و تشخیص همگام سازی.

• FACR: بازخورد ولتاژ فاز C برای کنترل حلقه بسته ولتاژ و تشخیص همگام سازی.

دامنه این سیگنال‌ها متناسب با ولتاژ واقعی سیستم است و می‌توان آن را در نقاط تست در صفحه پشتی VPBL اندازه‌گیری کرد.

2. ورودی های بازخورد فعلی

برد FCGD سیگنال های بازخورد جریان AC سه فاز را از ترانسفورماتورهای جریان (CTs) و بازخورد جریان پیوند DC دریافت می کند:

• IA: بازخورد فعلی فاز A برای کنترل حلقه بسته فعلی و حفاظت از جریان اضافه.

• IB: بازخورد جریان فاز B برای کنترل حلقه بسته فعلی و حفاظت از جریان اضافه.

• IC: بازخورد جریان فاز C برای کنترل حلقه بسته فعلی و حفاظت از جریان اضافه.

• IFB: بازخورد جریان لینک DC برای نظارت بر جریان لینک DC.

3. خروجی پالس گیت

برد FCGD دستورات ماشه گیت را از سیستم کنترل از طریق مدارهای داخلی تقویت می کند و آنها را به گیت های SCR ارسال می کند. هر خروجی مربوط به یک پایه SCR است که در مجموع 6 خروجی دارد.

4. تنظیم حفاظت از جریان بیش از حد

پتانسیومتر (IOC SET) روی برد FCGD برای تنظیم آستانه ماشه حفاظت از اضافه جریان سخت افزاری استفاده می شود. در طول تنظیم، مقدار ولتاژ در نقطه آزمایش OC_SP نظارت می شود. این ولتاژ متناسب با آستانه جریان است. تنظیم باید به نقشه های الکتریکی سیستم ارجاع داده شود.

V. پیکربندی و تنظیمات

1. تنظیم آستانه حفاظت از اضافه جریان

در طول راه اندازی استارت استاتیک LS2100، آستانه حفاظت از اضافه جریان سخت افزاری روی برد FCGD باید تنظیم شود:

1. یک مولتی متر را به testpoint OC_SP و ACOM وصل کنید.

2. از یک پیچ گوشتی کوچک برای تنظیم پتانسیومتر آنبرد (IOC SET) استفاده کنید.

3. مقدار ولتاژ مشخص شده در نقشه های الکتریکی سیستم (مثلاً 1.5 ولت dc) را تنظیم کنید.

4. بررسی کنید که مقدار تنظیم شده مطابق با الزامات باشد.

نکته مهم: تنظیم آستانه حفاظت از اضافه جریان باید با نقشه های الکتریکی سیستم مطابقت داشته باشد. در غیر این صورت، حفاظت ممکن است خراب شود یا از کار بیفتد.

2. تنظیم مقیاس فیدبک ولتاژ

در طول راه اندازی LS2100، مقیاس بازخورد ولتاژ ممکن است نیاز به تنظیم داشته باشد:

1. تغییر پارامترهای مربوطه (به عنوان مثال، P.sa _scale_vba، P.sa _scale_vcb، P.sa _scale_vac) با استفاده از نرم افزار Toolbox.

2. مقادیر ولتاژ را در نقاط تست FBAR، FCBR و FACR با استفاده از یک مولتی متر اندازه گیری کنید.

3. پارامترها را تا زمانی تنظیم کنید که مقادیر اندازه گیری شده به فرمول مورد انتظار برسند:
   FBAR = (ولتاژ_سیستم_واقعی / ولتاژ_سیستم_عادی) × 4.75 ولت acrms

3. بازخورد فعلی تنظیم افست

در طول راه اندازی LS2100، بازخورد صفر بازخورد فعلی ممکن است نیاز به تنظیم داشته باشد:

1. پارامترهای مربوطه (به عنوان مثال، sa_facrmull، sa_fcbrnull، و غیره) را با استفاده از نرم افزار جعبه ابزار تغییر دهید.

2. ولتاژ DC را در نقاط تست FACR، FCBR و FBAR با استفاده از مولتی متر اندازه گیری کنید.

3. پارامترها را تا زمانی تنظیم کنید که مقادیر اندازه گیری شده به 0 میلی ولت نزدیک شود.

VI. نصب و نگهداری

1. محل نصب

برد DS200FCGDH1B در قفسه کنترل استارتر استاتیک LS2100 نصب شده است که در پایین قفسه جلویی قرار دارد و از طریق صفحه پشتی VPBL به سیستم کنترل متصل می شود.

2. مراحل نصب

1. بررسی خاموش بودن برق: مطمئن شوید که برق سیستم استارت استاتیک LS2100 خاموش است و آزمایش کنید تا مطمئن شوید برق وجود ندارد.

2. محل اسلات را پیدا کنید: موقعیت نصب برد FCGD را در قفسه کنترل مشخص کنید.

3. برد را وارد کنید: برد FCGD را با راهنماهای شکاف تراز کنید و آن را به آرامی به داخل فشار دهید تا کانکتورهای صفحه پشتی کاملاً درگیر شوند.

4. پانل جلویی را محکم کنید: برای محکم کردن تخته، پیچ‌های محافظ پنل جلویی را ببندید.

5. کابل های اتصال: در صورت لزوم، کابل های خروجی پالس گیت را به برد FGPA وصل کنید.

3. مراحل حذف

1. بررسی خاموش بودن برق: مطمئن شوید که سیستم خاموش شده است و آزمایش کنید تا مطمئن شوید برق وجود ندارد.

2. کابل ها را جدا کنید: همه کابل های اتصال را با احتیاط جدا کنید.

3. پنل جلویی را باز کنید: پیچ های محافظ پنل جلویی را باز کنید.

4. برد را بردارید: به آرامی برد FCGD را بیرون بکشید.

4. توصیه های تعمیر و نگهداری

• بازرسی دوره ای: به طور مرتب وضعیت نشانگر LED را بررسی کنید تا خروجی پالس گیت طبیعی را تأیید کنید.

• اقدامات احتیاطی ESD: همیشه هنگام کار با تخته ها از تسمه اتصال به زمین استفاده کنید. تخته ها را در کیسه های ضد الکتریسیته ساکن نگهداری کنید.

• راستی‌آزمایی آستانه اضافه جریان: به‌طور دوره‌ای بررسی کنید که تنظیمات آستانه حفاظت اضافه جریان صحیح است.

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

VII. برنامه های کاربردی

برد تقویت کننده پالس گیت DS200FCGDH1B به طور گسترده در کاربردهای صنعتی زیر استفاده می شود:

• LS2100 Static Starter Systems: به عنوان جزء اصلی برای درایو گیت SCR عمل می کند و پل برق استارت استاتیک را کنترل می کند.

• راه اندازی موتور سنکرون بزرگ: پل SCR را در هنگام راه اندازی موتور سنکرون کنترل می کند تا به استارت نرم دست یابد.

• راه اندازی توربین گاز: استارت استاتیک را در هنگام راه اندازی توربین گاز کنترل می کند تا گشتاور راه اندازی ژنراتور را فراهم کند.

• کاربردهای الکترونیک قدرت صنعتی: عملکردهای درایو و بازخورد را در برنامه های مختلف الکترونیک قدرت با قدرت بالا که به درایو گیت SCR نیاز دارند، ارائه می دهد.