La DS200DCFBG1B est une carte d'alimentation multifonction conçue par General Electric (GE) Industrial Control Systems pour ses systèmes de variateur IGBT DC2000, CB2000, EX2000, FC2000, GF2000, ME2000 et AC2000. Cette carte appartient à la série DCFB (DC2000 Power Supply Board), fait partie du groupe G1 et représente le niveau de révision B, qui intègre des optimisations fonctionnelles et des améliorations de fiabilité par rapport à la révision G1A.
La carte d'alimentation DS200DCFBG1B est un composant essentiel du système de contrôle du variateur. Il reçoit une entrée de 38 V et 115 V CA (ou une entrée de 24 V CC) du transformateur de puissance de contrôle (CPT) et fournit une alimentation de niveau de contrôle stable et fiable au système de variateur, ainsi qu'une alimentation de 115 V CA (non applicable pour certains modèles) aux ventilateurs du boîtier. Cette carte intègre plusieurs fonctions, notamment la conversion de puissance, le conditionnement du signal, le traitement du retour tension/courant, le contrôle d'amorçage SCR et la surveillance de la ligne CA, ce qui en fait un composant essentiel pour obtenir un contrôle précis et une protection fiable dans les systèmes de variateur.
Ce produit est largement utilisé dans les systèmes d'entraînement à courant continu, les systèmes d'excitation, les systèmes d'entraînement à fréquence variable et diverses applications de contrôle de processus industriels, en particulier dans les environnements nécessitant un retour courant/tension de haute précision et une gestion de l'alimentation extrêmement fiable.
II. Fonctions clés
1. Plusieurs sorties de puissance au niveau du contrôle
La carte d'alimentation DS200DCFBG1B convertit l'entrée 38 V CA (± 10 %) ou 24 V CC en plusieurs sorties CC stables :
+5 V CC, 4 A : Fournit l'alimentation de fonctionnement de base pour la carte de commande principale (SDCC/LDCC).
±15 V CC, 0,8 A chacun : alimente les circuits analogiques et les circuits de conditionnement de signaux.
±24 V CC : la sortie +24 V CC est évaluée à 3 A et la sortie -24 V CC est évaluée à 1 A, utilisée pour piloter des relais et des charges externes.
Toutes les sorties d'alimentation sont protégées par une protection contre les surintensités et l'état des fusibles est indiqué par des LED.
2. Traitement des retours de tension et de courant
La carte DS200DCFBG1B intègre plusieurs circuits d'oscillateurs contrôlés en tension (VCO) qui convertissent les signaux analogiques en signaux de fréquence pour le traitement par la carte de commande principale SDCC/LDCC :
Retour de tension de ligne CA : surveille l'amplitude et la séquence de phases de la tension d'entrée CA triphasée.
Retour de tension du pont CC : surveille la tension de sortie CC du pont SCR.
Retour de tension du moteur : surveille la tension réelle aux bornes du moteur.
Retour de courant d'induit : surveille le courant d'induit via des shunts, prenant en charge deux canaux indépendants.
Retour de courant de champ : surveille le courant de champ du moteur, prenant en charge deux canaux indépendants.
Ces circuits VCO convertissent les tensions d'entrée en signaux de fréquence allant de 0 à 500 kHz, qui sont envoyés à la carte de commande principale via le connecteur 1PL pour les fonctions de contrôle et de protection en boucle fermée.
3. Surveillance et synchronisation de la ligne CA
La carte contient des circuits amplificateurs qui traitent les signaux de tension alternative entre lignes. Ces signaux sont envoyés à la carte SDCC/LDCC via le connecteur 1PL pour :
Détection des pannes SCR du pont de puissance.
Génération de signaux de synchronisation pour le tir SCR.
Détection des pertes de phase et des erreurs de séquence de phases.
Les commutateurs DIP SW1, SW2 et SW3 sont utilisés pour configurer la plage de tension d'entrée afin de s'adapter aux systèmes de variateur avec différents niveaux de tension.
4. Interface du transformateur de courant de ligne CA
Dans certaines applications, les lignes d'entrée CA L1 et L3 du variateur sont équipées de transformateurs de courant CA (ACCT). La carte DS200DCFBG1B utilise le commutateur SW7 pour sélectionner la résistance de charge en fonction du courant nominal du variateur. Les signaux ACCT sont utilisés pour :
Détection des échecs de commutation.
Protection contre les surintensités instantanées CA (IOC).
Surveillance du feedback actuel.
5. Circuits d'entraînement des contacteurs
La carte DS200DCFBG1B comprend le relais K2, qui sert de relais pilote pour le contacteur MD. La carte SDCC/LDCC pilote la bobine de ce relais via le connecteur 1PL, et le connecteur MACPL fournit une sortie FET 24 V CC pour piloter le contacteur MD.
6. Circuits de contrôle de tir SCR
La carte DS200DCFBG1B contient un circuit prédiffusé qui contrôle le déclenchement des SCR dans le pont en fonction des signaux de commande reçus de la carte SDCC/LDCC via le connecteur 1PL. Le réseau de portes est programmé à la mise sous tension par une PROM série. Les sorties 5 V du réseau de portes sont converties par des circuits amplificateurs d'impulsions de porte en le niveau de puissance requis pour piloter les transformateurs d'impulsions de porte avant et arrière sur la carte de connexion d'alimentation DS200PCCA via le connecteur 5PL.
Pour éviter les signaux de déclenchement parasites, la puissance de déclenchement est supprimée des circuits de déclenchement jusqu'à ce que le réseau de portes soit programmé et que la puissance de 5 V soit régulée.
7. Circuit d'atténuation de la tension du moteur
La carte DS200DCFBG1B comprend un circuit d'atténuation de la tension du moteur qui fournit une représentation analogique de la tension du moteur. Ce signal est envoyé à la carte SDCC/LDCC via la broche 6 du connecteur 1PL. Le circuit d'atténuation est polarisé à 2,5 V et peut varier de 0 à 5 V selon la tension du moteur. Le commutateur DIP SW6 est utilisé pour mettre à l'échelle le retour de tension du moteur.
8. Surveillance et protection de l'état de l'alimentation électrique
La carte DS200DCFBG1B fournit le signal /PSEN (2PL-1). Lorsque l'alimentation +5 V est en régulation, ce signal est à un niveau TTL bas. Si l'alimentation +5 V n'est plus régulée, le signal passe à l'état haut, déclenchant une réinitialisation du microprocesseur sur la carte de commande principale (SDCC/LDCC).
III. Architecture matérielle
1. Structure du conseil d'administration
La carte DS200DCFBG1B utilise une structure de carte de circuit imprimé standard avec des dimensions compatibles avec le support de carte des systèmes de variateur de la série DC2000. Le tableau comprend :
2. Entrée et sorties de puissance
Entrée : 38 V AC (±10 %) ou 24 V DC.
Sorties : +5 Vdc (4 A), ±15 Vdc (0,8 A chacune), +24 Vdc (3 A), -24 Vdc (1 A), 115 Vdc (protégées par un fusible 1/2 A).
3. Protection et indicateurs
Fusible FU1 : Protège la sortie 115 V AC, 1/2 A, 2AG à action rapide.
Fusible FU2 : Protège les alimentations +24 V, +15 V et +5 V, 7 A, 2AG à action rapide.
Fusible FU3 : Protège les alimentations -24 V et -15 V, 7 A, 2AG rapide.
LED CR51 : Indique que FU2 est grillé (rouge).
LED CR55 : Indique que FU3 est grillé (rouge).
Lampe néon LT1 : indique que FU1 est grillé.
4. Points de test
| du point de test |
Description |
| P5 |
Alimentation régulée +5 V DC (±5 %) |
| DCOM |
Point de référence commun 0 V |
| P15 |
Alimentation régulée +15 V DC (±5%) |
| N15 |
Alimentation régulée -15 V DC (±5 %) |
| ACCT |
Signal ACCT de DCFB vers SDCC |
IV. Description détaillée de l'interface
1. Interface d'alimentation et de contrôle (2PL)
Le connecteur 2PL fournit des connexions de signaux d'alimentation et de contrôle entre la carte DCFB et les cartes NTB/3TB, STBA, SLCC et SDCC/LDCC :
| de broche |
du signal |
Description |
| 2PL-1 |
/PSEN |
Activation de l'alimentation (actif faible) |
| 2PL-2 |
-15V |
-15 Vcc, ±5 % |
| 2PL-3 |
+15V |
+15 Vcc, ±5 % |
| 2PL-4 |
DCOM |
Conduire commun |
| 2PL-5 |
+5V |
+5 V CC, ±5 % |
| 2PL-6 |
+5V |
+5 V CC, ±5 % |
| 2PL-7 |
DCOM |
Conduire commun |
| 2PL-8 |
-24V |
-24 Vcc, ±20 % |
| 2PL-9 |
+24V |
+24 Vcc, ±20 % |
2. Interface de contrôle principale (1PL)
Le connecteur 1PL est l'interface de communication principale entre la carte DS200DCFBG1B et la carte de commande principale SDCC/LDCC, transmettant les signaux de fréquence VCO, les signaux de commande et les retours d'état :
| de broche |
du signal |
Description |
| 1PL-6 |
VENTILATEUR5 |
Sortie analogique tension moteur n°2 |
| 1PL-8 |
FIN0 |
Shunt d'armature CC #1, sortie VCO |
| 1PL-9 |
FIN1 |
Shunt de courant de champ moteur #1 Sortie VCO |
| 1PL-10 |
FIN2 |
Shunt d'induit CC #2 Sortie VCO |
| 1PL-11 |
FIN4 |
Retour de tension de ligne AC V1-V2 |
| 1PL-12 |
FIN5 |
Retour de tension de ligne AC V1-V3 |
| 1PL-13 |
FIN6 |
Retour de tension du pont CC |
| 1PL-16 |
/ENREV |
Activer les SCR à induit inversé |
| 1PL-17 |
/FRFWD |
Activer les SCR à armature avant |
| 1PL-18 |
/FF2 |
Tir SCR du champ n°2 |
| 1PL-19 |
/FF1 |
Tir SCR sur le terrain n°1 |
| 1PL-29 |
SYNCHRONISATION |
Signal de synchronisation de ligne CA |
| 1PL-31 |
/RST1 |
Réinitialisation du système |
| 1PL-32 |
FLD1CTRL |
Activation du contrôle du champ n° 1 |
| 1PL-33 |
FLD2CTRL |
Activation du contrôle du champ n°2 |
| 1PL-34 |
MAC1 |
Entraînement à contacteur MA |
| 1PL-35 |
MAC2 |
Contacteur MD n°1 variateur |
| 1PL-36 |
MAC3 |
Entraînement du contacteur MD n°2 |
| 1PL-37 |
VFBB |
Point de test de retour de tension continue |
| 1PL-39 |
FIN7 |
Retour de tension moteur Sortie VCO |
3. Interface de tir SCR (5PL)
Le connecteur 5PL envoie des signaux de déclenchement SCR à la carte Power Connect DS200PCCA :
| Broches |
Signal |
Description |
| 5PL-1 à 5PL-12 |
A1F-A6F |
Impulsions de tir SCR du pont avant |
| 5PL-13 à 5PL-24 |
A1R-A6R |
Impulsions de déclenchement SCR du pont inversé (uniquement pour les ponts inverseurs) |
| 5PL-2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24 |
P24 |
Sortie +24 V |
4. Interface de transformateur de courant alternatif (1CPL)
Le connecteur 1CPL se connecte aux transformateurs de courant alternatif sur les phases L1 et L3 :
| de broche |
du signal |
Description |
| 1CPL-1 |
ACCT1 |
Entrée courant L1 ACCT (blanc) |
| 1CPL-2 |
ACCTCOM |
Commun d'entrée de courant L1 ACCT (rouge) |
| 1CPL-3 |
ACCTCOM |
Commun d'entrée de courant L3 ACCT (rouge) |
| 1CPL-4 |
ACCT3 |
Entrée courant L3 ACCT (blanc) |
5. Interface de contrôle des contacteurs (MACPL)
Le connecteur MACPL fournit les sorties du variateur de contacteur MD :
| de broche |
du signal |
Description |
| MACPL-1 |
MD1CTRL |
Sortie commune de commande du contacteur MD n°1 |
| MACPL-2 |
MDCTRLPW |
Contrôle du contacteur MD #1, sortie 24 V CC |
| MACPL-3 |
MD2CTRL |
Sortie commune de commande du contacteur MD #2 |
| MACPL-4 |
MDCTRLPW |
Contrôle du contacteur MD #2, sortie 24 V CC |
6. Terminaux poignardés
Les bornes Stab sont utilisées pour connecter des signaux haute tension :
| de borne |
du signal |
Description |
| V1 |
Tension de ligne CA phase A |
Phase A |
| V2 |
Tension de ligne CA phase B |
Phase B |
| V3 |
Tension de ligne CA phase C |
Phase C |
| P1A |
Tension positive du pont CC |
Positif |
| P2A |
Tension négative du pont CC |
Négatif |
| VM1A |
Tension positive de l'induit du moteur |
Positif (retour sur le terrain du générateur) |
| VM1B |
Tension négative de l'induit du moteur |
Négatif (retour sur le terrain du générateur) |
| VM2A |
Tension positive de l'induit du moteur n°2 |
Positif (retour de tension de la batterie) |
| VM2B |
Tension négative de l'induit du moteur n°2 |
Négatif (retour de tension de la batterie) |
V. Configuration et paramètres
1. Configuration du cavalier (JP)
Les cavaliers sur la carte DS200DCFBG1B sont utilisés pour configurer les sources de signaux d'entrée, la sélection du circuit VCO et l'atténuation du signal. Les descriptions des cavaliers clés incluent :
| du cavalier |
Fonction |
Position 1-2 |
Position 2-3 |
| JP1 |
Source de signal de synchronisation de ligne CA |
Généré par DCFB |
Généré par TCCB (EX2000) |
| JP2 |
Temporisation de retombée du contacteur AC |
Normal (environ 100 ms) |
Délai minimum (test de fabrication) |
| JP3-JP7 |
Configuration du shunt d'induit n°1 |
Saisie directe |
Redimensionné pour l'isolateur analogique |
| JP8-JP12 |
Configuration du shunt d'induit n°2 |
Saisie directe |
Redimensionné pour l'isolateur analogique |
| JP13 |
Mise à l'échelle des shunts (BKC et versions ultérieures) |
Pour shunt d'alimentation sur site |
Pour shunt totalisateur multipont |
2. Configuration du commutateur DIP (logiciel)
Les commutateurs DIP sont utilisés pour configurer les plages de tension et les charges des transformateurs de courant :
| du commutateur |
de la fonction |
Description |
| SW1-SW3 |
Plage de tension de ligne CA |
Paramètres 0-2, max 308-617 V AC (jusqu'à 1 535 V avec atténuateurs) |
| SW4 |
Plage de rétroaction de tension du pont CC |
Idem que ci-dessus |
| SW5 |
Plage de retour de tension du moteur à courant continu |
Idem que ci-dessus |
| SW6 |
Plage de retour analogique de tension moteur |
Idem que ci-dessus |
| SW7 |
Sélection du fardeau de l'ACCT |
Paramètres 0-15, basés sur le courant nominal et le rapport de transformation du TC |
Remarque importante : les paramètres d'usine de tous les cavaliers et commutateurs DIP sont documentés sur la fiche technique de test fournie avec chaque contrôleur. Lors du remplacement d'une carte DS200DCFBG1B, tous les cavaliers et commutateurs de la nouvelle carte doivent être réglés sur les mêmes positions que sur la carte à remplacer.
VI. Installation et entretien
1. Emplacement de montage
La carte DS200DCFBG1B est normalement montée dans le support de carte derrière la carte de contrôle du variateur (SDCC/LDCC), face à l'avant (pour certaines applications EX2000, elle peut se trouver à un emplacement différent).
2. Procédure de remplacement
Couper l'alimentation : coupez toute alimentation du variateur, puis attendez plusieurs minutes que tous les condensateurs d'alimentation se déchargent. Testez tous les circuits électriques avant de les toucher pour vous assurer que l’alimentation est coupée.
Porte de l'armoire ouverte : ouvrez la porte de l'armoire de l'équipement pour accéder aux cartes de câblage imprimé.
Libérez les languettes de verrouillage : tirez les languettes de verrouillage situées de chaque côté du rack de carte, puis soulevez le support de carte avant (avec la carte de commande du lecteur) et inclinez-le vers l'avant et vers le bas pour accéder à la carte DCFB.
Débranchez les câbles : débranchez soigneusement tous les câbles de la carte DCFB.
Libérer les boutons-pression en plastique : repoussez les boutons-pression en plastique (supports) pour libérer la carte DCFB du support de carte.
Vérifier la configuration : vérifiez que tous les cavaliers et commutateurs de la nouvelle carte DCFB (de remplacement) sont placés dans les mêmes positions que sur l'ancienne carte.
Installer une nouvelle carte : orientez la nouvelle carte DCFB dans la même position que celle retirée et installez-la sur le support de carte. Assurez-vous que tous les boutons-pression en plastique se remettent en place pour fixer la planche.
Rebranchez les câbles : rebranchez tous les câbles à la carte DCFB comme indiqué et assurez-vous que les câbles sont correctement installés aux deux extrémités.
Ajuster les paramètres EE : effectuez la procédure de réglage des paramètres EE selon les besoins.
Fermez et sécurisez : relevez le support de carte avant en position, faites glisser la ou les languettes de verrouillage sur le côté du rack de carte en position de verrouillage, puis fermez la porte de l'armoire de lecteurs.
3. Recommandations d'entretien
Remplacement des fusibles : les fusibles FU1, FU2 et FU3 sont les seuls composants remplaçables par l'utilisateur sur la carte DCFB. Si d'autres composants tombent en panne, la carte doit être remplacée dans son ensemble.
Précautions antistatiques : portez toujours un bracelet antistatique lorsque vous manipulez la planche. Rangez la planche dans un sac antistatique lorsqu'elle n'est pas utilisée.
Inspections régulières : vérifiez périodiquement l'état des LED et de la lampe au néon pour garantir le bon fonctionnement de l'alimentation électrique.
Gestion des pièces de rechange : il est recommandé de conserver au moins une carte DCFB identique sur site comme pièce de rechange afin de minimiser les temps d'arrêt en cas de panne.
VII. Diagnostic des défauts
1. Indications des lampes LED et néon
| L'indicateur |
indique lorsqu'il est allumé |
| CR51 (LED rouge) |
Le fusible FU2 (+ligne 24 V vers régulateur +15 V) est grillé |
| CR55 (LED rouge) |
Le fusible FU3 (ligne -24 V vers régulateur -15 V) est grillé |
| LT1 (lampe néon) |
Le fusible FU1 (ligne 115 V CA) est grillé |
2. Défauts courants et dépannage
| Symptôme de panne |
Cause possible |
Action recommandée |
| FU2 souffle à plusieurs reprises |
Court-circuit accidentel de +24 V DC |
Vérifiez les erreurs de sonde ou les problèmes de câblage au niveau du bornier. |
| FU3 souffle à plusieurs reprises |
Court-circuit accidentel de -24 V DC |
Vérifiez les erreurs de sonde ou les problèmes de câblage au niveau du bornier. |
| FU1 souffle |
Surcharge ou court-circuit sur une charge de 115 V CA |
Vérifiez les charges du ventilateur ou les périphériques externes |
| /PSEN élevé |
Alimentation +5 V hors régulation |
Vérifiez l'état de FU2 ; La carte DCFB devra peut-être être remplacée |
| Pas de sortie VCO |
Erreur de signal d’entrée ou de configuration |
Vérifiez les paramètres des cavaliers et des commutateurs DIP |
VIII. Applications
La carte d'alimentation DS200DCFBG1B est largement utilisée dans les applications industrielles suivantes :
Systèmes d'entraînement CC DC2000 : fournit une puissance de contrôle et un traitement de retour pour les entraînements de moteur CC.
Systèmes de contrôle numérique CB2000 : sert de module principal d'alimentation électrique et de conditionnement de signal.
Systèmes d'excitation EX2000 : utilisés pour le contrôle de l'excitation du générateur, fournissant un traitement de puissance et de rétroaction.
Systèmes de contrôle de fréquence FC2000 : Fournit des fonctions de contrôle et de protection dans les systèmes d'entraînement à fréquence variable.
Systèmes de contrôle de générateur GF2000 : Utilisés pour l’excitation et la protection du générateur.
Systèmes de commande de moteur ME2000 : Fournit le conditionnement de l'alimentation et des signaux dans les applications de commande de moteur.
Systèmes de variateur IGBT AC2000 : fournit une puissance de niveau de contrôle dans les systèmes de variateur CA.
