DS200SDCIG2A è una scheda di alimentazione e strumentazione CC progettata da General Electric (GE) Drive Systems per i suoi azionamenti CC serie DC2000. Appartenente alla serie SDCI (Dc Power Supply and Instrumentation Board), questa scheda fa parte del gruppo G2 e rappresenta la revisione A. Si tratta di un componente critico all'interno del sistema di azionamento DC DC2000, responsabile della conversione di potenza, del condizionamento del segnale e della misurazione della strumentazione, ed è adatto per applicazioni di azionamento con tensioni di ingresso fino a 600 V CA.
La funzione principale della scheda di strumentazione e alimentazione CC SDCI è quella di convertire la potenza in ingresso dal trasformatore di alimentazione di controllo nei vari alimentatori logici richiesti dal sistema di controllo del convertitore. Inoltre, fornisce circuiti di gate SCR dell'armatura e misurazione e condizionamento dei segnali della linea CA e del motore CC. Questa scheda integra molteplici funzioni, tra cui conversione di potenza, misurazione del segnale e pilotaggio del gate, rendendola un componente fondamentale per ottenere un controllo preciso e una protezione affidabile nei sistemi di azionamento DC2000.
La versione G2 della scheda SDCI differisce dalla versione G1 principalmente perché non include un circuito eccitatore di campo interno ed è invece progettata per l'uso con un eccitatore esterno. Ciò rende la versione G2 adatta per applicazioni di azionamento CC ad alta potenza che richiedono correnti di campo più elevate o una configurazione più flessibile. La scheda DS200SDCIG2A è progettata per soddisfare le esigenze delle applicazioni di azionamento industriale e presenta le seguenti caratteristiche:
Uscite di alimentazione multiple: forniscono alimentatori logici da +5 V CC (4 A), ±15 V CC (0,4 A ciascuno), ±24 V CC e 115 V CA (0,4 A).
Circuito di gate SCR di armatura: pilota i trasformatori di impulsi di gate per gli SCR di armatura.
Misurazione completa del segnale: misura la corrente di armatura, la tensione di armatura, la corrente di campo, la corrente di linea CA, l'ampiezza della tensione di linea CA e la sequenza di fase.
Interfaccia eccitatore esterno: supporta la connessione a un eccitatore di campo esterno per soddisfare i requisiti delle applicazioni ad alta potenza.
Jumper hardware configurabili: supporta la configurazione di varie funzioni tramite jumper hardware.
Circuiti di protezione completi: fusibili multipli con indicatori di stato per una comoda diagnostica dei guasti.
Questo prodotto è ampiamente utilizzato nei sistemi di azionamento CC ad alta potenza e nelle applicazioni di controllo di azionamenti industriali, in particolare in ambienti industriali ad alta potenza che richiedono eccitatori esterni.
II. Funzioni chiave
1. Uscite di potenza logica multiple
La scheda DS200SDCIG2A converte la potenza in ingresso dal trasformatore di alimentazione di controllo in più uscite CC e CA stabili:
+5 V CC, 4 A: Fornisce l'alimentazione operativa principale per la scheda di controllo principale (SDCC) del sistema di controllo del convertitore.
±15 V CC, 0,4 A ciascuno: alimenta i circuiti analogici e i circuiti di condizionamento del segnale.
±24 V CC: fornisce alimentazione a relè e carichi esterni.
115 V CA, 0,4 A: fornisce alimentazione CA per dispositivi esterni come le ventole dell'armadio.
Tutte le uscite di potenza sono protette da sovracorrente e lo stato dei fusibili è indicato tramite LED o lampade al neon.
2. Interfaccia dell'eccitatrice di campo esterna
A differenza della versione G1, la versione G2 della scheda SDCI non include un circuito eccitatore di campo interno ed è invece progettata per l'uso con un eccitatore di campo esterno. Ciò consente alla versione G2 di soddisfare i requisiti delle applicazioni di azionamento CC ad alta potenza che richiedono correnti di campo più elevate o una configurazione più flessibile. L'eccitatrice di campo esterna si collega alla scheda SDCI tramite l'apposita morsettiera, con segnali di controllo e supporto di alimentazione forniti dalla scheda SDCI.
3. Circuito di gate SCR dell'armatura
La scheda DS200SDCIG2A fornisce circuiti per pilotare i trasformatori di impulsi di gate per gli SCR di armatura. Si interfaccia con la scheda di controllo principale (SDCC) tramite il connettore 1PL, ricevendo i segnali di trigger dall'SDCC e convertendoli nel livello di potenza richiesto per azionare i gate SCR.
4. Circuiti di misurazione e strumentazione del segnale
La scheda DS200SDCIG2A integra più circuiti di misurazione del segnale per il monitoraggio delle condizioni operative del sistema di azionamento:
Misurazione della corrente di armatura: misura la corrente di armatura tramite uno shunt.
Misurazione della tensione di armatura: misura l'entità della tensione di armatura.
Misurazione della corrente di campo: misura la corrente di campo del motore (da un eccitatore esterno).
Misurazione della corrente di linea CA: misura la corrente di linea CA sulle fasi L1 e L3 tramite trasformatori di corrente CA (ACCT).
Misurazione della tensione di linea CA: misura l'ampiezza della tensione di linea CA e la sequenza di fase.
Questi segnali di misurazione vengono trasmessi alla scheda di controllo principale SDCC tramite il connettore 1PL per le funzioni di controllo e protezione ad anello chiuso.
5. Circuito di controllo del contattore MA
La scheda DS200SDCIG2A include un circuito di controllo del contattore CA MA. Il ponticello hardware JP2 viene utilizzato per configurare il ritardo di caduta del contattore. Durante il normale funzionamento, questo circuito ritarda l'apertura del contattore CA per garantire che tutta la corrente di carico sia stata estinta. Il ponticello JP2 fornisce un ritardo di circa 100 ms (funzionamento normale) o un ritardo minimo (test di produzione).
6. Circuito di controllo del contattore MD
La scheda SDCI fornisce un'uscita per l'azionamento del contattore MD. Il ponticello hardware JP1 viene utilizzato per configurare la sorgente di controllo per il contattore MD:
7. Interfaccia del trasformatore di corrente della linea CA
La scheda DS200SDCIG2A utilizza l'interruttore SW1 per selezionare la resistenza al carico per i trasformatori di corrente della linea CA, adattandosi a sistemi di azionamento con correnti nominali diverse. Le impostazioni SW1 a 16 posizioni vengono selezionate in base alla corrente CC nominale del convertitore e al rapporto spire del TA, garantendo il corretto funzionamento della funzione di protezione da sovracorrente istantanea CA (IOC). Quando la corrente secondaria ACCT della linea principale supera 144 mA, i TA vengono instradati attraverso TA step-down 10:1 sulla scheda SHV/SHVM.
III. Architettura hardware
1. Struttura del consiglio
La scheda DS200SDCIG2A utilizza una struttura a circuito stampato standard ed è installata nell'armadio di controllo del convertitore, situato dietro la scheda di controllo principale SDCC. Il consiglio comprende:
Circuiti di alimentazione multipli: forniscono uscite +5 V, ±15 V, ±24 V CC e 115 V CA.
Circuiti di misurazione del segnale: per misurare la corrente di armatura, la tensione, la corrente di campo, la corrente di linea CA e la tensione di linea CA.
Circuiti di comando del gate: pilotano i trasformatori di impulsi del gate SCR dell'armatura.
Interfaccia eccitatore esterno: per collegare un eccitatore di campo esterno.
Circuiti di protezione: Fusibili multipli (FU1-FU3, FU5, FU6).
Indicatori di stato: Lampade al neon (LT1, LT5, LT6) e LED (CR51, CR55).
Componenti configurabili: Jumper JP1, JP2 e interruttore SW1.
Connettori multipli: 1PL, 2PL, 5PL, 1CPL, CNPL, CPTPL, FAPL, NPL, PPL, ecc.
2. Differenze chiave rispetto alla versione G1
| Caratteristica |
Versione G1 |
Versione G2 |
| Eccitatore di campo interno |
Include eccitatrice interna ≤10 A |
Non include eccitatore interno |
| Potenza di campo |
Fornito internamente |
Deve essere fornito da un eccitatore esterno |
| Applicazioni applicabili |
Azionamenti di piccola e media potenza |
Azionamenti ad alta potenza |
| Fusibili FU5/FU6 |
Utilizzato per il campo NRX interno |
Utilizzato per circuiti relativi a eccitatori esterni |
3. Posizione di montaggio
La scheda DS200SDCIG2A è installata nel supporto scheda dell'armadio di controllo del convertitore, situato dietro la scheda di controllo principale SDCC. Per sostituire la scheda SDCI, la scheda SDCC deve essere sollevata in avanti per accedere alla scheda SDCI.
4. Descrizione del connettore
La scheda DS200SDCIG2A include vari connettori per alimentazione, segnali di controllo e segnali di misurazione:
| del connettore |
Descrizione della funzione |
| 1PL |
Comunicazione I/O con la scheda di controllo principale SDCC |
| 2PL |
Ingresso di alimentazione dalla scheda di alimentazione all'SDCI |
| 5PL |
I/O con la scheda PCCA Power Connect |
| 1CPL |
Ingresso trasformatore di corrente CA |
| CNPL |
Uscita di controllo contattore MA |
| CPTPL |
Controlla l'uscita del trasformatore di potenza |
| FAPL |
Potenza erogata dalla ventola |
| NPL |
Catodo N2 SCR e connessione gate |
| PPL |
P1 Collegamento catodo e gate SCR |
5. Fusibili e indicatori
| del fusibile |
della funzione |
Indicatore |
| FU1 |
Fusibile alimentazione 115 V ac, 1/2 A, 2AG |
LT1 (lampada al neon) |
| FU2 |
Fusibile alimentazione +24 V, +15 V, +5 V, 7 A, 2AG |
CR51 (LED rosso) |
| FU3 |
Fusibile di alimentazione -24 V, -15 V, 7 A, 2AG |
CR55 (LED rosso) |
| FU5 |
Fusibile del circuito relativo all'eccitatrice esterna, 15 A |
LT5 (lampada al neon) |
| FU6 |
Fusibile del circuito relativo all'eccitatrice esterna, 15 A |
LT6 (lampada al neon) |
IV. Descrizione dettagliata dell'interfaccia
1. Connettore 1PL
Il connettore 1PL è l'interfaccia di comunicazione primaria tra la scheda SDCI e la scheda di controllo principale SDCC, trasmettendo:
Segnali di stato dell'alimentazione (DPSEN)
Segnali di retroazione della corrente di fase (/IA, /IB, /IC)
Segnali di feedback di tensione (V(BA), V(CA), VDC)
Segnale di sincronizzazione della linea (LINESYN)
Segnali di abilitazione motorizzazione del cancello (ENA, ENB, ENC)
Segnali di guasto (FAULT1, FAULT2)
Segnale di ripristino del sistema (/RST1)
2. Connettore 2PL
Il connettore 2PL fornisce ingressi di alimentazione dalla scheda di alimentazione all'SDCI, tra cui:
/PSEN: segnale di abilitazione dell'alimentazione
Alimentazione ±15 V CC, ±24 V CC e +5 V CC
DCOM: comune di alimentazione
3. Connettore 5PL
Il connettore 5PL si collega alla scheda PCCA Power Connect, trasmettendo segnali di impulso del gate SCR.
4. Connettore 1CPL
Il connettore 1CPL si collega ai trasformatori di corrente CA (ACCT) sulle fasi L1 e L3, portando i segnali di corrente secondaria CT nella scheda SDCI.
5. Connettori CNPL, CPTPL, FAPL
Questi connettori si interfacciano con dispositivi esterni:
CNPL: uscita di controllo contattore MA
CPTPL: Controlla l'uscita del trasformatore di potenza
FAPL: Potenza resa dal ventilatore
6. Connettori NPL, PPL
Questi connettori si interfacciano con il gate e il catodo del modulo SCR:
V. Configurazione e impostazioni
1. Configurazione dei ponticelli hardware
L'hardware configurabile sulla scheda SDCI include due ponticelli (JP1, JP2) e un interruttore DIP (SW1):
| ponticello/interruttore |
della funzione |
della posizione predefinita |
Descrizione |
| JP1 |
Sorgente di controllo del contattore MD |
1-2 (MD controllato dal software MCP) |
2-3: Hardware MD asservito al funzionamento MA |
| JP2 |
Ritardo alla caduta del contattore CA MA |
1-2 (funzionamento normale, ritardo di ~100 ms) |
2-3: ritardo minimo (test di fabbricazione) |
| SW1 |
Selezione degli oneri ACCT |
In base alla configurazione dell'unità |
16 posizioni corrispondenti a diversi range di corrente secondaria dei TA |
2. Impostazioni dell'interruttore DIP SW1
SW1 seleziona la resistenza al carico per i trasformatori di corrente della linea AC. L'impostazione si basa sulla corrente CC nominale del convertitore e sul rapporto spire del TA:
| di posizione |
Stato interruttore |
Intervallo di corrente secondaria CT (mA) |
| 0 |
Tutto spento |
0,0 ≤ Ict < 6,1 |
| 1 |
1 in poi |
6,1 ≤ Ict < 13,4 |
| 2 |
2 in poi |
13,4 ≤ Ict < 21,1 |
| 3 |
1,2 in poi |
21,1 ≤ Ict < 28,4 |
| 4 |
3 in poi |
28,4 ≤ Ict < 39,3 |
| 5 |
1,3 in poi |
39,3 ≤ Ict < 46,7 |
| 6 |
2,3 in poi |
46,7 ≤ Ict < 54,4 |
| 7 |
1,2,3 in poi |
54,4 ≤ Ict < 61,8 |
| 8 |
4 in poi |
61,8 ≤ Ict < 88,7 |
| 9 |
1,4 in poi |
88,7 ≤ Ict < 96,0 |
| 10 |
2,4 in poi |
96,0 ≤ Ict < 103 |
| 11 |
1,2,4 in poi |
103 ≤ Ict < 111 |
| 12 |
3,4 in poi |
111 ≤ Ict < 122 |
| 13 |
1,3,4 in poi |
122 ≤ Ict < 129 |
| 14 |
2,3,4 in poi |
129 ≤ Ict < 137 |
| 15 |
Tutto avanti |
137 ≤ Ict < 144 |
3. Considerazioni sulla sostituzione del fusibile
FU1: Fusibile alimentazione 115 V ac. Se bruciato, verificare eventuali errori di cablaggio o sovraccarico. Quando è bruciato e viene collegato un carico, la lampada al neon LT1 si illumina.
FU2: fusibile alimentazione +24 V, +15 V, +5 V. Comunemente causato da un cortocircuito accidentale di +24 V. Se il fusibile continua a bruciarsi con 1PL, 2PL e 5PL scollegati, sostituire la scheda SDCI.
FU3: Fusibile alimentazione -24 V, -15 V. Comunemente causato da un cortocircuito accidentale di -24 V. Se il fusibile continua a bruciarsi con 1PL, 2PL e 5PL scollegati, sostituire la scheda SDCI.
FU5/FU6: Fusibili del circuito relativo all'eccitatrice esterna. Se bruciate, le lampade al neon LT5/LT6 si illuminano. Le possibili cause includono un guasto dell'eccitatore esterno, un cortocircuito nel cablaggio o un guasto della scheda SDCI.
VI. Installazione e manutenzione
1. Posizione di montaggio
La scheda SDCI è installata nel supporto scheda dell'armadio di controllo del convertitore, situato dietro la scheda di controllo principale SDCC. Per sostituire la scheda SDCI, la scheda SDCC deve essere sollevata in avanti per accedere alla scheda SDCI.
2. Procedura di sostituzione
Spegnimento: spegnere l'unità, attendere alcuni minuti affinché i condensatori dell'alimentatore si scarichino ed eseguire il test per verificare che non sia presente alimentazione.
Aprire lo sportello dell'armadio: accedere all'area del circuito stampato, individuando la scheda SDCC frontale.
Sollevare la scheda SDCC: tirare i blocchi su entrambi i lati dell'armadietto, sollevare la scheda SDCC e inclinarla in avanti per esporre la scheda SDCI.
Scollegare i cavi: scollegare con attenzione tutti i cavi. Per i cavi a nastro, afferrare i lati del connettore del cavo e tirare delicatamente; per i cavi dotati di linguette, tirare con attenzione la linguetta.
Rilascio degli snap: spingere indietro gli snap in plastica per rimuovere la vecchia scheda SDCI.
Configura nuova scheda: imposta tutti i componenti configurabili (JP1, JP2, SW1) sulla nuova scheda nelle stesse posizioni della scheda da sostituire.
Installa la nuova scheda: installa la nuova scheda SDCI, assicurandoti che tutti i ganci scattino in posizione.
Ricollegare i cavi: ricollegare tutti i cavi come etichettato, assicurandosi che siano posizionati correttamente su entrambe le estremità.
Ripristina scheda SDCC: riportare la scheda SDCC nella sua posizione e fissare i blocchi.
3. Raccomandazioni per la manutenzione
Precauzioni ESD: indossare sempre una fascetta di messa a terra quando si maneggiano le schede. Conservare le tavole in sacchetti antistatici.
Ispezione periodica: controllare che i connettori non siano allentati e che gli indicatori di stato dei fusibili funzionino correttamente.
Ispezione dell'eccitatore esterno: controllare regolarmente la connessione e lo stato operativo dell'eccitatore esterno.
Gestione delle parti di ricambio: si consiglia di conservare almeno una scheda SDCI identica in loco come riserva per ridurre al minimo i tempi di inattività.
VII. Applicazioni
La scheda di strumentazione e alimentazione CC DS200SDCIG2A è ampiamente utilizzata nelle seguenti applicazioni industriali:
Sistemi di azionamento CC ad alta potenza DC2000: fornisce funzioni di conversione della potenza e di misurazione del segnale per azionamenti di motori CC ad alta potenza che richiedono eccitatori esterni.
Azionamenti CC ad alta potenza: adatti per applicazioni di azionamento CC che richiedono correnti di campo elevate.
Controllo dei processi industriali: fornisce la potenza di controllo e la misurazione del feedback nei processi industriali che richiedono azionamenti di motori CC ad alta potenza.
Aggiornamenti del sistema e progetti di retrofit: sostituisce l'alimentatore e le schede di strumentazione nei sistemi di azionamento più vecchi, migliorando l'affidabilità del sistema.
