Scheda di scalatura feedback tensione GE DS200NATOG2A

DS200NATOG2A è una scheda di dimensionamento del feedback di tensione progettata da General Electric (GE) Motors & Industrial Systems per i suoi sistemi LCI (Load Commutated Inverter) e i sistemi di controllo del ponte SCR. Appartenente alla serie NATO (Voltage Feedback Scaling Board), questa scheda fa parte del gruppo G2 e rappresenta la revisione A. Serve come componente critico nei sistemi di azionamento ad alta tensione GE per misurare con precisione e fornire feedback delle tensioni del ponte SCR.

La funzione principale della scheda di ridimensionamento del feedback della tensione NATO è quella di attenuare i segnali CA ad alta tensione (trifase) e CC ad alta tensione (bus positivo e negativo) dal ponte SCR a livelli di bassa tensione che possono essere elaborati dal sistema di controllo, consentendo alle schede di controllo sul backplane VME di acquisire con precisione i segnali di feedback della tensione del ponte. La scheda contiene cinque stringhe identiche di resistori di precisione collegate in serie, corrispondenti alle tensioni CA trifase (fasi A, B, C) e alle tensioni positive e negative del bus CC. Selezionando diversi connettori di ingresso e combinazioni di ponticelli, la scheda può essere configurata per adattarsi a vari livelli di tensione di ingresso da 1.200 V a 6.900 V, fornendo un'uscita unificata a bassa tensione al sistema di controllo.

La scheda DS200NATOG2A è la versione del gruppo G2. La differenza principale rispetto alla versione G1 è che la versione G2 utilizza ponticelli a filo per sostituire i due resistori inferiori in ciascuna stringa di resistori, riducendo il numero di resistori per stringa a quattro, rendendola adatta per applicazioni a tensione inferiore. La scheda è progettata per soddisfare le esigenze degli ambienti industriali ad alta tensione e presenta le seguenti caratteristiche:

• Stringhe di resistori ad alta precisione: utilizzano resistori di precisione collegati in serie per garantire la precisione e la stabilità dell'attenuazione della tensione.

• Configurazione flessibile della tensione: supporta vari livelli di tensione in ingresso da 1200 V a 6900 V attraverso combinazioni di connettori stab e ponticelli a filo.

• Cinque canali di attenuazione indipendenti: elabora separatamente le tensioni CA trifase e le tensioni del bus CC positive/negative, per un totale di cinque canali indipendenti.

• Protezione da sovratensione: ciascuna uscita della stringa di resistori è dotata di un varistore a ossido di metallo (MOV) per prevenire un'eccessiva tensione di uscita se il cavo di uscita è scollegato.

• Design compatto: emette tutti i segnali di tensione attenuati attraverso un singolo connettore del cavo a nastro a 20 pin, semplificando il cablaggio.

• Design passivo: la scheda non contiene fusibili, LED o componenti sostituibili dall'utente, garantendo un'elevata affidabilità.

Questo prodotto è ampiamente utilizzato nei sistemi inverter LCI con commutazione del carico, azionamenti a frequenza variabile a media e alta tensione, grandi sistemi di avviamento di motori sincroni e varie applicazioni di elettronica di potenza industriale che richiedono una misurazione precisa della tensione del ponte SCR.

II. Funzioni chiave

1. Attenuazione della tensione ad alta tensione

La funzione principale della scheda DS200NATOG2A è attenuare i segnali ad alta tensione dal ponte SCR a livelli di bassa tensione che possono essere elaborati dal sistema di controllo. La scheda contiene cinque stringhe di resistori di precisione, ciascuna corrispondente a un segnale di tensione in ingresso:

Il rapporto di attenuazione di ciascuna stringa di resistori viene configurato selezionando diversi connettori di ingresso e combinazioni di ponticelli, garantendo che i segnali di uscita rientrino nell'intervallo accettabile del sistema di controllo.

2. Configurazione flessibile del livello di tensione

La scheda DS200NATOG2A supporta la configurazione per vari livelli di tensione di ingresso. Selezionando diversi connettori di ingresso (Jx, JxA, JxB) e combinazioni di ponticelli (WJ1-WJ10), la scheda può ospitare i seguenti livelli di tensione:

La versione del gruppo G2 utilizza ponticelli a filo per sostituire i due resistori inferiori in ciascuna stringa, riducendo il numero di resistori per stringa da 6 a 4, rendendola adatta a livelli di tensione inferiori come 4200 V, 2200 V e 1200 V.

3. Protezione da sovratensione

Ciascuna uscita della stringa di resistori è collegata in parallelo con un varistore a ossido di metallo (MOV). Se il cavo a nastro di uscita viene scollegato mentre è presente la tensione di ingresso, il MOV impedisce che la tensione di uscita diventi eccessivamente elevata, proteggendo i circuiti di controllo a valle da eventuali danni. Un'estremità di ciascun MOV è collegata al connettore JG con collegamento a terra tramite i pin 2, 14 e 20 del connettore JV.

4. Uscita del segnale

Le tensioni di uscita attenuate dalle cinque stringhe di resistori vengono inviate al backplane VME (VBPL) tramite un singolo connettore JV del cavo a nastro a 20 pin. Le assegnazioni dei pin per il connettore JV sono le seguenti:

5. Progettazione passiva

La scheda DS200NATOG2A utilizza un design puramente passivo, che non contiene fusibili, LED, componenti regolabili o parti sostituibili dall'utente. Questo design migliora l'affidabilità della scheda e riduce la probabilità di guasto. Tuttavia, se la scheda si guasta, deve essere sostituita come unità completa.

III. Architettura hardware

1. Struttura del consiglio

La scheda DS200NATOG2A utilizza una struttura di circuito stampato standard con un design semplificato, contenente solo i circuiti essenziali di attenuazione dell'alta tensione. Il consiglio comprende:

• Cinque stringhe di resistori di precisione: ciascuna stringa è composta da più resistori di precisione collegati in serie.

• Connettori stabili di ingresso: 15 in totale (3 per stringa) per il collegamento di segnali di ingresso ad alta tensione.

• Ponticelli a filo: 10 in totale (2 per stringa) per la configurazione dei livelli di tensione del gruppo G2.

• Connettore cavo a nastro di uscita JV: connettore a 20 pin per l'emissione di segnali di tensione attenuati.

• Varistori all'ossido di metallo: 5 (MV1-MV5), uno per stringa, che forniscono protezione da sovratensione.

• Punti di test: 5 (TP1-TP5) solo per test di fabbrica a bassa tensione.

2. Composizione della stringa di resistori

Nella versione del gruppo G2, ciascuna stringa contiene 4 resistori di precisione, con le posizioni dei due resistori inferiori sostituite da ponticelli a filo. Prendendo come esempio la stringa A, i resistori R1-R4 sono i resistori effettivi, mentre R5 e R6 sono sostituiti dai ponticelli WJ1 e WJ2. Disposizioni simili si applicano alle altre stringhe di resistori.

3. Connettori ad innesto

La scheda dispone di 15 connettori di ingresso, divisi in cinque gruppi da tre. La convenzione di denominazione e le funzioni sono le seguenti:

Nota: per le schede del gruppo G2, i due resistori inferiori sono sostituiti da ponticelli a filo, quindi il numero effettivo di resistori viene ridotto, ma la denominazione del connettore di ingresso rimane invariata.

4. Ponticelli a filo

La scheda del gruppo G2 utilizza 10 ponticelli a filo per sostituire i due resistori inferiori in ciascuna stringa. Le funzioni di ciascun ponticello sono le seguenti:

IV. Descrizione dettagliata dell'interfaccia

1. Connettore di uscita JV

JV è un connettore per cavo a nastro a 20 pin utilizzato per inviare in uscita i cinque segnali di tensione attenuati al backplane VME (VBPL). Le assegnazioni dei pin sono le seguenti:

2. Connettori di ingresso

La scheda dispone di 15 connettori di ingresso, divisi in cinque gruppi da tre. La denominazione e la funzione di ciascun connettore sono le seguenti:

Nota: per le schede del gruppo G2, i due resistori inferiori sono sostituiti da ponticelli a filo, quindi il numero effettivo di resistori viene ridotto, ma la denominazione del connettore di ingresso rimane invariata.

3. Ponticelli a filo

La scheda del gruppo G2 utilizza 10 ponticelli a filo per sostituire i due resistori inferiori in ciascuna stringa. Le funzioni di ciascun ponticello sono le seguenti:

V. Configurazione e impostazioni

1. Configurazione del livello di tensione

Il livello di tensione della scheda DS200NATOG2A viene configurato selezionando combinazioni di connettori di ingresso e ponticelli. Per la scheda del gruppo G2, i livelli di tensione configurabili e i metodi di configurazione corrispondenti sono i seguenti:

2. Esempi di configurazione

Configurazione per tensione di ingresso 4200 V:

• Assicurarsi che tutti i 10 ponticelli a filo (WJ1-WJ10) siano installati.

• Utilizzare connettori JxA (JAA, JBA, JCA, JDA, JEA) per collegare l'alimentazione in ingresso.

• Ogni stringa ha 4 resistori e la tensione di uscita è di circa 1.820 V rms.

Configurazione per tensione di ingresso 2200 V:

• Assicurarsi che tutti i 10 ponticelli a filo (WJ1-WJ10) siano installati.

• Utilizzare connettori JxA (JAA, JBA, JCA, JDA, JEA) per collegare l'alimentazione in ingresso.

• Ogni stringa ha 2 resistori e la tensione di uscita è di circa 1,905 V rms.

Configurazione per tensione di ingresso 1200 V:

• Assicurarsi che tutti i 10 ponticelli a filo (WJ1-WJ10) siano installati.

• Utilizzare connettori JxB (JAB, JBB, JCB, JDB, JEB) per collegare l'alimentazione in ingresso.

• Ciascuna stringa è dotata di 2 resistori e la tensione di uscita è di circa 2,075 V rms.

3. Considerazioni sulla sostituzione del Consiglio

Quando si sostituisce una scheda NATO, assicurarsi che le impostazioni dei ponticelli sulla nuova scheda corrispondano a quelle della scheda da sostituire. Poiché le schede dei gruppi G1 e G2 hanno configurazioni hardware diverse (numero di resistori e impostazioni dei ponticelli), le schede sostitutive devono appartenere allo stesso gruppo.

VI. Installazione e manutenzione

1. Posizione di montaggio

La scheda DS200NATOG2A viene generalmente installata nell'area ad alta tensione vicino al ponte SCR, collegandosi direttamente ai segnali ad alta tensione tramite connettori stab e al backplane VME del sistema di controllo tramite il cavo a nastro JV.

2. Passaggi di installazione

1. Verificare che l'alimentazione sia disattivata: spegnere l'alimentazione del sistema, attendere alcuni minuti affinché i condensatori ad alta tensione si scarichino e utilizzare apparecchiature di test ad alta tensione per verificare che non sia presente alimentazione.

2. Apri lo sportello dell'armadio: consente di accedere all'area del cablaggio stampato.

3. Individuare la posizione di montaggio: identificare la posizione di installazione per la scheda NATO.

4. Installare la scheda: Allineare la scheda NATO con i distanziatori e fissarla con le rondelle di sicurezza.

5. Collegamento dei cavi di ingresso: selezionare i connettori appropriati in base alla configurazione e collegare i cavi di ingresso ad alta tensione.

6. Collegare il cavo di uscita: collegare il cavo a nastro JV alla scheda di stato e distribuzione del gate o al backplane VME.

7. Verifica dell'accensione: dopo aver completato l'installazione, eseguire la verifica dell'accensione in base alle procedure di messa in servizio del sistema.

3. Passaggi di rimozione

1. Verificare che l'alimentazione sia disattivata: assicurarsi che il sistema sia stato diseccitato e testare per verificare che non sia presente alimentazione.

2. Scollegare i cavi: scollegare con attenzione il cavo a nastro JV e tutti i connettori di ingresso.

3. Rimuovere le rondelle di sicurezza: rimuovere le rondelle di sicurezza che fissano la scheda.

4. Rimuovere la scheda: mantenere la scheda in piano e rimuoverla con attenzione con entrambe le mani.

4. Raccomandazioni per la manutenzione

• Sicurezza ad alta tensione: prestare sempre attenzione ai rischi legati all'alta tensione durante la manutenzione; anche dopo lo spegnimento del sistema, i condensatori ad alta tensione potrebbero ancora mantenere la carica.

• Precauzioni ESD: indossare sempre una fascetta di messa a terra quando si maneggiano le schede. Conservare le tavole in sacchetti antistatici.

• Ispezione periodica: verificare che i connettori ad innesto siano sicuri e che i cavi a nastro siano intatti.

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

VII. Applicazioni

La scheda di scalatura del feedback di tensione DS200NATOG2A è ampiamente utilizzata nelle seguenti applicazioni industriali:

• Sistemi inverter con commutazione del carico LCI: forniscono segnali di feedback di tensione precisi per i ponti SCR.

• Azionamenti a frequenza variabile a media e alta tensione: forniscono la misurazione della tensione in azionamenti a tensione pari o superiore a 4,16 kV.

• Grandi sistemi di avviamento di motori sincroni: monitora la tensione del ponte durante l'avviamento del motore.

• Sistemi di avviamento di turbine a gas: forniscono feedback di tensione negli avviatori statici.

• Apparecchiature elettroniche di potenza industriali: varie applicazioni che richiedono la misurazione delle alte tensioni dei ponti SCR.