Le DS200SDCIG1A est une carte d'alimentation et d'instrumentation CC conçue par General Electric (GE) Drive Systems pour ses variateurs CC série DC2000. Appartenant à la série SDCI (Dc Power Supply and Instrumentation Board), cette carte fait partie du groupe G1 et représente la révision A. Il s'agit d'un composant essentiel du système de variateur DC DC2000, responsable de la conversion de puissance, du conditionnement du signal et de la mesure des instruments, et convient aux applications de variateur avec des tensions d'entrée jusqu'à 600 V CA.
La fonction principale de la carte d'alimentation et d'instrumentation CC SDCI est de convertir la puissance d'entrée du transformateur de puissance de commande en diverses alimentations logiques requises par le système de commande du variateur. De plus, il fournit des circuits d'alimentation de champ moteur, des circuits de déclenchement SCR d'armature, ainsi que la mesure et le conditionnement des signaux de ligne CA et de moteur CC. Cette carte intègre plusieurs fonctions, notamment la conversion de puissance, la mesure du signal et le pilotage de grille, ce qui en fait un composant essentiel pour obtenir un contrôle précis et une protection fiable dans les systèmes de variateur DC2000.
La version G1 de la carte SDCI comprend une excitatrice de champ interne évaluée à ≤10 A, ce qui la rend adaptée aux applications de variateur CC de petite et moyenne taille. La principale différence entre la version G1 et la version G2 (utilisée avec des excitateurs externes) réside dans la configuration du circuit d'excitation de champ interne. La carte DS200SDCIG1A est conçue pour répondre aux exigences des applications de variateurs industriels et présente les caractéristiques suivantes :
Sorties d'alimentation multiples : fournit des alimentations logiques +5 V CC (4 A), ±15 V CC (0,4 A chacune), ±24 V CC et 115 V CA (0,4 A).
Circuit d'alimentation du champ moteur : alimente le champ moteur (à l'exclusion du module SCR).
Circuit de déclenchement SCR d'induit : pilote les transformateurs d'impulsions de grille pour les SCR d'induit.
Mesure complète du signal : mesure le courant d'induit, la tension d'induit, le courant de champ, le courant de ligne CA, l'amplitude de la tension de ligne CA et la séquence de phases.
Cavaliers matériels configurables : prend en charge la configuration de diverses fonctions via des cavaliers matériels.
Circuits de protection complets : plusieurs fusibles avec indicateurs d'état pour un diagnostic pratique des pannes.
Ce produit est largement utilisé dans les systèmes d'entraînement CC et les applications de contrôle d'entraînement industriel, en particulier dans les environnements industriels nécessitant des alimentations extrêmement fiables et une mesure précise du signal.
II. Fonctions clés
1. Plusieurs sorties de puissance logiques
La carte DS200SDCIG1A convertit la puissance d'entrée du transformateur de puissance de contrôle en plusieurs sorties CC et CA stables :
+5 V CC, 4 A : Fournit l'alimentation de fonctionnement de base à la carte de commande principale (SDCC) du système de commande du variateur.
±15 V CC, 0,4 A chacun : alimente les circuits analogiques et les circuits de conditionnement de signaux.
±24 V CC : fournit l'alimentation aux relais et aux charges externes.
115 V CA, 0,4 A : Fournit une alimentation CA pour les appareils externes tels que les ventilateurs d'armoire.
Toutes les sorties de puissance sont protégées par une protection contre les surintensités et l'état des fusibles est indiqué via des LED ou des lampes au néon.
2. Circuit de puissance du champ moteur
La carte DS200SDCIG1A comprend un circuit d'alimentation de champ moteur (à l'exclusion du module SCR) qui fournit une puissance d'excitation à l'enroulement de champ du moteur à courant continu. La version G1 comprend une excitatrice de champ interne évaluée à ≤10 A, adaptée aux applications de variateur de petite et moyenne taille. Le circuit d'alimentation de terrain est protégé par les fusibles FU5 et FU6, avec des lampes au néon LT5 et LT6 indiquant l'état des fusibles.
3. Circuit de déclenchement SCR à armature
La carte DS200SDCIG1A fournit des circuits pour piloter les transformateurs d'impulsions de grille pour les SCR d'armature. Il s'interface avec la carte de commande principale (SDCC) via le connecteur 1PL, recevant les signaux de déclenchement du SDCC et les convertissant en niveau de puissance requis pour piloter les portes SCR.
4. Circuits de mesure du signal et d’instrumentation
La carte DS200SDCIG1A intègre plusieurs circuits de mesure de signaux pour surveiller les conditions de fonctionnement du système de variateur :
Mesure du courant d'induit : mesure le courant d'induit via un shunt.
Mesure de la tension d'induit : mesure l'amplitude de la tension d'induit.
Mesure du courant de champ : mesure le courant de champ du moteur.
Mesure du courant de ligne CA : mesure le courant de ligne CA sur les phases L1 et L3 via des transformateurs de courant CA (ACCT).
Mesure de la tension de ligne CA : mesure l'amplitude de la tension de ligne CA et la séquence de phases.
Ces signaux de mesure sont transmis à la carte de commande principale SDCC via le connecteur 1PL pour les fonctions de contrôle et de protection en boucle fermée.
5. Circuit de commande du contacteur MA
La carte DS200SDCIG1A comprend un circuit de commande de contacteur MA AC. Le cavalier matériel JP2 est utilisé pour configurer le délai de retombée du contacteur. En fonctionnement normal, ce circuit retarde l'ouverture du contacteur CA pour garantir que tout le courant de charge a été éteint. Le cavalier JP2 fournit un délai d'environ 100 ms (fonctionnement normal) ou un délai minimum (test de fabrication).
6. Circuit de commande du contacteur MD
La carte DS200SDCIG1A fournit une sortie de commande de contacteur MD. Le cavalier matériel JP1 est utilisé pour configurer la source de contrôle du contacteur MD :
7. Interface du transformateur de courant de ligne CA
La carte DS200SDCIG1A utilise le commutateur SW1 pour sélectionner la résistance de charge pour les transformateurs de courant de ligne CA, s'adaptant aux systèmes de variateur avec différents courants nominaux. Les paramètres SW1 à 16 positions sont sélectionnés en fonction du courant CC nominal du variateur et du rapport de transformation du TC, garantissant ainsi le fonctionnement correct de la fonction de protection contre les surintensités instantanées CA (IOC). Lorsque le courant secondaire ACCT de la ligne principale dépasse 144 mA, les TC sont acheminés via des TC abaisseurs 10:1 sur la carte SHV/SHVM.
III. Architecture matérielle
1. Structure du conseil d'administration
La carte DS200SDCIG1A utilise une structure de carte de circuit imprimé standard et est installée dans l'armoire de commande du variateur, située derrière la carte de commande principale SDCC. Le tableau comprend :
Circuits d'alimentation multiples : fournissent des sorties +5 V, ±15 V, ±24 V CC et 115 V CA.
Circuits de mesure de signal : pour mesurer le courant d'induit, la tension, le courant de champ, le courant de ligne CA et la tension de ligne CA.
Circuits de commande de grille : commandez les transformateurs d'impulsions de grille SCR à armature.
Circuits de protection : plusieurs fusibles (FU1-FU3, FU5, FU6).
Indicateurs d'état : lampes au néon (LT1, LT5, LT6) et LED (CR51, CR55).
Composants configurables : cavaliers JP1, JP2 et interrupteur SW1.
Connecteurs multiples : 1PL, 2PL, 5PL, 1CPL, CNPL, CPTPL, FAPL, NPL, PPL, etc.
2. Emplacement de montage
La carte DS200SDCIG1A est installée dans le support de carte de l'armoire de commande du variateur, situé derrière la carte de commande principale SDCC. Pour remplacer la carte SDCI, la carte SDCC doit être soulevée vers l'avant pour accéder à la carte SDCI.
3. Description du connecteur
La carte DS200SDCIG1A comprend divers connecteurs pour l'alimentation, les signaux de commande et les signaux de mesure :
| du connecteur |
Description de la fonction |
| 1 PL |
Communication E/S avec la carte de commande principale SDCC |
| 2PL |
Entrée d'alimentation de la carte d'alimentation vers le SDCI |
| 5PL |
E/S avec la carte PCCA Power Connect |
| 1CPL |
Entrée du transformateur de courant alternatif |
| CNPL |
Sortie de commande du contacteur MA |
| CPTPL |
Sortie du transformateur de puissance de contrôle |
| FAPL |
Puissance de sortie du ventilateur |
| PNP |
Connexion de la cathode et de la grille N2 SCR |
| PPL |
Connexion de la cathode et de la grille P1 SCR |
4. Fusibles et indicateurs
| du fusible |
de fonction |
Indicateur |
| FU1 |
Fusible d'alimentation 115 V CA, 1/2 A, 2AG |
LT1 (lampe néon) |
| FU2 |
Fusible d'alimentation +24 V, +15 V, +5 V, 7 A, 2AG |
CR51 (LED rouge) |
| FU3 |
Fusible d'alimentation -24 V, -15 V, 7 A, 2AG |
CR55 (LED rouge) |
| FU5 |
Fusible interne NRX 10 A sur site et/ou ensemble MOV, 15 A |
LT5 (lampe néon) |
| FU6 |
Fusible interne NRX 10 A sur site et/ou ensemble MOV, 15 A |
LT6 (lampe néon) |
IV. Description détaillée de l'interface
1. Connecteur 1PL
Le connecteur 1PL est l'interface de communication principale entre la carte SDCI et la carte de commande principale SDCC, transmettant :
Signaux d'état de l'alimentation (DPSEN)
Signaux de retour de courant de phase (/IA, /IB, /IC)
Signaux de retour de tension (V(BA), V(CA), VDC)
Signal de synchronisation de ligne (LINESYN)
Signaux d'activation du variateur de porte (ENA, ENB, ENC)
Signaux de défaut (FAULT1, FAULT2)
Signal de réinitialisation du système (/RST1)
2. Connecteur 2PL
Le connecteur 2PL fournit des entrées d'alimentation de la carte d'alimentation au SDCI, notamment :
/PSEN : signal d'activation de l'alimentation
Alimentation ±15 V CC, ±24 V CC et +5 V CC
DCOM : commun alimentation
3. Connecteur 5PL
Le connecteur 5PL se connecte à la carte PCCA Power Connect, transmettant les signaux d'impulsion de la porte SCR.
4. Connecteur 1CPL
Le connecteur 1CPL se connecte aux transformateurs de courant alternatif (ACCT) sur les phases L1 et L3, amenant les signaux de courant secondaire du CT dans la carte SDCI.
5. Connecteurs CNPL, CPTPL, FAPL
Ces connecteurs s'interfacent avec des périphériques externes :
CNPL : sortie de commande du contacteur MA
CPTPL : sortie du transformateur de puissance de contrôle
FAPL : puissance de sortie du ventilateur
6. Connecteurs NPL, PPL
Ces connecteurs s'interfacent avec la grille et la cathode du module SCR :
V. Configuration et paramètres
1. Configuration du cavalier matériel
Le matériel configurable sur la carte DS200SDCIG1A comprend deux cavaliers (JP1, JP2) et un commutateur DIP (SW1) :
| du cavalier/commutateur |
Fonction |
Position par défaut |
Description |
| JP1 |
Source de commande du contacteur MD |
1-2 (MD contrôlé par le logiciel MCP) |
2-3 : Matériel MD asservi au fonctionnement MA |
| JP2 |
Retard de retombée du contacteur MA AC |
1-2 (fonctionnement normal, délai d'environ 100 ms) |
2-3 : délai minimum (test de fabrication) |
| SW1 |
Sélection du fardeau de l'ACCT |
Basé sur la configuration du lecteur |
16 positions correspondant aux différentes plages de courant secondaire des TC |
2. Paramètres du commutateur DIP SW1
SW1 sélectionne la résistance de charge pour les transformateurs de courant de ligne AC. Le réglage est basé sur le courant CC nominal du variateur et le rapport de transformation du TC :
| de position |
État du commutateur |
Plage de courant secondaire du TC (mA) |
| 0 |
Tout est éteint |
0,0 ≤ Ict < 6,1 |
| 1 |
1 sur |
6,1 ≤ Ict < 13,4 |
| 2 |
2 sur |
13,4 ≤ Ict < 21,1 |
| 3 |
1,2 sur |
21,1 ≤ Ict < 28,4 |
| 4 |
3 sur |
28,4 ≤ Ict < 39,3 |
| 5 |
1,3 sur |
39,3 ≤ Ict < 46,7 |
| 6 |
2,3 sur |
46,7 ≤ Ict < 54,4 |
| 7 |
1,2,3 sur |
54,4 ≤ Ict < 61,8 |
| 8 |
4 sur |
61,8 ≤ Ict < 88,7 |
| 9 |
1,4 sur |
88,7 ≤ Ict < 96,0 |
| 10 |
2,4 sur |
96,0 ≤ Ict < 103 |
| 11 |
1,2,4 sur |
103 ≤ Ict < 111 |
| 12 |
3,4 sur |
111 ≤ Ict < 122 |
| 13 |
1,3,4 sur |
122 ≤ Ict < 129 |
| 14 |
2,3,4 sur |
129 ≤ Ict < 137 |
| 15 |
Tout est allumé |
137 ≤ Ict < 144 |
3. Considérations relatives au remplacement des fusibles
FU1 : fusible d’alimentation 115 Vca. En cas de panne, vérifiez s'il y a des erreurs de câblage ou une surcharge. Lorsqu'elle est soufflée et qu'une charge est connectée, la lampe au néon LT1 s'allume.
FU2 : fusible d'alimentation +24 V, +15 V, +5 V. Généralement causé par un court-circuit accidentel de +24 V. Si le fusible continue de griller avec 1PL, 2PL et 5PL déconnectés, remplacez la carte SDCI.
FU3 : fusible d'alimentation -24 V, -15 V. Généralement causé par un court-circuit accidentel de -24 V. Si le fusible continue de griller avec 1PL, 2PL et 5PL déconnectés, remplacez la carte SDCI.
FU5/FU6 : Fusibles internes NRX 10 A sur site et/ou ensemble MOV. En cas de grillage, les lampes au néon LT5/LT6 s'allument. Les causes possibles incluent une carte SDCI défectueuse, un assemblage MOV défectueux, un boîtier SCR sur site défectueux ou un court-circuit de câblage.
VI. Installation et entretien
1. Emplacement de montage
La carte DS200SDCIG1A est installée dans le support de carte de l'armoire de commande du variateur, situé derrière la carte de commande principale SDCC. Pour remplacer la carte SDCI, la carte SDCC doit être soulevée vers l'avant pour accéder à la carte SDCI.
2. Procédure de remplacement
Mise hors tension : coupez l'alimentation du lecteur, attendez plusieurs minutes que les condensateurs d'alimentation se déchargent et effectuez un test pour vérifier qu'il n'y a pas d'alimentation.
Porte de l'armoire ouverte : accédez à la zone de la carte de câblage imprimé, en localisant la carte SDCC orientée vers l'avant.
Soulevez la carte SDCC : tirez les verrous de chaque côté du boîtier, soulevez la carte SDCC et inclinez-la vers l'avant pour exposer la carte SDCI.
Débranchez les câbles : débranchez soigneusement tous les câbles. Pour les câbles plats, saisissez les côtés du connecteur du câble et tirez doucement ; pour les câbles dotés de languettes, tirez délicatement sur la languette.
Boutons-pression de dégagement : repoussez les boutons-pression en plastique pour retirer l'ancienne carte SDCI.
Configurer la nouvelle carte : définissez tous les composants configurables (JP1, JP2, SW1) de la nouvelle carte sur les mêmes positions que sur la carte à remplacer.
Installer une nouvelle carte : installez la nouvelle carte SDCI, en vous assurant que tous les boutons-pression sont bien en place.
Rebranchez les câbles : rebranchez tous les câbles comme indiqué, en vous assurant qu'ils sont correctement installés aux deux extrémités.
Réinitialiser la carte SDCC : remettez la carte SDCC dans sa position et verrouillez les verrous.
3. Recommandations d'entretien
Précautions ESD : portez toujours une sangle de mise à la terre lors de la manipulation des cartes. Rangez les planches dans des sacs antistatiques.
Inspection périodique : vérifiez que les connecteurs ne sont pas desserrés et que les indicateurs d'état des fusibles fonctionnent correctement.
Gestion des pièces de rechange : il est recommandé de conserver au moins une carte SDCI identique sur site comme pièce de rechange afin de minimiser les temps d'arrêt.
Inspection des fusibles : vérifiez régulièrement l’état de tous les fusibles ; si l'un d'entre eux est grillé, recherchez-en rapidement la cause.
VII. Applications
La carte d'alimentation et d'instrumentation CC DS200SDCIG1A est largement utilisée dans les applications industrielles suivantes :
Systèmes d'entraînement CC DC2000 : Fournit des fonctions de conversion de puissance et de mesure du signal pour les entraînements de moteur CC.
Variateurs CC de petite et moyenne taille : La version G1 comprend une excitatrice de champ interne ≤ 10 A, adaptée aux applications de variateur CC de petite et moyenne taille.
Contrôle des processus industriels : fournit une puissance de contrôle et une mesure de rétroaction dans les processus industriels nécessitant des entraînements par moteur à courant continu.
Mises à niveau du système et projets de modernisation : remplace les cartes d'alimentation et d'instrumentation des anciens systèmes de transmission, améliorant ainsi la fiabilité du système.
