IS200AEPAH1A (वैकल्पिक ऊर्जा पिच एक्सिस) एक विशेष I/O नियंत्रण मॉड्यूल है जिसे जनरल इलेक्ट्रिक (GE) द्वारा अपने 1.5 मेगावाट पवन टर्बाइनों के पिच नियंत्रण प्रणाली (PCS) के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह मॉड्यूल पिच एक्सिस कंट्रोलर (एईपीए) का एक संस्करण है और बीपीपीबी प्रोसेसर बोर्ड के साथ संगत है। इसका प्राथमिक कार्य व्यक्तिगत पवन टरबाइन ब्लेड का सटीक कोणीय नियंत्रण है। AEPAH1A मॉड्यूल हब के भीतर एक्सिस बॉक्स में स्थापित किया गया है, प्रत्येक ब्लेड के लिए एक AEPA मॉड्यूल समर्पित है, जो तीनों ब्लेडों का स्वतंत्र नियंत्रण प्रदान करने के लिए एक साथ काम करता है।
पिच प्रणाली की मुख्य निष्पादन इकाई के रूप में, IS200AEPAH1A मॉड्यूल केंद्रीय मास्टर नियंत्रक, AEPC (वैकल्पिक ऊर्जा पिच केंद्र) से स्थिति आदेश प्राप्त करने के लिए जिम्मेदार है। यह इन आदेशों को मोटर टॉर्क सिग्नल में परिवर्तित करता है जो डीसी पिच मोटर को चलाता है, जिससे टरबाइन की रोटर गति और टॉर्क का सटीक नियंत्रण प्राप्त करने के लिए ब्लेड कोण को समायोजित किया जाता है।
सिस्टम आर्किटेक्चर और एकीकरण
1. सिस्टम संरचना
पिच नियंत्रण प्रणाली (पीसीएस) में निम्नलिखित मुख्य घटक शामिल हैं:
सेंटर बॉक्स: इसमें एईपीसी मॉड्यूल शामिल है, जो बिजली वितरण, सिग्नल एकत्रीकरण और मुख्य टरबाइन नियंत्रक के साथ संचार के लिए जिम्मेदार है।
एक्सिस बॉक्स: प्रति ब्लेड एक, जिसमें AEPA मॉड्यूल (उदाहरण के लिए, AEPAH1A), एक 3-चरण ट्रांसफार्मर, रेक्टिफायर, पावर कनवर्टर और डीसी संपर्ककर्ता होते हैं।
बैटरी बॉक्स: आपातकालीन पंख लगाने के लिए बैकअप पावर प्रदान करता है।
पिच मोटर: एक इंटीग्रल ब्रेक और एक वृद्धिशील एनकोडर के साथ एक डीसी मोटर।
एक्सिस बॉक्स में स्थित IS200AEPAH1A मॉड्यूल, नियंत्रण आदेशों और मोटर निष्पादन के बीच महत्वपूर्ण कड़ी है।
2. नेटवर्क संचार संरचना
IS200AEPAH1A ईथरनेट के माध्यम से AEPC मॉड्यूल के साथ संचार करता है, जिससे एक स्टार नेटवर्क टोपोलॉजी बनती है:
AEPC को RS-422 सीरियल लिंक के माध्यम से बैचमैन® पीएलसी से ब्लेड एंगल कमांड प्राप्त होता है।
AEPC इन आदेशों को ईथरनेट पर तीन AEPA मॉड्यूल (AEPAH1A सहित) में वितरित करता है।
AEPA मॉड्यूल वर्तमान ब्लेड कोण, मोटर की स्थिति, खराबी की जानकारी आदि को AEPC को फीड करता है, जिसे बाद में मुख्य टरबाइन नियंत्रक को रिले किया जाता है।
यह संरचना नियंत्रण आदेशों के कम-विलंबता संचरण और सिस्टम स्थिति की कुशल निगरानी सुनिश्चित करती है।
IS200AEPAH1A के मुख्य कार्य
1. ब्लेड स्थिति नियंत्रण
IS200AEPAH1A को AEPC से एक स्थिति निर्धारित बिंदु प्राप्त होता है। एक आंतरिक कैस्केड नियंत्रण लूप (स्थिति-गति-टोक़) के माध्यम से, यह ब्लेड को लक्ष्य कोण पर घुमाने के लिए पिच मोटर को चलाता है। यह उच्च नियंत्रण परिशुद्धता और तेज़ प्रतिक्रिया प्रदान करता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि टरबाइन अलग-अलग हवा की स्थिति में इष्टतम प्रदर्शन बनाए रखता है।
2. गति और टॉर्क विनियमन
मॉड्यूल में एक अंतर्निहित स्पीड रेगुलेटर और टॉर्क सीमित करने वाले कार्य शामिल हैं। यह मोटर ओवरलोड या नियंत्रण खोने से रोकने के लिए लोड परिवर्तन के आधार पर अपने आउटपुट को स्वचालित रूप से समायोजित कर सकता है। टॉर्क रेफरेंस सिग्नल मोटर पावर कनवर्टर के लिए 4-20 एमए एनालॉग सिग्नल के रूप में आउटपुट होता है।
3. मोटर सुरक्षा और स्थिति की निगरानी
IS200AEPAH1A लगातार मोटर मापदंडों जैसे करंट, वोल्टेज और तापमान की निगरानी करता है। इसमें ओवरकरंट, ओवरटेम्परेचर और रुकावट के खिलाफ सुरक्षा कार्य शामिल हैं। किसी असामान्यता का पता चलने पर, यह उपकरण क्षति को रोकने के लिए तुरंत अलार्म या शटडाउन चालू कर देता है।
4. एनकोडर फीडबैक प्रोसेसिंग
पिच मोटर में एक अंतर्निहित वृद्धिशील एनकोडर है। IS200AEPAH1A वास्तविक समय में मोटर गति और वास्तविक ब्लेड स्थिति की गणना करने के लिए एनकोडर सिग्नल प्राप्त करता है, जिससे एक बंद-लूप नियंत्रण प्रणाली बनती है जो स्थितिगत सटीकता सुनिश्चित करती है।
5. ब्रेक नियंत्रण
मॉड्यूल मल्टी-स्टेज वोल्टेज रणनीति का उपयोग करके पिच मोटर के विद्युत चुम्बकीय ब्रेक को नियंत्रित करता है: यह तेजी से पिकअप के लिए 150 एमएस के लिए 60 वीडीसी लागू करता है, 5 सेकंड के लिए 40 वीडीसी तक कम करता है, और फिर ऑपरेशन के दौरान ब्रेक जारी रखने के लिए 20 वीडीसी का होल्डिंग वोल्टेज बनाए रखता है।
6. आपातकालीन पंख लगाने का कार्य
ग्रिड पावर हानि या सुरक्षा लूप टूटने की स्थिति में, IS200AEPAH1A स्वचालित रूप से बैटरी पावर पर स्विच हो जाता है और ब्लेड को 90° पंख की स्थिति में ले जाता है, जिससे एक सुरक्षित टरबाइन शटडाउन सुनिश्चित होता है।
7. बैटरी प्रबंधन और स्व-परीक्षण
IS200AEPAH1A बैटरी वोल्टेज, करंट और चार्जिंग स्थिति की निगरानी के लिए RS-485 इंटरफ़ेस के माध्यम से बैटरी चार्जर्स के साथ संचार करता है। यह बैकअप पावर स्रोत की विश्वसनीयता को सत्यापित करने के लिए हर 30 मिनट में एक स्वचालित बैटरी स्व-परीक्षण भी शुरू करता है।
विस्तृत कार्य सिद्धांत
1. नियंत्रण लूप संरचना
IS200AEPAH1A के भीतर नियंत्रण तर्क तीन कैस्केड परतों में संरचित है:
स्थिति लूप: सेटपॉइंट और फीडबैक मान के बीच त्रुटि के आधार पर आवश्यक गति की गणना करता है।
स्पीड लूप: स्थिति लूप से स्पीड कमांड के आधार पर आवश्यक टॉर्क की गणना करता है।
टॉर्क लूप: मोटर टॉर्क को नियंत्रित करने के लिए पावर कनवर्टर को पीडब्लूएम सिग्नल या एनालॉग करंट सिग्नल आउटपुट करता है।
यह कैस्केड संरचना सिस्टम स्थिरता और गतिशील प्रतिक्रिया सुनिश्चित करती है।
2. विद्युत रूपांतरण और मोटर ड्राइव
मुख्य पावर इनपुट 400 वैक, 3-चरण है। इसे एक ट्रांसफार्मर द्वारा लगभग 63 वैक तक ले जाया जाता है और फिर 80 वीडीसी लिंक वोल्टेज बनाने के लिए इसे ठीक किया जाता है। पिच पावर कनवर्टर, IS200AEPAH1A द्वारा निर्देशित, सटीक टॉर्क नियंत्रण प्राप्त करने के लिए पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM) तकनीकों का उपयोग करके मोटर वोल्टेज और करंट को नियंत्रित करता है।
3. संचार प्रोटोकॉल और डेटा एक्सचेंज
IS200AEPAH1A AEPC के साथ संचार करने के लिए GE के स्वामित्व वाले ईथरनेट ग्लोबल डेटा (EGD) प्रोटोकॉल का उपयोग करता है। यह कोण, गति, टॉर्क और फॉल्ट कोड सहित विभिन्न सिग्नल प्रसारित करता है। सभी संकेतों की वास्तविक समय में निगरानी की जा सकती है और टूलबॉक्सएसटी सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके रिकॉर्ड किया जा सकता है।
4. पैरामीटरीकरण और अंशांकन
प्रत्येक IS200AEPAH1A मॉड्यूल में मापदंडों का एक अनूठा सेट होता है, जिसमें शामिल हैं:
गियर अनुपात
मोटर की अधिकतम गति
स्थिति/गति नियामक लाभ
त्वरण/मंदी दर सीमाएँ
ब्रेक नियंत्रण पैरामीटर
पैरामीटर्स को हैंडहेल्ड एचएमआई या टूलबॉक्सएसटी टूल के माध्यम से ऑनलाइन संशोधित किया जा सकता है। ब्लेड स्थिति अंशांकन (0° और 90° सीमा स्विच को संदर्भित करते हुए) भी इन इंटरफेस के माध्यम से किया जाता है।
हार्डवेयर विशिष्टताएँ और अनुकूलता
मॉडल: IS200AEPAH1A (BPPB प्रोसेसर बोर्ड के साथ एकल इकाई के रूप में भेजा गया)।
संगत संस्करण: IS200AEPAH1C (BPPC1 बोर्ड के साथ संगत, कंट्रोलएसटी सॉफ्टवेयर सूट V04.06 या बाद के संस्करण की आवश्यकता है)।
ऑपरेटिंग तापमान: -30°C से +50°C (हब के अंदर का परिवेश)।
बिजली की आवश्यकताएँ: 24 वीडीसी नियंत्रण शक्ति; 80 वीडीसी अधिकतम मोटर शक्ति।
संचार इंटरफेस: ईथरनेट (ईजीडी), आरएस-485 (चार्जर/कन्वर्टर संचार के लिए)।
इंस्टालेशन: प्लग-इन मॉड्यूल, जिसमें एंटी-स्टैटिक हैंडलिंग सावधानियों की आवश्यकता होती है।
कॉन्फ़िगरेशन और रखरखाव उपकरण
1. टूलबॉक्सएसटी सॉफ्टवेयर
GE का टूलबॉक्सST एप्लिकेशन IS200AEPAH1A मॉड्यूल को कॉन्फ़िगर करने, निगरानी करने और निदान करने के लिए प्राथमिक उपकरण है। प्रमुख विशेषताओं में शामिल हैं:
चर की ऑनलाइन निगरानी (स्थिति, गति, वर्तमान, वोल्टेज, आदि)
दोष विश्लेषण के लिए रुझान रिकॉर्डिंग (निविदा)।
इवेंट डेटा कैप्चर करने के लिए डायनेमिक डेटा रिकॉर्डर (डीडीआर)।
पैरामीटर संशोधन और नियंत्रक प्रोग्राम डाउनलोड
दोष अलार्म और निदान देखना
2. हैंडहेल्ड HMI (Exor ePALM10)
निम्नलिखित कार्यों का समर्थन करते हुए स्थानीय मैन्युअल संचालन के लिए उपयोग किया जाता है:
ब्लेड जॉगिंग
गियर अनुपात पैरामीटर सेट करना
ब्लेड स्थिति अंशांकन निष्पादित करना
आईपी पते देखना और सेट करना
विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
1. सामान्य ऑपरेशन मोड
ऑटो मोड में, IS200AEPAH1A को इष्टतम पवन ऊर्जा कैप्चर के लिए ब्लेड कोण को लगातार समायोजित करने के लिए मुख्य टरबाइन नियंत्रक से आदेश प्राप्त होते हैं।
2. रखरखाव मोड
मैनुअल मोड में, तकनीशियन इंस्टॉलेशन, कमीशनिंग या रखरखाव के लिए ब्लेड की गति को सीधे नियंत्रित करने के लिए हैंडहेल्ड एचएमआई का उपयोग करते हैं।
3. आपातकालीन फ़ेदरिंग मोड
सुरक्षा लूप टूटने या मुख्य बिजली की विफलता का पता चलने पर, IS200AEPAH1A ब्लेड को सुरक्षित 90° पंख की स्थिति में चलाने के लिए स्वचालित रूप से बैटरी पावर पर स्विच हो जाता है।
