ماژول تبدیل برق مستقیم DC GE DS2020DACAG2

DS2020DACAG2 یک ماژول تبدیل برق AC/DC نسل بعدی است که متعلق به سری ماژول توزیع برق (PDM) از سیستم های کنترل صنعتی جنرال الکتریک (GE) است. به عنوان یک مدل خاص از خانواده DACA (تبدیل کننده AC به DC)، وظیفه اصلی DS2020DACAG2 تبدیل برق ورودی 115 ولت یا 230 ولت AC به توان خروجی 125 ولت DC است که یک منبع باس DC پایدار و قابل اعتماد برای سیستم های کنترل GE مانند Mark VIe و EX210 ارائه می کند. توان خروجی این ماژول تقریباً 1000 وات است و حداکثر جریان خروجی آن تا 9.5 آمپر DC است. این به عنوان جایگزینی مستقیم، فرم و مناسب و ارتقاء عملکرد برای نسل قبلی DS2020DACAG1 عمل می کند.

DS2020DACAG2 چیزی بیش از یک مبدل برق ساده است. نقش مهمی در معماری منبع تغذیه کل سیستم کنترل ایفا می کند. هنگامی که سیستم کنترل از 125 ولت DC به عنوان منبع تغذیه اصلی خود (با یا بدون باتری) استفاده می کند، ماژول DACA وظیفه تبدیل انرژی الکتریکی از شبکه AC یا یک گذرگاه AC کمکی به برق DC را بر عهده دارد. سپس این خروجی DC از طریق کوپلینگ دیود با نیروی باتری ترکیب می شود و یک گذرگاه DC اضافی بسیار قابل اعتماد را تشکیل می دهد. مهمتر از همه، DS2020DACAG2 یک بانک خازن ذخیره انرژی با ظرفیت بالا را یکپارچه می کند، که می تواند ذخیره انرژی اضافی را در هنگام از دست دادن کامل ورودی AC فراهم کند، زمان حرکت سیستم را افزایش داده و به سیستم کنترل اجازه می دهد در طول یک قطع برق لحظه ای به کار خود ادامه دهد.

ارتقاء عملکرد و سازگاری

DS2020DACAG2 دارای دو پیشرفت قابل توجه عملکرد نسبت به نسل قبلی خود است. اولاً، توان خروجی نامی آن به طور قابل توجهی افزایش یافته است، و آن را قادر می سازد تا توان کافی برای سیستم های کنترل در مقیاس بزرگتر را تامین کند. دوم، و مهم‌تر از همه، ماژول جدید از عملیات موازی پشتیبانی می‌کند - خروجی‌های دو ماژول DS2020DACAG2 می‌توانند مستقیماً موازی شوند تا جریان خروجی کل بیشتری را با حداکثر جریان خروجی موازی تا 16.5 A DC ارائه دهند. با مدل نسل قبلی، موازی سازی به دلیل محدودیت های اشتراک فعلی توصیه نمی شد.

از نظر سازگاری، DS2020DACAG2 یک جایگزین کاملاً سازگار با عقب برای DS2020DACAG1 است. تمام سیستم‌هایی که از نسخه ماژول قدیمی‌تر استفاده می‌کنند، می‌توانند مستقیماً بدون هیچ تغییری در سیم‌کشی پانل یا سازه‌های نصب مکانیکی ارتقا داده شوند. جنرال الکتریک استفاده از DS2020DACAG2 را به عنوان ماژول برق استاندارد برای تمام طراحی‌های پانل جدید توصیه می‌کند تا به طور کامل از چگالی توان بالاتر و قابلیت موازی انعطاف‌پذیر آن استفاده کند.

ویژگی های عملکردی اصلی

1. ورودی AC با برد وسیع و پیکربندی خودکار

DS2020DACAG2 از دو محدوده ولتاژ ورودی AC نامی پشتیبانی می کند: 105 تا 132 ولت AC (نامی 115 ولت AC) و 210 تا 265 ولت AC (نامی 230 ولت AC). محدوده فرکانس ورودی 47 تا 63 هرتز است که استانداردهای اصلی منبع تغذیه صنعتی در سراسر جهان را پوشش می دهد. انتخاب ولتاژ ورودی از طریق یک دسته کابل ضبط در داخل ماژول انجام می شود: با وصل کردن کابل به کانکتور JTX1 ورودی 115 ولت AC انتخاب می شود، در حالی که وصل کردن آن به JTX2 ورودی 230 ولت AC را انتخاب می کند. این طراحی ساده و قابل اعتماد، نیاز به جامپرهای خارجی یا کلیدهای دست و پا گیر را از بین می برد و همچنین از عدم تطابق ولتاژ ناشی از عملکرد نامناسب جلوگیری می کند.

2. تصحیح تمام موج و فیلتر با راندمان بالا

DS2020DACAG2 از توپولوژی یکسو کننده پل تمام موج و یک بانک خازن فیلتر خروجی برای تبدیل ورودی AC به خروجی DC صاف استفاده می کند. در ورودی اسمی 115 ولت AC و بار 9.5 آمپر، ولتاژ خروجی تقریباً 107 ولت DC است که توان خروجی حدود 1017 وات را ارائه می‌کند. توجه داشته باشید که ماژول دارای فیلتر ورودی داخلی نیست. اگر یک برنامه دارای الزامات هارمونیک خاصی برای شبکه برق باشد، کاربر باید یک فیلتر تضعیف هارمونیک خارجی در سمت ورودی AC نصب کند.

3. ذخیره سازی انرژی با ظرفیت بالا و استفاده از انرژی

خازن های فیلتر خروجی در DS2020DACAG2 نه تنها برای صاف کردن ریپل استفاده می شوند، بلکه یک عملکرد ذخیره انرژی حیاتی را نیز انجام می دهند. هنگامی که ورودی AC به طور کامل از بین می رود، انرژی ذخیره شده در خازن ها می تواند به سیستم کنترل برای مدت زمانی ادامه دهد که به عنوان زمان نگه داری شناخته می شود. در ورودی نامی 115 ولت AC و بار کامل 9.5 آمپر، زمان توقف برای کاهش ولتاژ خروجی از مقدار اسمی آن به 70 ولت DC تقریباً 29.5 میلی ثانیه است. در ورودی 132 ولت AC و بار یکسان، زمان نگه‌داری می‌تواند به 48.8 میلی‌ثانیه برسد. این ویژگی یک دوره انتقال ارزشمند را برای سیستم فراهم می‌کند که برای عبور از افت‌های مختصر ولتاژ یا حفظ ولتاژ باس در هنگام تعویض باتری کافی است.

4. انعطاف پذیر تک ماژول و عملیات موازی

در کاربردهای تک ماژول، DS2020DACAG2 می تواند حداکثر جریان خروجی 9.5 A DC (با دمای محیط 30- تا 45 درجه سانتی گراد) را ارائه دهد. هنگامی که تقاضای بار از درجه بندی یک ماژول تجاوز می کند، خروجی های دو ماژول را می توان مستقیماً موازی کرد، با حداکثر جریان خروجی موازی 16.5 A DC. برای اطمینان از اشتراک جریان مناسب بین دو ماژول در حین کار موازی، شرایط زیر باید به شدت رعایت شود: هر دو ماژول باید به یک منبع AC متصل شوند تا از ولتاژهای ورودی کاملاً ثابت اطمینان حاصل شود. به دلیل تغییرات در ولتاژ مدار باز و امپدانس خروجی بین ماژول های جداگانه، جریان خروجی برای هر ماژول باید به طور مناسب در صورت موازی کاهش یابد. جنرال الکتریک یک منحنی توزیع احتمال را برای مرجع طراحی سیستم ارائه می‌کند و توصیه می‌کند که 15 درصد حاشیه ایمنی در پیکربندی‌های موازی حفظ شود.

5. مکانیسم تخلیه ایمن

هنگامی که برق برای تعمیر و نگهداری یا تعویض ماژول قطع می شود، خازن های خروجی DS2020DACAG2 به طور خودکار از طریق شبکه مقاومت تخلیه داخلی تخلیه می شوند. در شرایط ولتاژ ورودی نامی، بدون بار، ولتاژ خروجی به کمتر از 50 ولت DC در عرض یک دقیقه پس از قطع شدن ورودی AC کاهش می یابد. با این وجود، قبل از هر گونه جابجایی، یک تکنسین باید همیشه از یک ولت متر استفاده کند تا تأیید کند که خازن ها کاملاً تخلیه شده اند، به خصوص اگر مشکوک به خرابی مدار خون ریزی داخلی باشد.

مراحل نصب و تعویض

ماژول DS2020DACAG2 دارای چهار سوراخ نصب در پایه خود است و با استفاده از پیچ و مهره به کف کابینت کنترل محکم می شود. ورودی AC و خروجی DC به طور مرکزی از طریق یک کانکتور JZ 12 موقعیتی هدایت می شوند که با کانکتور JZ2 یا JZ3 مربوطه در ماژول توزیع برق (PDM) جفت می شود.

روش استاندارد برای تعویض ماژول به شرح زیر است:

1. برق را از ماژول DACA خارج کنید و حداقل یک دقیقه اجازه دهید تا ولتاژ خروجی تخلیه شود.

2. کابل ورودی/خروجی برق (کانکتور JZ) را در سمت راست بالای ماژول جدا کنید.

3. چهار پیچ و مهره ای که ماژول DACA را روی کف کابینت محکم می کند را باز کنید.

4. ماژول قدیمی را حذف کنید.

5. به موقعیت دوشاخه برق خازن در سمت چپ بالای ماژول حذف شده توجه کنید (JTX1 برای 115 ولت AC، JTX2 برای 230 ولت AC).

6. اطمینان حاصل کنید که دوشاخه برق خازن در ماژول جدید در همان موقعیتی است که در آن برداشته شده است.

7. ماژول جدید DACA را در همان موقعیتی که حذف شده قرار دهید.

8. ماژول جدید را با چهار پیچ که قبلاً برداشته اید، روی کف کابینت محکم کنید.

9. دوشاخه ورودی/خروجی برق (اتصال JZ) را در سمت راست بالای ماژول دوباره نصب کنید.

10. برق را به ماژول DACA برگردانید.

تعمیر و نگهداری و عیب یابی

ماژول DS2020DACAG2 خود به عملکردهای تشخیصی فعال مجهز نیست. وضعیت عملیاتی آن به‌طور غیرمستقیم توسط بسته ورودی/خروجی تشخیصی قدرت PPDA در سیستم PDM نظارت می‌شود: PPDA ولتاژهای مثبت و منفی باس را نسبت به زمین به دست می‌آورد تا در مورد طبیعی بودن دامنه ولتاژ و تشخیص خطاهای زمین یا وجود قطعه AC قضاوت کند. خرابی ماژول DACA معمولاً به صورت ولتاژ خروجی کم یا بدون خروجی ظاهر می شود که می توان از طریق صفحه عیب یابی PPDA یا نشانگرهای پنل جلویی PDM تشخیص داد.

خطاهای رایج و علل احتمالی:

• ولتاژ خروجی صفر : بررسی کنید که آیا برق ورودی AC نرمال است، آیا کانکتور JZ محکم وارد شده است یا خیر، و آیا فیوز داخلی سوخته است (در صورت مجهز بودن).

• موج خروجی بیش از حد : این ممکن است نشان دهنده پیری یا آسیب به خازن های فیلتر خروجی باشد. تعویض ماژول توصیه می شود.

• خاموش شدن بیش از حد دما : بررسی کنید که آیا تهویه کابینت مسدود شده است یا خیر و آیا دمای محیط از محدوده نامی بیشتر است یا خیر.

ماژول یک طراحی غیر قابل سرویس دهی توسط کاربر است. هر گونه عیب داخلی باید با تعویض کامل ماژول برطرف شود. رویه‌های Lockout/Tagout باید قبل از تعویض اجرا شوند و باید تأیید شود که همه منابع برق متصل به ماژول DACA قطع شده‌اند.

اقدامات احتیاطی برنامه

در کاربردهای AC 240 ولت، باید توجه ویژه ای به جلوگیری از اتصالات متقابل سهوی بین منابع AC و باس DC شود. از آنجایی که اکثر سیستم های منبع تغذیه AC دارای یک خنثی به زمین هستند، اگر تماس تصادفی بین 125 ولت DC و ولتاژ AC رخ دهد، مجموع ولتاژ پیک AC و 125 ولت DC به MOV های متصل بین DC و زمین اعمال می شود که به طور بالقوه از امتیاز آنها بیشتر می شود و باعث آسیب می شود. در کاربردهای 120 ولت AC، رتبه MOV می تواند ولتاژ حداکثر را بدون آسیب تحمل کند. بنابراین، پس از هر گونه تعمیر و نگهداری که شامل سیم کشی AC و DC می شود، صحت سیم کشی باید به دقت بررسی شود.

برای پیکربندی عملکرد موازی، هر دو ماژول باید به یک منبع برق AC متصل شوند تا از ولتاژ ورودی برابر اطمینان حاصل شود. عدم انجام این کار باعث عدم تعادل شدید جریان می شود و به طور بالقوه یکی از ماژول ها را بارگذاری می کند.