L'UNS 0880a-P (en abrégé CIN, Converter Interface) est un composant clé du système d'excitation ABB UNITROL® 5000. En tant que carte d'interface de convertisseur, elle est responsable des fonctions de contrôle, de surveillance et de protection du pont convertisseur de puissance. La carte CIN communique avec la carte de contrôle principale (COB) via le bus de terrain ARCnet, permettant une logique de contrôle distribuée et garantissant le fonctionnement fiable des convertisseurs de puissance. Cette carte d'interface convient à divers scénarios d'applications industrielles et énergétiques, en particulier dans les systèmes d'excitation de moteurs synchrones nécessitant une fiabilité élevée, une configuration redondante et un contrôle précis du courant.
II. Fonctions clés
1. Contrôle et surveillance distribués
En tant qu'unité de contrôle locale pour les convertisseurs de puissance, la carte CIN exécute la logique de contrôle liée au pont convertisseur, notamment :
Contrôle du ventilateur et surveillance du flux d'air : assure une dissipation efficace de la chaleur pour les appareils électriques.
Surveillance de la température : Surveillance en temps réel des composants critiques via des capteurs de température KTY10.
Isolation automatique des défauts : désactive automatiquement le pont de convertisseur correspondant lors de la détection d'une anomalie, empêchant ainsi la propagation des défauts.
2. Génération et transmission d’impulsions de tir
Le CIN reçoit des signaux d'impulsion de déclenchement de la carte COB (transmis via un câble plat) et génère des chaînes d'impulsions de déclenchement à haute fréquence adaptées à l'interface de commande de porte (GDI).
Dispose d'une détection d'impulsions de tir isolée électriquement, assurant une isolation de sécurité entre les sections de commande et de puissance.
3. Contrôle automatique du partage de courant
Le CIN prend en charge la régulation active de l'équilibrage du courant lors du fonctionnement en parallèle de plusieurs ponts convertisseurs.
Connecte toutes les cartes CIN via une « ligne d'égalisation » pour comparer l'écart de courant de chaque branche individuelle par rapport à la valeur moyenne et obtenir un équilibre de courant dynamique en ajustant finement le délai d'impulsion de tir pour chaque pont.
4. Interface E/S numérique et analogique
10 entrées numériques : pour recevoir des signaux d'état externes (par exemple, état du disjoncteur, signaux de défaut).
8 sorties numériques : sorties 24 V CC pour contrôler les périphériques tels que les relais et les voyants lumineux.
2 entrées analogiques : pour l'acquisition du signal des capteurs de température KTY10.
5. Surveillance de l’état de conduction
III. Principe de fonctionnement
1. Architecture du système et mécanisme de communication
La carte CIN agit comme un nœud distribué dans le système UNITROL 5000, échangeant des données avec la carte de commande principale COB via le bus de terrain ARCnet. ARCnet utilise un câble coaxial comme support de transmission, offrant une immunité élevée au bruit et des performances en temps réel. L'adresse de nœud du CIN est définie à l'aide de commutateurs rotatifs hexadécimaux ou de commutateurs à curseur DIL, garantissant une identité unique pour chaque appareil sur le bus.
2. Flux de traitement des impulsions de tir
La carte COB génère les signaux d'impulsion de tir d'origine, qui sont transmis au CIN via un câble plat.
L'EPLD (Erasable Programmable Logic Device) à l'intérieur du CIN effectue le traitement logique, l'ajustement du retard et le contrôle de branchement sur les impulsions.
Les signaux d'impulsion traités sont optiquement isolés puis transmis à la carte GDI, pilotant finalement les thyristors de puissance.
3. Principe d'équilibrage actuel
Dans les systèmes parallèles multi-ponts, le CIN collecte les signaux de courant de chaque pont via la « ligne d'égalisation » et calcule la valeur moyenne du courant. Si le courant d'un pont s'écarte de la moyenne, le CIN ajuste le temps de retard de l'impulsion de déclenchement de ce pont pour rétablir l'équilibre de son courant de sortie. Ce mécanisme de régulation en boucle fermée empêche efficacement le déséquilibre de courant provoqué par les différences dans les paramètres de l'appareil.
4. Mécanisme de détection et de protection des défauts
Le CIN dispose de fonctions complètes de détection de défauts, notamment :
Surchauffe : Surveillance en temps réel via les capteurs KTY10 ; la protection est déclenchée en cas de dépassement des limites.
Panne du ventilateur : surveille l’état de fonctionnement du ventilateur ; alarmes ou blocages en cas d'anomalie.
Défaillance de conduction du bras de pont : détecte le courant de sortie via des capteurs à effet Hall ; bloque immédiatement le pont si une anomalie est constatée.
5. Configuration des paramètres du logiciel
La plupart des fonctions CIN sont configurées via des paramètres logiciels définis à l'aide des outils CMT ou SPT sur la carte COB, notamment :
Coefficients d'équilibrage actuels
Seuils d'alarme de température
Mappage des fonctions d'E/S numériques
Paramètres d'impulsion de tir
6. Configuration matérielle et paramètres des cavaliers
La carte CIN prend en charge plusieurs modes de configuration du convertisseur, définis via le cavalier W701 :
| Mode de configuration |
Description |
Réglage du cavalier |
| E (Économique) |
Opération à pont unique |
Conv.1 : 1-2 |
| S (standard) |
(n-1) opération de redondance |
Tous les ponts : 1-2 |
| T (jumeau) |
Redondance totale 1+1 |
Conv.1 : 1-2, Conv.2 : 1-3 |
| N (pont négatif) |
Opération à quatre quadrants |
Antiparallèle Nég. Conv. : 1-3 |
IV. Caractéristiques techniques
Haute fiabilité : l'architecture de contrôle distribuée localise les défauts, évitant ainsi tout impact sur le fonctionnement global du système.
Configuration flexible : prend en charge diverses topologies de convertisseur et modes de redondance.
Communication en temps réel : basée sur le bus ARCnet, offrant un faible délai de communication et une forte immunité au bruit.
Partage de courant intelligent : ajuste dynamiquement le courant de chaque pont, améliorant ainsi l'efficacité et la fiabilité globales du système.
Surveillance complète : couvre plusieurs dimensions, notamment la température, les ventilateurs, le courant et l'état de conduction.
Facilité de maintenance : l'affichage intuitif de l'état via le panneau CDP prend en charge le réglage des paramètres à distance.
