IS200DSFCG1A एक 1000/1800 Amp IGBT गेट ड्राइवर/शंट फीडबैक बोर्ड है जिसे जनरल इलेक्ट्रिक (GE) ने अपनी इनोवेशन सीरीज़™ उत्पाद लाइन के लिए डिज़ाइन किया है। यह बोर्ड डीएसएफसी श्रृंखला के भीतर एक महत्वपूर्ण घटक है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेटेड (पीडब्लूएम) स्रोत पुलों और एसी ड्राइव सिस्टम में किया जाता है। डीएसएफसीजी1ए एक करंट सेंसिंग सर्किट, एक फॉल्ट डिटेक्शन सर्किट और दो आईजीबीटी गेट ड्राइव सर्किट को एकीकृत करता है। ड्राइवर और फीडबैक सर्किट दोनों उच्च-वोल्टेज और कम-वोल्टेज पक्षों के बीच सुरक्षित अलगाव सुनिश्चित करने के लिए गैल्वेनिक और ऑप्टिकल अलगाव प्रौद्योगिकियों का उपयोग करते हैं।
यह बोर्ड विशेष रूप से 600 वी एलएल आरएमएस एसी इनपुट के साथ ड्राइव/स्रोत अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है और 1000 एम्प और 1800 एम्प दोनों वर्तमान स्तरों के लिए रेटेड ड्राइव सिस्टम का समर्थन करता है। 1000 ए प्रणाली में, प्रति चरण एक डीएसएफसी बोर्ड की आवश्यकता होती है, कुल मिलाकर तीन बोर्ड। 1800 ए सिस्टम में, प्रति चरण 'डेज़ी चेन' कॉन्फ़िगरेशन में जुड़े दो डीएसएफसी बोर्ड की आवश्यकता होती है, कुल छह बोर्ड। DSFCG1A IS200BPIB ड्राइव ब्रिज पर्सनैलिटी इंटरफेस बोर्ड (BPIB) के माध्यम से ड्राइव कंट्रोल सिस्टम के साथ इंटरफेस करता है।
डीएसएफसीजी1ए बोर्ड को प्रत्येक चरण लेग के ऊपरी और निचले आईजीबीटी मॉड्यूल पर सीधे लगाया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि गेट ड्राइव आउटपुट और शंट इनपुट कनेक्शन जितना संभव हो उतना छोटा हो, जिससे परजीवी अधिष्ठापन और सिग्नल हस्तक्षेप कम से कम हो। बोर्ड गेट, एमिटर और कलेक्टर कनेक्शन के माध्यम से आईजीबीटी से सुरक्षित है। स्थापना के दौरान बोर्ड के बढ़ते छेदों का उचित अभिविन्यास आवश्यक है।
द्वितीय. मुख्य कार्य
IS200DSFCG1A के प्राथमिक कार्यों में निम्नलिखित शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं:
1. आउटपुट फेज़ गेट ड्राइव
दो पृथक आईजीबीटी गेट ड्राइव सर्किट प्रदान करता है: एक चरण पैर के ऊपरी आईजीबीटी को नियंत्रित करता है, दूसरा निचले आईजीबीटी को नियंत्रित करता है।
प्रत्येक ड्राइव सर्किट दो समानांतर आईजीबीटी मॉड्यूल चला सकता है।
ड्राइव वोल्टेज रेंज वीसीसी (+15 वी) से वीईई (-15 वी) है, जिसमें आईजीबीटी एमिटर सामान्य है।
पीक सोर्स/सिंक करंट क्षमता 20 एम्पियर तक है।
अधिकतम PWM चॉपिंग आवृत्ति 6 kHz है।
ड्राइव नियंत्रण ऑप्टोकॉप्लर इनपुट डायोड एक एंटी-समानांतर कॉन्फ़िगरेशन में जुड़े हुए हैं, जो एकल अंतर ट्विस्टेड-जोड़ी नियंत्रण रेखा से ऊपरी और निचले आईजीबीटी दोनों के नियंत्रण को सक्षम बनाता है।
बोर्ड के गेट श्रृंखला प्रतिरोधक और गेट-एमिटर कैपेसिटर विशेष रूप से आईजीबीटी मॉड्यूल के लिए आकार में हैं।
2. दोष का पता लगाना और रिपोर्टिंग करना
DSFCG1A दो प्रकार के दोषों का पता लगा सकता है: डिसेचुरेशन दोष और अंडरवोल्टेज दोष। इन दोषों को ऊपरी और निचले आईजीबीटी सर्किट दोनों को कवर करने वाली एकल 'मल्टीप्लेक्स्ड' डिफरेंशियल फॉल्ट लाइन के माध्यम से रिपोर्ट किया जाता है।
असंतृप्ति दोष: जब ड्राइवर को आईजीबीटी चालू करने का आदेश दिया जाता है, तो आईजीबीटी के एमिटर-कलेक्टर पर वोल्टेज ड्रॉप की निगरानी की जाती है। यदि यह वोल्टेज 4 माइक्रोसेकंड के लिए 10 V से अधिक हो जाता है, तो एक डीसेचुरेशन दोष शुरू हो जाता है। डीसैचुरेशन फॉल्ट होने पर, बीपीआईबी बोर्ड डीएसएफसी बोर्ड को 'बर्स्ट' मोड में संचालित करता है, 2 मेगाहर्ट्ज पीडब्लूएम सिग्नल का उपयोग करके गेट वोल्टेज को 2 से 5 माइक्रोसेकंड के भीतर धीरे-धीरे शून्य पर लाता है।
अंडरवोल्टेज दोष: सकारात्मक ड्राइव बिजली आपूर्ति (+15 वी) और नकारात्मक ड्राइव बिजली आपूर्ति (-15 वी) के बीच वोल्टेज की निगरानी की जाती है। यदि यह वोल्टेज 20 V से नीचे चला जाता है, तो एक अंडरवोल्टेज दोष शुरू हो जाता है।
दोष संकेतों को तार्किक रूप से ORed, वैकल्पिक रूप से पृथक किया जाता है, और एक अंतर ड्राइवर इंटरफ़ेस के माध्यम से नियंत्रण तर्क को रिपोर्ट किया जाता है। सामान्य (ओके) स्थिति में, ऑप्टोकॉप्लर चालू है (आउटपुट कम)।
3. शंट करंट फीडबैक
चरण शंट में वोल्टेज गिरावट को महसूस करके आउटपुट चरण धारा की निगरानी की जाती है। इस वोल्टेज को प्रवर्धित किया जाता है और वोल्टेज नियंत्रित ऑसिलेटर (VCO) सर्किट में डाला जाता है। वीसीओ आवृत्ति रेंज 0 से 2 मेगाहर्ट्ज है, सर्किट शून्य वर्तमान पर 1 मेगाहर्ट्ज आउटपुट के लिए पक्षपाती है। शंट वोल्टेज में ±200 mV परिवर्तन को VCO आउटपुट आवृत्ति में ±800 kHz परिवर्तन में परिवर्तित किया जाता है। वीसीओ आउटपुट को वैकल्पिक रूप से अलग किया जाता है और एक अंतर ड्राइवर इंटरफ़ेस के माध्यम से नियंत्रण तर्क में प्रेषित किया जाता है।
वर्तमान फीडबैक सर्किट दो प्रकार के दोष उत्पन्न कर सकता है:
डीआई/डीटी दोष: रेटेड शंट करंट में 100% या अधिक चरण परिवर्तन के कारण 25 माइक्रोसेकंड के भीतर डीआई/डीटी दोष की सूचना दी जाएगी।
तात्कालिक ओवरकरंट (आईओसी) दोष: आईओसी दोष की सूचना तब दी जाती है जब करंट एक निर्धारित सीमा से अधिक हो जाता है।
4. विद्युत आपूर्ति
ड्राइवर/मॉनिटर सर्किट का उच्च-वोल्टेज पक्ष एक आइसोलेशन ट्रांसफार्मर द्वारा संचालित होता है। इस ट्रांसफार्मर का प्राइमरी ±17.7 V पीक (35.4 V पीक-टू-पीक), 25 kHz वर्ग तरंग से जुड़ा है। तीन द्वितीयक वाइंडिंग्स में से:
ऊपरी और निचले आईजीबीटी ड्राइवर सर्किट (अनियमित, ±5%, 1 ए औसत अधिकतम प्रत्येक) के लिए आवश्यक पृथक +15 वी (वीसीसी) और -15 वी (वीईई) प्रदान करने के लिए दो सेकेंडरी को आधा-तरंग सुधारा और फ़िल्टर किया जाता है।
तीसरे सेकेंडरी को शंट करंट फीडबैक वीसीओ और फॉल्ट डिटेक्शन सर्किटरी (अनियमित, ±10%, 100 एमए औसत अधिकतम प्रत्येक) के लिए आवश्यक पृथक ±12 वी प्रदान करने के लिए पूर्ण-तरंग सुधारा और फ़िल्टर किया गया है।
शंट सर्किट को 5 वी लॉजिक आपूर्ति की भी आवश्यकता होती है, जो +12 वी आपूर्ति (±10%, 100 एमए औसत अधिकतम) से जुड़े 5 वी रैखिक नियामक द्वारा उत्पन्न होती है। केवल 5 वी बिजली आपूर्ति को विनियमित किया जाता है।
अधिकतम भार इस प्रकार हैं:
±17.7 वी: 0.65 ए आरएमएस
+5 वी: 150 एमए
5. एलईडी स्थिति संकेतक
डीएसएफसीजी1ए बोर्ड में डीसी लिंक और आईजीबीटी ड्राइवर स्थिति प्रदर्शित करने के लिए पांच एलईडी संकेतक हैं:
| एलईडी |
नामकरण |
विवरण |
| डीएस1 |
50V से ऊपर का लिंक |
लाल एलईडी: डीसी लिंक वोल्टेज > 50 वी होने पर चालू; <50 वी होने पर बंद |
| डीएस2 |
उफ़ |
हरी एलईडी: ऊपरी आईजीबीटी बंद होने पर चालू होती है; चालू करने पर बंद |
| डीएस3 |
एलएफएफ |
हरी एलईडी: निचले आईजीबीटी बंद होने पर चालू होती है; चालू करने पर बंद |
| डीएस4 |
यूओएन |
पीली एलईडी: ऊपरी आईजीबीटी चालू होने पर चालू होती है; बंद होने पर बंद |
| डीएस5 |
लंदन |
पीली एलईडी: निचले आईजीबीटी चालू होने पर चालू होती है; बंद होने पर बंद |
तृतीय. सिस्टम अनुप्रयोग
1. ड्राइव सिस्टम में अनुप्रयोग
IS200DSFCG1A GE इनोवेशन सीरीज™ PWM ड्राइव सिस्टम में एक आवश्यक घटक है। सिस्टम के भीतर इसकी भूमिकाओं में शामिल हैं:
गेट ड्राइविंग: आईजीबीटी मॉड्यूल को विश्वसनीय टर्न-ऑन और टर्न-ऑफ ड्राइव सिग्नल प्रदान करता है, जिससे बिजली स्विच का उचित संचालन सुनिश्चित होता है।
वर्तमान प्रतिक्रिया: शंट के माध्यम से चरण धारा को सटीक रूप से मापता है और नियंत्रण प्रणाली द्वारा बंद-लूप नियंत्रण के लिए वर्तमान सिग्नल को आवृत्ति सिग्नल में परिवर्तित करता है।
दोष सुरक्षा: आईजीबीटी ऑपरेटिंग स्थिति की लगातार निगरानी करता है, बिजली उपकरणों और लोड की सुरक्षा के लिए डीसेचुरेशन, अंडरवोल्टेज, या ओवरकरंट जैसे दोषों की तेजी से रिपोर्ट करता है।
2. सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन
1000 ए सिस्टम: प्रति चरण 1 डीएसएफसीजी1ए बोर्ड का उपयोग करता है, तीन चरणों के लिए कुल 3 बोर्ड। प्रत्येक बोर्ड PPL1 कनेक्टर के माध्यम से BPIB बोर्ड से जुड़ता है।
1800 ए सिस्टम: प्रति चरण 2 डीएसएफसीजी1ए बोर्ड का उपयोग करता है, जो डेज़ी श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। मास्टर बोर्ड PPL1 के माध्यम से BPIB से जुड़ता है; स्लेव बोर्ड सिग्नल पास-थ्रू के लिए अपने PPL2 कनेक्टर के माध्यम से मास्टर के PPL1 से जुड़ता है।
3. विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
औद्योगिक एसी वैरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव
पीडब्लूएम पावर इनवर्टर
मोटर नियंत्रण केंद्र
विद्युत उत्पादन प्रणालियों के लिए उत्तेजना नियंत्रण
रेलवे ट्रैक्शन सिस्टम
समुद्री विद्युत प्रणोदन प्रणाली
चतुर्थ. स्थापना और वायरिंग निर्देश
1. स्थापना स्थान
DSFCG1A बोर्ड सीधे IGBT मॉड्यूल पर माउंट होता है। स्थापना के दौरान, सुनिश्चित करें कि बोर्ड पर सुराख़ आईजीबीटी मॉड्यूल के गेट, एमिटर और कलेक्टर पिन/स्टड के साथ सही ढंग से संरेखित हों। विश्वसनीय विद्युत कनेक्शन सुनिश्चित करने के लिए दिए गए हार्डवेयर का उपयोग करके बोर्ड को सुरक्षित करें।
2. स्थापना चरण
सुनिश्चित करें कि ड्राइव सिस्टम बंद है और कैपेसिटर को डिस्चार्ज होने के लिए पर्याप्त समय (कई मिनट) दें।
ड्राइव कैबिनेट का दरवाजा खोलें और स्थापित या बदले जाने वाले डीएसएफसी बोर्ड का पता लगाएं।
आईजीबीटी माउंटिंग स्टड पर डीएसएफसी बोर्ड को संरेखित करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि सभी सुराख़ सही ढंग से फिट हों।
10 नट्स का उपयोग करके बोर्ड को सुरक्षित करें, उन्हें 70 इंच-एलबीएस तक टॉर्क करें।
सभी केबलों को उनके लेबल के अनुसार दोबारा कनेक्ट करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि कनेक्टर पूरी तरह से लगे हुए हैं।
3. वायरिंग विवरण
स्टैब-ऑन टर्मिनल: डीसी लिंक और आउटपुट चरण वोल्टेज सेंसिंग लाइनों को जोड़ने के लिए उपयोग किया जाता है।
E1: आउटपुट चरण वोल्टेज सेंसिंग लाइन (MVFB)
E17: डीसी लिंक पॉजिटिव (डीसीएलपी)
ई18: डीसी लिंक नेगेटिव (डीसीएलएन)
आईजीबीटी माउंटिंग आईलेट्स: आईजीबीटी गेट, एमिटर और कलेक्टर से कनेक्शन के लिए उपयोग किया जाता है।
यूसी: अपर कलेक्टर लिंक (डीसी लिंक सकारात्मक)
यूजीए/यूईए: ऊपरी ए डिवाइस गेट/एमिटर
यूजीबी/यूईबी: अपर बी डिवाइस गेट/एमिटर
एलजीए/एलईए: डिवाइस गेट/एमिटर को नीचे करें
एलजीबी/एलईबी: लोअर बी डिवाइस गेट/एमिटर
एलई: निचला एमिटर लिंक (डीसी लिंक नकारात्मक)
प्लग कनेक्टर:
PPL1: BPIB बोर्ड से जुड़ता है, ड्राइव सिग्नल, फॉल्ट सिग्नल, VCO सिग्नल और पावर ले जाता है।
पीपीएल2: डेज़ी श्रृंखला में अगले डीएसएफसी बोर्ड से जुड़ता है (केवल 1800 ए सिस्टम में उपयोग किया जाता है)।
एसएचपीएल: वर्तमान शंट से जुड़ता है, शंट वोल्टेज सिग्नल के लिए इनपुट।
THPL/THPL1/THPL2: प्रतिरोध थर्मल डिटेक्टरों (आरटीडी) के लिए कनेक्शन या डेज़ी-चेनिंग के लिए पास-थ्रू कनेक्शन।
DPPL1/DPPL2: BPIB से 18.4 V AC पीक स्क्वायर वेव पावर प्राप्त करता है, या डेज़ी-चेनिंग के लिए पावर पास-थ्रू के रूप में कार्य करता है।
वी. निदान और रखरखाव
1. स्थिति संकेत
पांच ऑन-बोर्ड एलईडी के माध्यम से सिस्टम की स्थिति का तुरंत आकलन किया जा सकता है:
डीएस1 (लाल): डीसी लिंक वोल्टेज संकेतक। सामान्य संचालन के दौरान जब बस वोल्टेज 50 V से अधिक हो तो चालू होना चाहिए।
डीएस2/डीएस3 (हरा): ऊपरी/निचला आईजीबीटी बंद स्थिति संकेतक। आईजीबीटी को बंद करने पर चालू, चालू करने पर बंद।
डीएस4/डीएस5 (पीला): स्थिति संकेतकों पर ऊपरी/निचला आईजीबीटी। आईजीबीटी को चालू करने पर चालू करें, बंद करने पर बंद करें।
सामान्य PWM ऑपरेशन के दौरान, DS2 और DS3 स्थिति के आधार पर लगातार या DS4/DS5 के साथ वैकल्पिक रूप से चालू हो सकते हैं, जबकि DS4 और DS5 को PWM पल्स के अनुरूप फ्लैश करना चाहिए।
2. दोष निदान
DSFCG1A व्यापक गलती का पता लगाने की सुविधा प्रदान करता है, जिसे BPIB बोर्ड के माध्यम से पढ़ा जा सकता है:
डीसैचुरेशन फॉल्ट: आमतौर पर आईजीबीटी ओवरकरंट या शॉर्ट सर्किट को इंगित करता है। लोड और आईजीबीटी मॉड्यूल की जाँच करें।
अंडरवोल्टेज दोष: अपर्याप्त ड्राइव बिजली आपूर्ति वोल्टेज को इंगित करता है। बिजली आपूर्ति सर्किट की जाँच करें।
डीआई/डीटी दोष: वर्तमान परिवर्तन की अत्यधिक दर को इंगित करता है, संभवतः लोड क्षणिक या नियंत्रण विसंगतियों के कारण।
आईओसी दोष: तात्कालिक ओवरकरंट का संकेत देता है। लोड और करंट फीडबैक सर्किट की जाँच करें।
3. रखरखाव सावधानियां
बोर्ड को संभालते समय ईएसडी (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन करें। ग्राउंडिंग स्ट्रैप पहनें और बोर्डों को एंटी-स्टैटिक बैग में रखें।
बोर्ड क्षति या सुरक्षा खतरों को रोकने के लिए, बिजली लागू होने पर केबल को कनेक्ट या डिस्कनेक्ट न करें।
ढीलेपन के लिए समय-समय पर कनेक्टर्स का निरीक्षण करें और सामान्य एलईडी संचालन की पुष्टि करें।
बोर्ड बदलते समय, सुनिश्चित करें कि नए बोर्ड का मॉडल नंबर सही है (IS200DSFCG1A) और माउंटिंग ओरिएंटेशन और टॉर्क विनिर्देशों पर ध्यान दें।
