Scheda di alimentazione GE DS200DCFBG2B

DS200DCFBG2B è una scheda di alimentazione multifunzione progettata da General Electric (GE) Industrial Control Systems per i suoi sistemi di azionamento IGBT DC2000, CB2000, EX2000, FC2000, GF2000, ME2000 e AC2000. Questa scheda appartiene alla serie DCFB (DC2000 Power Supply Board), fa parte del gruppo G1 e rappresenta il livello di revisione B, che incorpora ottimizzazioni funzionali e miglioramenti dell'affidabilità rispetto alla revisione G1A.

La scheda di alimentazione DCFB è un componente fondamentale del sistema di controllo dell'azionamento. Riceve un ingresso da 38 V e 115 V CA (o un ingresso da 24 V CC) dal trasformatore di alimentazione di controllo (CPT) e fornisce un'alimentazione a livello di controllo stabile e affidabile al sistema convertitore, nonché un'alimentazione da 115 V CA (non applicabile per alcuni modelli) alle ventole dell'involucro. Questa scheda integra molteplici funzioni, tra cui conversione di potenza, condizionamento del segnale, elaborazione del feedback di tensione/corrente, controllo dell'accensione SCR e monitoraggio della linea CA, rendendola un componente fondamentale per ottenere un controllo preciso e una protezione affidabile nei sistemi di azionamento.

Questo prodotto è ampiamente utilizzato nei sistemi di azionamento CC, nei sistemi di eccitazione, nei sistemi di azionamento a frequenza variabile e in varie applicazioni di controllo dei processi industriali, in particolare in ambienti che richiedono feedback di corrente/tensione ad alta precisione e gestione dell'alimentazione altamente affidabile.

II. Funzioni chiave

1. Uscite di potenza multiple a livello di controllo

La scheda di alimentazione DS200DCFBG2B converte l'ingresso 38 V CA (±10%) o 24 V CC in più uscite CC stabili:

• +5 V CC, 4 A: Fornisce l'alimentazione operativa principale per la scheda di controllo principale (SDCC/LDCC).

• ±15 V CC, 0,8 A ciascuno: alimenta circuiti analogici e circuiti di condizionamento del segnale, con 0,25 A disponibili per carichi esterni.

• ±24 V CC: l'uscita +24 V CC è classificata a 3 A, mentre l'uscita -24 V CC è classificata a 1 A, utilizzata per pilotare relè e carichi esterni.

Tutte le uscite dell'alimentatore sono protette da sovracorrente e lo stato del fusibile è indicato tramite LED.

2. Elaborazione del feedback di tensione e corrente

La scheda DS200DCFBG2B integra più circuiti oscillatori controllati in tensione (VCO) che convertono i segnali analogici in segnali di frequenza per l'elaborazione da parte della scheda di controllo principale SDCC/LDCC:

• Feedback tensione linea CA: monitora l'ampiezza e la sequenza di fase della tensione di ingresso CA trifase.

• Feedback tensione ponte CC: monitora la tensione di uscita CC del ponte SCR.

• Feedback tensione motore: monitora la tensione effettiva ai terminali del motore.

• Feedback corrente di armatura: monitora la corrente di armatura tramite shunt, supportando due canali indipendenti.

• Feedback corrente di campo: monitora la corrente di campo del motore, supportando due canali indipendenti.

Questi circuiti VCO convertono le tensioni di ingresso in segnali di frequenza compresi tra 0 e 500 kHz (250 kHz nominali), che vengono inviati alla scheda di controllo principale tramite il connettore 1PL per le funzioni di controllo e protezione ad anello chiuso.

3. Monitoraggio e sincronizzazione della linea CA

La scheda contiene circuiti amplificatori che elaborano i segnali di tensione AC da linea a linea. Questi segnali vengono inviati alla scheda SDCC/LDCC tramite il connettore 1PL per:

• Rilevamento guasti SCR del ponte di alimentazione.

• Generazione di segnali di sincronizzazione per l'accensione SCR.

• Rilevamento di perdite di fase ed errori di sequenza di fase.

I DIP switch SW1, SW2 e SW3 vengono utilizzati per configurare l'intervallo di tensione di ingresso per adattarsi a sistemi di azionamento con diversi livelli di tensione.

4. Interfaccia del trasformatore di corrente della linea CA

In alcune applicazioni, le linee di ingresso CA L1 e L3 del convertitore sono dotate di trasformatori di corrente CA (ACCT). La scheda DS200DCFBG2B utilizza l'interruttore SW7 per selezionare la resistenza al carico in base alla corrente nominale del convertitore. I segnali ACCT vengono utilizzati per:

• Rilevamento degli errori di commutazione.

• Protezione da sovracorrente istantanea CA (IOC).

• Monitoraggio del feedback corrente.

5. Circuiti di azionamento del contattore

La scheda DS200DCFBG2B include il relè K2, che funge da relè pilota per il contattore MD. La scheda SDCC/LDCC pilota la bobina di questo relè tramite il connettore 1PL e il connettore MACPL fornisce un'uscita FET da 24 V CC per pilotare il contattore MD.

6. Circuiti di controllo accensione SCR

La scheda DS200DCFBG2B contiene un circuito gate array che controlla l'accensione degli SCR nel ponte in base ai segnali di controllo ricevuti dalla scheda SDCC/LDCC tramite il connettore 1PL. L'array di porte è programmato all'accensione da una PROM seriale. Le uscite da 5 V dell'array di gate vengono convertite dai circuiti amplificatori di impulsi di gate nel livello di potenza richiesto per pilotare i trasformatori di impulsi di gate avanti e indietro sulla scheda DS200PCCA Power Connect tramite il connettore 5PL.

Per evitare segnali di accensione spuri, la potenza di accensione viene rimossa dai circuiti di gate finché la matrice di gate non viene programmata e l'alimentazione a 5 V non viene regolata.

7. Circuito di attenuazione della tensione del motore

La scheda DS200DCFBG2B include un circuito di attenuazione della tensione del motore che fornisce una rappresentazione analogica della tensione del motore. Questo segnale viene inviato alla scheda SDCC/LDCC tramite il pin 6 del connettore 1PL. Il circuito di attenuazione è polarizzato a 2,5 V e può variare da 0 a 5 V a seconda della tensione del motore. Il DIP switch SW6 viene utilizzato per scalare il feedback della tensione del motore.

8. Monitoraggio e protezione dello stato dell'alimentatore

La scheda DS200DCFBG2B fornisce il segnale /PSEN (2PL-1). Quando l'alimentazione +5 V è in regolazione, questo segnale è a un livello TTL basso. Se l'alimentazione +5 V va fuori regolazione, il segnale diventa alto, attivando un reset del microprocessore sulla scheda di controllo principale (SDCC/LDCC).

III. Architettura hardware

1. Struttura del consiglio

La scheda DS200DCFBG2B utilizza una struttura a circuito stampato standard con dimensioni compatibili con il supporto scheda dei sistemi di azionamento della serie DC2000. Il consiglio comprende:

• 12 ponticelli configurabili (13 per BKC e versioni successive)

• 7 DIP switch

• 2 indicatori LED

• 1 indicatore lampada al neon

• 5 punti di prova

• 3 fusibili

• 18 connettori a spina

• 9 connettori a presa

2. Ingresso e uscite di alimentazione

• Ingresso: 38 V CA (±10%) o 24 V CC.

• Uscite: +5 V CC (4 A), ±15 V CC (0,8 A ciascuna), +24 V CC (3 A), -24 V CC (1 A), 115 V CA (protetta da un fusibile da 1/2 A).

3. Tutela e indicatori

• Fusibile FU1: protegge l'uscita 115 Vca, 1/2 A, 2AG ad azione rapida.

• Fusibile FU2: protegge le alimentazioni +24 V, +15 V e +5 V, 7 A, 2AG ad azione rapida.

• Fusibile FU3: protegge le alimentazioni -24 V e -15 V, 7 A, 2AG ad azione rapida.

• LED CR51: Indica che FU2 è bruciato (rosso).

• LED CR55: Indica che FU3 è bruciato (rosso).

• Lampada al neon LT1: indica che FU1 è bruciato.

4. Punti di prova

IV. Descrizione dettagliata dell'interfaccia

1. Interfaccia di alimentazione e controllo (2PL)

Il connettore 2PL fornisce collegamenti di alimentazione e di segnale di controllo tra la scheda DCFB e le schede NTB/3TB, STBA, SLCC e SDCC/LDCC:

2. Interfaccia di controllo principale (1PL)

Il connettore 1PL è l'interfaccia di comunicazione primaria tra la scheda DCFB e la scheda di controllo principale SDCC/LDCC, che trasmette segnali di frequenza VCO, segnali di controllo e feedback di stato:

3. Interfaccia di accensione SCR (5PL)

Il connettore 5PL invia segnali di attivazione SCR alla scheda Power Connect DS200PCCA:

4. Interfaccia trasformatore di corrente CA (1CPL)

Il connettore 1CPL si collega ai trasformatori di corrente AC sulle fasi L1 e L3:

5. Interfaccia di controllo contattore (MACPL)

Il connettore MACPL fornisce le uscite del comando del contattore MD:

6. Terminali di pugnalata

I terminali Stab vengono utilizzati per il collegamento di segnali ad alta tensione:

V. Configurazione e impostazioni

1. Configurazione del ponticello (JP).

I ponticelli sulla scheda DS200DCFBG2B vengono utilizzati per configurare le sorgenti del segnale di ingresso, la selezione del circuito VCO e l'attenuazione del segnale. Le descrizioni dei ponticelli chiave includono:

2. Configurazione dell'interruttore DIP (SW).

Gli interruttori DIP vengono utilizzati per configurare gli intervalli di tensione e i carichi del trasformatore di corrente:

Nota importante: le impostazioni di fabbrica per tutti i ponticelli e gli interruttori DIP sono documentate nella scheda tecnica di test fornita con ciascun controller. Quando si sostituisce una scheda DCFB, tutti i ponticelli e gli interruttori sulla nuova scheda devono essere impostati nelle stesse posizioni della scheda da sostituire.

VI. Installazione e manutenzione

1. Posizione di montaggio

La scheda DS200DCFBG2B è normalmente montata nel supporto scheda dietro la scheda di controllo del convertitore (SDCC/LDCC), rivolta verso la parte anteriore (per alcune applicazioni EX2000, potrebbe trovarsi in una posizione diversa).

2. Procedura di sostituzione

1. Spegnere l'alimentazione: spegnere tutta l'alimentazione dell'unità, quindi attendere alcuni minuti affinché tutti i condensatori dell'alimentatore si scarichino. Testare tutti i circuiti elettrici prima di toccarli per assicurarsi che l'alimentazione sia disattivata.

2. Apertura dello sportello dell'armadio: aprire lo sportello dell'armadio dell'apparecchiatura per accedere alle schede del cablaggio stampato.

3. Rilascio delle linguette di bloccaggio: tirare le linguette di bloccaggio situate su entrambi i lati del rack della scheda, quindi sollevare il supporto della scheda anteriore (con la scheda di controllo dell'azionamento) e inclinarlo in avanti e verso il basso per accedere alla scheda DCFB.

4. Scollegare i cavi: scollegare con attenzione tutti i cavi dalla scheda DCFB.

5. Rilascio dei bottoni a pressione in plastica: spingere indietro i bottoni a pressione in plastica (supporti) per rilasciare la scheda DCFB dal supporto della scheda.

6. Verifica della configurazione: verificare che tutti i ponticelli e gli interruttori sulla nuova scheda DCFB (sostitutiva) siano impostati nelle stesse posizioni della vecchia scheda.

7. Installa nuova scheda: orientare la nuova scheda DCFB nella stessa posizione di quella rimossa e installarla sul supporto della scheda. Assicurati che tutti i bottoni a pressione in plastica tornino in posizione per fissare la tavola.

8. Ricollegare i cavi: ricollegare tutti i cavi alla scheda DCFB come etichettato e assicurarsi che i cavi siano posizionati correttamente su entrambe le estremità.

9. Regolazione parametri EE: eseguire la procedura di regolazione dei parametri EE come richiesto.

10. Chiudere e fissare: riportare in posizione il supporto della scheda anteriore, far scorrere le linguette di blocco sul lato del rack della scheda nella posizione di blocco, quindi chiudere lo sportello dell'armadio del convertitore.

3. Raccomandazioni per la manutenzione

• Sostituzione dei fusibili: i fusibili FU1, FU2 e FU3 sono gli unici componenti sostituibili dall'utente sulla scheda DCFB. Se qualsiasi altro componente si guasta, la scheda deve essere sostituita come un'unità.

• Precauzioni antistatiche: indossare sempre un braccialetto con messa a terra quando si maneggia la tavola. Conservare la tavola in una borsa antistatica quando non viene utilizzata.

• Ispezioni regolari: controllare periodicamente lo stato dei LED e della lampada al neon per garantire il corretto funzionamento dell'alimentazione.

• Gestione delle parti di ricambio: si consiglia di mantenere in loco almeno una scheda DCFB identica come riserva per ridurre al minimo i tempi di fermo in caso di guasto.

VII. Diagnostica dei guasti

1. Indicazioni LED e lampade al neon

2. Guasti comuni e risoluzione dei problemi

VIII. Applicazioni

La scheda alimentatore DS200DCFBG2B trova largo impiego nelle seguenti applicazioni industriali:

• Sistemi di azionamento CC DC2000: forniscono potenza di controllo ed elaborazione del feedback per azionamenti di motori CC.

• Sistemi di controllo digitale CB2000: funge da modulo di alimentazione principale e di condizionamento del segnale.

• Sistemi di eccitazione EX2000: utilizzati per il controllo dell'eccitazione del generatore, fornendo potenza ed elaborazione del feedback.

• Sistemi di controllo della frequenza FC2000: Fornisce funzioni di controllo e protezione nei sistemi di azionamento a frequenza variabile.

• Sistemi di controllo del generatore GF2000: utilizzati per l'eccitazione e la protezione del generatore.

• Sistemi di controllo motore ME2000: Fornisce il condizionamento del segnale e dell'alimentazione nelle applicazioni di controllo motore.

• Sistemi di azionamento IGBT AC2000: fornisce alimentazione a livello di controllo nei sistemi di azionamento CA.