IS200EMCSG1AAB è una scheda sensore di conduzione prodotta da GE Energy come parte della serie di controllo dell'eccitazione EX2100™. Questa scheda è specificatamente progettata per l'uso nei sistemi di eccitazione EX2100 da 100 mm (multibridge). La sua funzione principale è rilevare il flusso di corrente attraverso le linee bus nel convertitore di potenza. L'IS200EMCSG1AAB è un componente critico che fornisce feedback in tempo reale al sistema di controllo dell'eccitazione, indicando se la corrente scorre in ciascun ramo del ponte di alimentazione trifase.
La scheda è alimentata dalla scheda IS200EHPA Exciter Gate Pulse Amplifier (EHPA), che filtra anche i segnali di uscita dalla scheda EMCS prima di inviarli alla scheda IS200EMIO Exciter Main Input/Output (EMIO). Una scheda IS200EMCSG1AAB viene utilizzata in ciascuna delle sei gambe del ponte del raddrizzatore controllato al silicio (SCR) per ogni modulo convertitore di potenza (PCM) nell'eccitatore. Ad esempio, in un bridge con quattro PCM, in un'unica applicazione possono essere presenti fino a 24 schede EMCS.
L'IS200EMCSG1AAB utilizza due sensori ad effetto Hall unidirezionali rivolti in direzioni opposte per rilevare la corrente. Quando uno dei sensori rileva un campo magnetico superiore alla soglia operativa (che indica il flusso di corrente), la scheda produce un'uscita logica bassa. Questa uscita viene inviata alla scheda EHPA, che poi condiziona il segnale e lo inoltra al sistema di controllo. La scheda è progettata per garantire un'elevata affidabilità ed è realizzata per resistere al difficile ambiente elettrico dell'armadio del convertitore di potenza.
Il suffisso AAB indica una revisione specifica e una configurazione di fabbrica che mantiene la piena compatibilità con tutti i sistemi di eccitazione EX2100 incorporando al tempo stesso i più recenti miglioramenti progettuali. Questa scheda è destinata all'uso da parte di personale addestrato che abbia familiarità con i prodotti di eccitazione GE.
Descrizione funzionale
IS200EMCSG1AAB è una scheda di rilevamento passivo che rileva la presenza di corrente in un conduttore bus. Non misura l'entità della corrente ma fornisce piuttosto un'indicazione logica se la corrente è superiore a una determinata soglia. Queste informazioni di attivazione/disattivazione sono essenziali affinché il sistema di controllo possa verificare la corretta commutazione degli SCR e rilevare guasti come un impulso di accensione mancante o un SCR guasto.
La scheda funziona secondo il principio della concentrazione del flusso magnetico. Anelli di acciaio separati sono fissati all'IS200EMCSG1AAB e la linea bus (il conduttore di cui deve essere rilevata la corrente) passa attraverso questi anelli. Due sensori ad effetto Hall, posti in opposizione, misurano il flusso magnetico concentrato prodotto all'interno degli anelli quando la corrente scorre attraverso il bus. I sensori sono unidirezionali, ovvero ciascun sensore risponde alla corrente solo in una direzione. Utilizzando due sensori opposti, la scheda è in grado di rilevare il flusso di corrente in entrambe le direzioni (sebbene in una tipica applicazione a ponte, la corrente fluisca in una sola direzione attraverso ciascuna gamba).
Quando uno dei sensori rileva un campo magnetico superiore alla soglia operativa, il circuito di uscita della scheda abbassa il segnale di uscita logico (meno di 1,2 V CC). Se non è presente corrente (campo magnetico al di sotto del punto di rilascio), l'uscita rimane alta (sopra 11 V CC). La corrente operativa tipica che provoca la commutazione è 80 A e la corrente di rilascio tipica è 10 A. Questi valori si basano sulla concentrazione del flusso progettata e sulle caratteristiche del sensore.
La scheda fornisce due segnali di uscita logici identici (CONSENO e CONSENO su pin separati) per ridondanza. Entrambe le uscite sono disponibili sullo stesso connettore a 6 pin (P1A). La scheda include anche una connessione schermata per l'immunità ai disturbi. L'alimentazione è fornita dalla scheda EHPA: +12 V CC ±10% a un massimo di 0,3 W, più un ritorno di 0 V CC (PCOM).
Più schede IS200EMCSG1AAB sono collegate in una configurazione a margherita. La scheda EHPA alimenta sei schede EMCS tramite tre cavi schermati a 4 pin, uno per fase. Ciascun cavo si collega alla prima scheda EMCS di quella fase (ad esempio, il ramo positivo) e da tale scheda un secondo cavo si collega a margherita all'altra scheda EMCS della stessa fase (il ramo negativo). L'EHPA filtra i segnali di uscita da ciascuna scheda EMCS e trasferisce le informazioni alla scheda controller EMIO.
L'indicazione visiva della conduzione è fornita dai LED sulla scheda EHPA (non sull'EMCS stesso). Per ciascuna fase, un LED giallo (PHA, PHB, PHC) si illumina quando la scheda EMCS per quella fase rileva corrente.
Caratteristiche dell'hardware
IS200EMCSG1AAB è una piccola scheda a cablaggio stampato progettata per il montaggio all'interno dell'armadio del modulo convertitore di potenza (PCM) dell'eccitatore EX2100. Si monta utilizzando una staffa di montaggio Glastic® (plastica rinforzata con fibra di vetro) che mantiene in posizione anche gli anelli magnetici in acciaio. La scheda è posizionata sopra il dissipatore di calore SCR associato, vicino alla parte anteriore dell'armadio. Il conduttore del bus (isolato con tubazione) passa attraverso gli anelli di acciaio fissati alla scheda.
Connettori e interfaccia
La scheda dispone di un singolo connettore a 6 pin (P1A) per tutte le connessioni di alimentazione e segnale. Alcune revisioni potrebbero avere un secondo connettore (P1B) per scopi di collegamento a margherita, ma l'interfaccia primaria avviene tramite P1A.
Numero PIN |
Nome del segnale |
Descrizione |
1 |
P12 |
Ingresso alimentazione +12 Vcc |
2 |
CONSENSO |
Uscita logica (bassa = corrente rilevata, alta = nessuna corrente) – prima uscita |
3 |
Scudo |
Si collega a terra (schermatura del cavo) |
4 |
PCOM |
Ritorno alimentazione 0 Vcc |
5 |
CONSENSO |
Uscita logica (bassa = corrente rilevata, alta = nessuna corrente) – seconda uscita (ridondante) |
6 |
NC |
Non connesso |
Entrambi i segnali di uscita sono identici e attivi bassi. Un'uscita bassa (≤1,2 V) indica che la corrente scorre attraverso il bus. Un'uscita elevata (≥11 V) indica assenza di corrente o corrente al di sotto della soglia di rilascio.
Anelli in Acciaio e Concentratore di Flusso
La scheda viene fornita con anelli in acciaio con spaziatura fissati alla scheda tramite viti. Questi anelli concentrano il campo magnetico generato dalla corrente del bus, consentendo ai sensori ad effetto Hall di rilevare in modo affidabile correnti fino al punto di rilascio (10 A tipico). Gli anelli non devono toccare il conduttore del bus; il tubo isolante sopra il bus impedisce il contatto accidentale.
Indicatori LED
Lo stesso IS200EMCSG1AAB non dispone di LED integrati. Lo stato è indicato dai LED sulla scheda EHPA associata. Per ciascuna fase (A, B, C), un LED giallo (PHA, PHB, PHC) sull'EHPA si illumina quando la scheda EMCS corrispondente rileva corrente. Ciò fornisce un rapido controllo visivo della conduzione in ciascuna gamba del ponte.
Procedure di installazione e sostituzione
Precauzioni per la manipolazione
Sensibilità statica – IS200EMCSG1AAB contiene componenti sensibili all'elettricità statica (sensori ad effetto Hall). Indossare sempre un braccialetto con messa a terra e maneggiare la scheda solo su una postazione di lavoro collegata a terra. Conservare la tavola nella sua custodia antistatica quando non viene utilizzata.
Togliere tensione prima dell'uso – Per evitare scosse elettriche, spegnere l'alimentazione all'eccitatore (o al modulo convertitore di potenza interessato per la riparazione online) e verificare la tensione zero su tutti i circuiti prima di toccare la scheda o qualsiasi cavo collegato. Seguire tutte le procedure di lock-out/tag-out locali. Fare riferimento a GEH‑6631 (Guida all'installazione e all'avvio di EX2100) per le procedure complete di diseccitazione.
Non rimuovere o inserire con l'alimentazione collegata : ciò potrebbe causare danni all'apparecchiatura o lesioni personali.
Evitare la caduta dell'hardware : le viti di montaggio o altri piccoli componenti lasciati cadere all'interno dell'armadio possono causare cortocircuiti o danni al ripristino dell'alimentazione.
Procedura di sostituzione (offline o online con PCM diseccitato)
La scheda EMCS si trova nel cabinet del PCM. Negli eccitatori da 100 mm che includono l'opzione di riparazione online, è possibile diseccitare solo il PCM interessato mentre gli altri PCM rimangono online.
Togliere tensione all'eccitatore (o al PCM specifico) seguendo la Guida all'installazione e all'avviamento di EX2100 e le procedure di lock-out/tag-out locali.
Aprire lo sportello dell'armadio del PCM e testare la tensione zero di tutti i circuiti elettrici utilizzando apparecchiature di test ad alta tensione.
Individuare la scheda EMCS sopra il dissipatore di calore SCR associato. La gamba positiva della fase A (SCR n. 1) è in alto a sinistra, la gamba negativa della fase A (SCR n. 4) è in alto a destra, ecc. Rimuovere la striscia di vetro e lo schermo in LEXAN® per accedere alla scheda.
Rimuovere il piccolo pezzo del bus a forma di L davanti all'EMCS rimuovendo i tre bulloni da 5/16 pollici che lo collegano al dissipatore di calore e i tre bulloni da 5/16 pollici che lo collegano al pezzo del bus che passa attraverso gli anelli magnetici.
Scollegare con attenzione il cavo P1A (e P1B se presente) dalla scheda EMCS stringendo e tirando i connettori del cavo. Etichettare i cavi se non già contrassegnati, per garantire la corretta riconnessione.
Rimuovere le viti che fissano il gruppo EMCS alla parete laterale del PCM e far scorrere con attenzione il gruppo in avanti ed estrarlo dall'armadio.
Rimuovere le quattro viti che fissano la scheda EMCS e gli anelli magnetici alla staffa di montaggio in plastica. Rimuovi la tavola.
Orientare la nuova scheda IS200EMCSG1AAB esattamente come l'originale. Fissatelo alla staffa di montaggio con le quattro viti, insieme agli anelli magnetici. Prima di serrare le viti, tenere gli anelli magnetici per ridurre al minimo lo spazio tra i sensori : ciò garantisce la corretta concentrazione del flusso.
Far scorrere il gruppo nuovamente nell'armadio e montarlo in posizione. Verificare che gli anelli magnetici non tocchino alcun bus esposto e che il tubo isolante sopra il bus sia posizionato correttamente per evitare contatti.
Ricollegare i cavi P1A e P1B alla nuova scheda.
Reinstallare eventuali deflettori LEXAN rimossi (sono essenziali per il corretto raffreddamento del flusso d'aria del PCM).
Reinstallare il pezzo del bus a forma di L rimosso al passaggio 4. Serrare i sei bulloni da 5/16 pollici a 115 pollici-libbre.
Reinstallare la striscia in Glastic e lo schermo in LEXAN rimossi al punto 3.
Chiudere lo sportello dell'armadio del PCM e seguire le procedure di rialimentazione.
Una volta ripristinata l'alimentazione, verificare che il LED di conduzione appropriato (PHA, PHB o PHC) sulla scheda EHPA associata si illumini quando viene attivato l'SCR corrispondente. L'assenza del LED può indicare un allineamento errato del sensore, una connessione del cavo mancante o una scheda EMCS difettosa.
Quando si ordina IS200EMCSG1AAB, utilizzare il codice articolo completo esattamente come mostrato. Il numero di parte segue la convenzione di GE:
IS200 – Serie Innovation, classe 200.
EMCS – Acronimo funzionale: Exciter Conduction Sensor.
G1 – Generazione/versione.
A – Designatore di base.
A – Modificatore (ad esempio, rivestimento o variazione del componente).
B – Revisione B.
Garanzia e inserimento ordini
Sostituzioni in garanzia (entro il periodo di garanzia): Contattare GE Energy Product Service Engineering:
GE Energy
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Salem, VA 24153‑6492 USA
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Fax: +1 540 387 8606
Pezzi di ricambio o ordini non coperti da garanzia : contattare l'ufficio vendite o assistenza GE più vicino. Fornire:
Codice articolo completo: IS200EMCSG1AAB
Numero di serie dell'eccitatore
Numero dell'elenco dei materiali dell'eccitatore (ML).
Nota: tutte le cifre e le lettere del codice articolo sono significative. GE può sostituire revisioni compatibili successive, ma è assicurata la compatibilità con le versioni precedenti.
Diagnostica e Manutenzione
L'IS200EMCSG1AAB non richiede calibrazione o regolazione di routine. Si consiglia tuttavia un'ispezione periodica del montaggio, degli anelli magnetici e dell'isolamento del bus. Lo stato della scheda è indicato principalmente dallo stato del LED dell'EHPA e dai messaggi diagnostici del sistema di controllo.
Risoluzione dei problemi:
Sintomo |
Possibile causa |
Azione correttiva |
LED di fase EHPA (PHA/B/C) spento quando l'SCR è in funzione |
La scheda EMCS non rileva corrente; anelli disallineati; cavo aperto; sensore difettoso |
Controllare i collegamenti dei cavi; verificare che gli anelli siano adeguatamente distanziati; sostituire la scheda EMCS. |
LED di fase EHPA acceso quando l'SCR non si attiva |
Falso rilevamento; interferenza magnetica; sensore bloccato in basso |
Verificare la presenza di campi magnetici dispersi; rimuovere e riposizionare la scheda; sostituire l'EMCS. |
Il sistema di controllo segnala un guasto di conduzione per una gamba |
Uscita EMCS mancante o errata |
Verificare l'alimentazione (+12 V) all'EMCS; controllare il segnale in uscita con l'oscilloscopio; sostituire la scheda se necessario. |
Danni fisici agli anelli di acciaio o all'isolamento del bus |
Archi o interferenze meccaniche |
Togliere tensione, riparare o sostituire l'isolamento, assicurarsi che gli anelli siano centrati sul bus. |
