برد منبع دیود اکسپندر GE IS200GGXDG1A

IS200GGXDG1A یک برد منبع دیود توسعه دهنده است که توسط سیستم های کنترل صنعتی جنرال الکتریک (GE) برای سیستم درایو فرکانس متغیر ولتاژ متوسط ​​سری نوآوری طراحی شده است. IS200GGXDG1A به عنوان مرکز تبدیل سیگنال اصلی بین برد کنترل رابط پل (BICI) و مدار منبع دیود/ترمز دینامیکی (DB)، عملکردهای متعددی از جمله ارتباطات فیبر نوری، تهویه سیگنال آنالوگ، نظارت بر وضعیت و مدیریت توان را با هم ادغام می کند. این برد در داخل کابینت کنترل نصب می شود و دستورات گیت و اطلاعات وضعیت را با برد BICI از طریق سیگنال های دیفرانسیل RS-422 مبادله می کند. به طور همزمان، به طور مستقیم از طریق رابط های فیبر نوری به حداکثر چهار تریستور ترمز یکپارچه ترمز متحرک (IGCT) متصل می شود و به ارتباط پر سرعت و قابل اعتماد با ایزوله با ولتاژ بالا دست می یابد.

IS200GGXDG1A همچنین مسئول دریافت سیگنال‌های بازخورد جریان سه فاز از ترانسفورماتورهای جریان منبع، و جمع‌آوری سیگنال‌های ولتاژ از تابلوی مقیاس‌بندی فیدبک ولتاژ (NATO)، سیگنال وضعیت منبع تغذیه برد GDPA، سیگنال وضعیت تغذیه کنترل 115 ولت، و سیگنال وضعیت P5 موجود در برد آن‌ها را ارسال می‌کند. این یک زنجیره داده نظارت و حفاظت جامع برای کل سیستم کنترل تحریک فراهم می کند.

معماری سیستم و جریان سیگنال

در معماری کنترل سیستم درایو، IS200GGXDG1A یک موقعیت رابط کلیدی بین برد BICI و تجهیزات سطح قدرت را اشغال می کند:

• رابط بالادست : از طریق یک کانکتور 50 پین PSRC، فرمان های گیت، بازخورد وضعیت، سیگنال های نظارت بر جریان و ولتاژ و اطلاعات شناسایی برد به برد BICI متصل می شود.

• رابط فیبر نوری پایین دست : چهار کانکتور فیبر نوری دوبلکس (DB1 تا DB4)، که هر کدام حاوی یک کانال فرستنده (TX، آبی) و گیرنده (RX، خاکستری) هستند، به ترتیب به واحدهای درایو دروازه چهار IGCT ترمز پویا متصل می شوند.

• رابط ورودی آنالوگ : شش کانکتور 3 ترمینالی برای ورودی های جانبی اولیه و ثانویه ترانسفورماتورهای جریان منبع سه فاز (CTs) استفاده می شود. سه کانکتور 2 ترمینال برای مقاومت های بار CT پیکربندی شده توسط کاربر هستند. و یک کانکتور 20 پین J1 سیگنال های بازخورد ولتاژ را از برد ناتو دریافت می کند.

• رابط برق و مانیتورینگ : یک کانکتور 6 پین J2 منبع تغذیه فرکانس بالا (48 ولت AC، 27 کیلوهرتز) و سیگنال های وضعیت GDPA را از برد GDPA دریافت می کند. یک کانکتور 2 پین J3، برق کنترل 115 ولت AC را که به برد GDPA عرضه می شود، نظارت می کند.

این طراحی رابط چند سطحی به IS200GGXDG1A اجازه می دهد تا به طور همزمان ارتباطات فیبر نوری دیجیتال پرسرعت، تهویه سیگنال آنالوگ دقیق و نظارت بر وضعیت سطح سیستم را بر روی یک برد جمع و جور انجام دهد. این به طور قابل توجهی سیم کشی داخل کابینت را ساده می کند و یکپارچگی و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می دهد.

توابع اصلی دقیق

1. فرمان گیت فیبر نوری و بازخورد وضعیت

IS200GGXDG1A به کنترل ایزوله IGCTهای ترمز دینامیکی از طریق چهار رابط فیبر نوری دوبلکس دست می یابد. دستورات گیت از برد BICI به عنوان سیگنال های دیفرانسیل RS-422 به IS200GGXDG1A می رسد. آنها توسط منطق پردازنده به سیگنال های نوری تبدیل می شوند و از طریق فیبر انتقال (TX) به ماژول درایور گیت IGCT مربوطه می رسند، جایی که حالت 'Light ON' فرمانی برای شلیک سلول را نشان می دهد. به طور همزمان، سیگنال نوری بازخورد وضعیت IGCT از طریق فیبر دریافت (RX) به IS200GGXDG1A باز می گردد. سپس دوباره به سیگنال الکتریکی دیفرانسیل RS-422 تبدیل می شود و به برد BICI منتقل می شود، جایی که 'Light ON' نشان می دهد IGCT درست است. ارتباطات فیبر نوری ایزوله ولتاژ بسیار بالا و مصونیت در برابر تداخل الکترومغناطیسی را فراهم می کند و از یکپارچگی سیگنال های کنترلی در محیط برق با ولتاژ بالا و جریان بالا اطمینان می دهد.

2. رابط ترانسفورماتور جریان منبع و پیکربندی مقاومت بار

IS200GGXDG1A بلوک های ترمینال جانبی اولیه و ثانویه کامل (3 ترمینال در هر فاز، برای مثبت اولیه، منفی اولیه و زمین شاسی) را برای ترانسفورماتورهای جریان منبع سه فاز فراهم می کند. یک مدار تشخیص جریان دیفرانسیل داخلی، جریان‌های CT اولیه و ثانویه را مقایسه می‌کند و سیگنال‌های عدم تعادل جریان سه فاز (ACTP، BCTP، CCTP) را تولید می‌کند که از طریق کانکتور PSRC به برد BICI ارسال می‌شود. کاربران می‌توانند مقاومت‌های بار خارجی را از طریق پایانه‌های TB19-TB24 بر اساس ویژگی‌های واقعی CT متصل کنند و انتخاب مقاومت بار را با استفاده از سه جامپر 2 پین برگ (JP1، JP2، JP3) پیکربندی کنند، که سازگاری سیستم انعطاف‌پذیر را ممکن می‌سازد.

3. دریافت سیگنال بازخورد ولتاژ

IS200GGXDG1A سیگنال های ولتاژ تضعیف شده را از صفحه مقیاس بازخورد ولتاژ (NATO) از طریق کانکتور 20 پین J1 دریافت می کند. این سیگنال ها عبارتند از:

• ولتاژهای منبع سه فاز (SRCVAS، SRCVBS، SRCVCS)

• ولتاژ ترمینال مثبت مقاومت ترمز دینامیکی (VDBR1S)

• ولتاژ ترمینال منفی مقاومت ترمز دینامیکی (VDBR2S)

• سیگنال نشانگر کابل در محل برد ناتو (NATO CBL CHK)

همه سیگنال های ولتاژ به سیگنال مشترک (LCOM) ارجاع داده می شوند. IS200GGXDG1A این سیگنال ها را همراه با وضعیت اتصال برد ناتو از طریق کانکتور PSRC به برد BICI ارسال می کند و داده های اساسی را برای الگوریتم های کنترل ترمز پویا و حفاظت از سیستم ارائه می دهد.

4. نظارت بر وضعیت سیستم و تجمیع

IS200GGXDG1A دارای قابلیت های جامع نظارت بر وضعیت سیستم است، چندین سیگنال وضعیت بحرانی را جمع آوری می کند و آنها را به طور یکنواخت به برد BICI گزارش می دهد:

• وضعیت برق برد GDPA : سیگنال OK دیفرانسیل (GDPA1_OK_P و GDPA1_OK_N) را از برد GDPA از طریق کانکتور J2 دریافت می کند. پس از جداسازی اپتو، این سیگنال (GDPA OK) را به کانکتور PSRC ارسال می کند. LED سبز پنل جلویی DS2 وضعیت منبع تغذیه GDPA را نشان می دهد.

• وضعیت برق کنترل 115 ولت : منبع تغذیه AC 115 ولتی را که برد GDPA را از طریق کانکتور J3 تغذیه می کند، نظارت می کند. سیگنال وضعیت پس از جداسازی نوری (CPOKS، 0 = OK) خروجی می شود. LED سبز پنل جلویی DS4 وضعیت منبع تغذیه 115 ولت را نشان می دهد.

• وضعیت برق P5 آنبورد : منبع تغذیه +5 ولت DC آنبرد را نظارت می کند. سیگنال وضعیت به کانکتور PSRC (P5 CHK) خروجی می شود. LED سبز پنل جلویی DS1 نشان می دهد که منبع تغذیه P5 سالم است.

• تشخیص کابل برد ناتو : وضعیت اتصال کابل برد ناتو را از طریق کانکتور J1 دریافت می کند و این سیگنال (NATOCHKS، 0 = OK) را به برد BICI ارسال می کند.

این طراحی متمرکز نظارت بر وضعیت به برد BICI اجازه می دهد تا اطلاعات جامع سلامت را برای کل زیرسیستم ترمز منبع دیود/دینامیک از طریق یک رابط واحد به دست آورد.

5. مدیریت انرژی

IS200GGXDG1A انرژی خود را از برد GDPA از طریق منبع تغذیه AC با فرکانس بالا 48 ولت (27 کیلوهرتز) از طریق کانکتور J2 دریافت می کند. مدارهای تبدیل توان داخلی منابع DC زیر را برای ماژول های عملکردی مختلف تولید می کنند:

• +5 V DC (P5) : منبع تغذیه برای فرستنده‌های گیرنده RS-422، مدارهای منطقی دیجیتال و برخی مدارهای نظارتی.

• +12 ولت DC (P12) : برق مدارهای ارتباطی فیبر نوری و مدارهای مربوط به درایو گیت را تامین می کند.

• منبع تغذیه مدار دروازه +12 ولت (P12G) : یک منبع تغذیه سوئیچ 12 ولتی که به مدارهای شلیک دروازه اختصاص داده شده است.

این برد همچنین هفت کانکتور ضربه ای جدا شده را برای اتصال زمین انتخابی فراهم می کند که ایمنی سیستم در برابر نویز را در محیط های پیچیده الکترومغناطیسی افزایش می دهد.

نشانگرهای LED پنل جلو

پنل جلویی IS200GGXDG1A دارای سه نشانگر LED است که ارزیابی سریع و بصری وضعیت های بحرانی را ارائه می دهد:

چیدمان این نشانگرها به پرسنل تعمیر و نگهداری در محل اجازه می دهد تا به سرعت در مورد وضعیت منبع تغذیه برد و دستگاه های جانبی آن بدون هیچ ابزاری قضاوت کنند.

نقاط تست

برد IS200GGXDG1A مجهز به 15 نقطه تست است که بیشتر آنها از جلوی برد برای رفع اشکال راحت و تشخیص عیب قابل دسترسی هستند. نقاط اصلی آزمون به شرح زیر است:

پیکربندی سخت افزار قابل تنظیم

IS200GGXDG1A از جامپرهای Berg و جامپرهای سیمی برای پیکربندی انعطاف پذیر استفاده می کند. JP1، JP2 و JP3 جامپرهای 2 پین برگ هستند که برای انتخاب مقاومت بار CT برای سه فاز استفاده می شوند. کاربران می توانند تنظیمات جامپر را بر اساس نیازهای کاربردی واقعی تنظیم کنند تا مطمئن شوند سیگنال های جریان ثانویه CT در محدوده بهینه قرار دارند. برد فاقد فیوز و پتانسیومتر قابل تنظیم است که تعمیر و نگهداری میدان را ساده می کند.

خلاصه رابط رابط

نصب و اقدامات احتیاطی ایمنی

IS200GGXDG1A در داخل کابینت کنترل نصب شده و با 11 پیچ روی هشت پایه پلاستیکی و سه پایه فلزی محکم شده است. پایه های فلزی باید با واشرهای ستاره ای استفاده شوند تا اطمینان حاصل شود که ولتاژ بالا تصادفی از طریق مدار محافظ به زمین شاسی منتقل می شود. واشرهای ستاره ای باید روی سطح فلز با پایه های فلزی قرار گیرند، نه با پایه های پلاستیکی. هنگام تعویض برد باید مراقب بود که از تخلیه الکترواستاتیک (حساس به ESD) جلوگیری شود. تمام برق باید قطع شود، و مراحل قفل/خاموش کردن باید قبل از کار انجام شود. برد باید با استفاده از بسته بندی ضد الکتریسیته ساکن حمل و نگهداری شود.