De DS200DCFBG1B is een multifunctionele voedingskaart ontworpen door General Electric (GE) Industrial Control Systems voor de DC2000, CB2000, EX2000, FC2000, GF2000, ME2000 en AC2000 IGBT aandrijfsystemen. Dit bord behoort tot de DCFB-serie (DC2000 Power Supply Board), maakt deel uit van de G1-groep en vertegenwoordigt revisieniveau B, dat functionele optimalisaties en betrouwbaarheidsverbeteringen omvat ten opzichte van de G1A-revisie.
De voedingskaart DS200DCFBG1B is een kerncomponent van het aandrijfbesturingssysteem. Het ontvangt 38 V en 115 V AC-ingang (of 24 V DC-ingang) van de stuurstroomtransformator (CPT) en levert stabiel, betrouwbaar vermogen op regelniveau aan het aandrijfsysteem, evenals 115 V AC-stroom (niet van toepassing op sommige modellen) aan de ventilatoren van de behuizing. Dit bord integreert meerdere functies, waaronder stroomconversie, signaalconditionering, spannings-/stroomfeedbackverwerking, SCR-afvuurregeling en AC-lijnbewaking, waardoor het een cruciaal onderdeel is voor het bereiken van nauwkeurige regeling en betrouwbare bescherming in aandrijfsystemen.
Dit product wordt veel gebruikt in DC-aandrijfsystemen, bekrachtigingssystemen, aandrijfsystemen met variabele frequentie en diverse industriële procesbesturingstoepassingen, vooral in omgevingen die zeer nauwkeurige stroom-/spanningsfeedback en zeer betrouwbaar energiebeheer vereisen.
II. Sleutelfuncties
1. Meerdere vermogensuitgangen op besturingsniveau
De voedingskaart DS200DCFBG1B zet de ingangsingang van 38 V AC (±10%) of 24 V DC-ingang om in meerdere stabiele DC-uitgangen:
+5 V gelijkstroom, 4 A: Levert kernvoeding voor de hoofdbesturingskaart (SDCC/LDCC).
±15 V DC, 0,8 A elk: voedt analoge circuits en signaalconditioneringscircuits.
±24 V DC: De +24 V DC-uitgang heeft een nominaal vermogen van 3 A en de -24 V DC-uitgang heeft een nominaal vermogen van 1 A, gebruikt voor het aansturen van relais en externe belastingen.
Alle voedingsuitgangen zijn beveiligd met overstroombeveiliging en de status van de zekeringen wordt aangegeven via LED's.
2. Verwerking van spannings- en stroomfeedback
De DS200DCFBG1B-kaart integreert meerdere spanningsgestuurde oscillatorcircuits (VCO) die analoge signalen omzetten in frequentiesignalen voor verwerking door de SDCC/LDCC-hoofdbesturingskaart:
AC-lijnspanningsfeedback: bewaakt de amplitude en fasevolgorde van de driefasige AC-ingangsspanning.
DC-brugspanningsfeedback: bewaakt de DC-uitgangsspanning van de SCR-brug.
Feedback motorspanning: Bewaakt de werkelijke spanning op de motorklemmen.
Ankerstroomfeedback: bewaakt de ankerstroom via shunts en ondersteunt twee onafhankelijke kanalen.
Veldstroomfeedback: bewaakt de veldstroom van de motor en ondersteunt twee onafhankelijke kanalen.
Deze VCO-circuits zetten ingangsspanningen om in frequentiesignalen van 0 tot 500 kHz, die via de 1PL-connector naar de hoofdbesturingskaart worden gestuurd voor gesloten regel- en beveiligingsfuncties.
3. AC-lijnbewaking en synchronisatie
Het bord bevat versterkercircuits die lijn-tot-lijn AC-spanningssignalen verwerken. Deze signalen worden via de 1PL-connector naar het SDCC/LDCC-bord gestuurd voor:
Detecteren van SCR-storingen in de stroombrug.
Synchronisatiesignalen genereren voor SCR-afvuren.
Detecteren van faseverlies en fasevolgordefouten.
DIP-schakelaars SW1, SW2 en SW3 worden gebruikt om het ingangsspanningsbereik te configureren voor aandrijfsystemen met verschillende spanningsniveaus.
4. Interface voor AC-lijnstroomtransformator
In sommige toepassingen zijn de AC-ingangslijnen L1 en L3 van de omvormer uitgerust met AC-stroomtransformatoren (ACCT's). De DS200DCFBG1B-kaart gebruikt schakelaar SW7 om de belastingsweerstand te selecteren op basis van de nominale stroom van de frequentieregelaar. De ACCT-signalen worden gebruikt voor:
Detectie van commutatiefouten.
AC-overstroombeveiliging (IOC).
Bewaking van huidige feedback.
5. Aandrijfcircuits van de magneetschakelaar
De DS200DCFBG1B-kaart bevat relais K2, dat dient als pilootrelais voor de MD-magneetschakelaar. De SDCC/LDCC-kaart stuurt de spoel van dit relais aan via de 1PL-connector, en de MACPL-connector biedt een 24 V dc FET-uitgang voor het aansturen van de MD-contactor.
6. SCR-vuurregelcircuits
Het DS200DCFBG1B-bord bevat een poortarraycircuit dat het afvuren van de SCR's in de brug regelt op basis van stuursignalen die worden ontvangen van het SDCC/LDCC-bord via de 1PL-connector. De poortarray wordt bij het opstarten geprogrammeerd door een seriële PROM. De 5 V-uitgangen van de poortarray worden door poortpulsversterkercircuits omgezet in het vermogensniveau dat nodig is om de voorwaartse en achterwaartse poortpulstransformatoren op de DS200PCCA Power Connect Card via de 5PL-connector aan te sturen.
Om valse ontstekingssignalen te voorkomen, wordt het ontstekingsvermogen uit de poortcircuits verwijderd totdat de poortarray is geprogrammeerd en het 5 V-vermogen is geregeld.
7. Circuit voor verzwakking van de motorspanning
De DS200DCFBG1B-kaart bevat een motorspanningsverzwakkingscircuit dat een analoge weergave van de motorspanning biedt. Dit signaal wordt via pin 6 van de 1PL-connector naar het SDCC/LDCC-bord gestuurd. Het verzwakkingscircuit is voorgespannen op 2,5 V en kan variëren van 0 tot 5 V, afhankelijk van de motorspanning. DIP-schakelaar SW6 wordt gebruikt om de feedback van de motorspanning te schalen.
8. Bewaking en bescherming van de status van de voeding
De DS200DCFBG1B-kaart levert het /PSEN-signaal (2PL-1). Wanneer de +5 V-voeding in regeling is, bevindt dit signaal zich op een TTL-laag niveau. Als de +5 V-voeding buiten de regeling valt, wordt het signaal hoog, waardoor een reset van de microprocessor op de hoofdbesturingskaart (SDCC/LDCC) wordt geactiveerd.
III. Hardware-architectuur
1. Bestuursstructuur
De DS200DCFBG1B-kaart maakt gebruik van een standaard printplaatstructuur met afmetingen die compatibel zijn met de kaartdrager van de aandrijfsystemen uit de DC2000-serie. Het bord bevat:
2. Voedingsingang en -uitgangen
Ingang: 38 V AC (±10%) of 24 V DC.
Uitgangen: +5 V DC (4 A), ±15 V DC (elk 0,8 A), +24 V DC (3 A), -24 V DC (1 A), 115 V AC (beveiligd door een zekering van 1/2 A).
3. Bescherming en indicatoren
Zekering FU1: Beveiligt de 115 V AC-uitgang, 1/2 A, 2AG snelwerkend.
Zekering FU2: Beveiligt de +24 V-, +15 V- en +5 V-voedingen, 7 A, 2AG snelwerkend.
Zekering FU3: Beschermt de -24 V en -15 V voedingen, 7 A, 2AG snelwerkend.
LED CR51: Geeft aan dat FU2 is doorgebrand (rood).
LED CR55: Geeft aan dat FU3 is doorgebrand (rood).
Neonlamp LT1: Geeft aan dat FU1 is doorgebrand.
4. Testpunten
| Testpuntbeschrijving |
|
| P5 |
Gereguleerde +5 V DC-voeding (±5%) |
| DCOM |
0 V gemeenschappelijk referentiepunt |
| P15 |
Gereguleerde +15 V DC-voeding (±5%) |
| N15 |
Gereguleerde -15 V DC-voeding (±5%) |
| ACCT |
ACCT-signaal van DCFB naar SDCC |
IV. Gedetailleerde interfacebeschrijving
1. Voedings- en besturingsinterface (2PL)
De 2PL-connector biedt stroom- en besturingssignaalverbindingen tussen het DCFB-bord en de NTB/3TB-, STBA-, SLCC- en SDCC/LDCC-kaarten:
| Pinsignaalbeschrijving |
|
|
| 2PL-1 |
/PSEN |
Voeding inschakelen (actief laag) |
| 2PL-2 |
-15V |
-15 V gelijkstroom, ±5% |
| 2PL-3 |
+15V |
+15 V gelijkstroom, ±5% |
| 2PL-4 |
DCOM |
Rijd gemeenschappelijk |
| 2PL-5 |
+5V |
+5 V gelijkstroom, ±5% |
| 2PL-6 |
+5V |
+5 V gelijkstroom, ±5% |
| 2PL-7 |
DCOM |
Rijd gemeenschappelijk |
| 2PL-8 |
-24V |
-24 V gelijkstroom, ±20% |
| 2PL-9 |
+24V |
+24 V gelijkstroom, ±20% |
2. Hoofdbesturingsinterface (1PL)
De 1PL-connector is de primaire communicatie-interface tussen de DS200DCFBG1B-kaart en de SDCC/LDCC-hoofdbesturingskaart, die VCO-frequentiesignalen, besturingssignalen en statusfeedback verzendt:
| Pinsignaalbeschrijving |
|
|
| 1PL-6 |
VENTILATOR5 |
Motorspanning #2 analoge uitgang |
| 1PL-8 |
FIN0 |
DC-ankershunt nr. 1 VCO-uitgang |
| 1PL-9 |
FIN1 |
Motorveldstroomshunt nr. 1 VCO-uitgang |
| 1PL-10 |
FIN2 |
DC-ankershunt nr. 2 VCO-uitgang |
| 1PL-11 |
FIN4 |
V1-V2 AC-lijnspanningsfeedback |
| 1PL-12 |
FIN5 |
V1-V3 Terugkoppeling AC-lijnspanning |
| 1PL-13 |
FIN6 |
DC-brugspanningsfeedback |
| 1PL-16 |
/ENREV |
Schakel SCR's met omgekeerde armatuur in |
| 1PL-17 |
/ENFWD |
Schakel SCR's met voorwaartse armatuur in |
| 1PL-18 |
/FF2 |
Veld #2 SCR-vuren |
| 1PL-19 |
/FF1 |
Veld #1 SCR-vuur |
| 1PL-29 |
SYNCHRONISEREN |
Synchronisatiesignaal AC-lijn |
| 1PL-31 |
/RST1 |
Systeemreset |
| 1PL-32 |
FLD1CTRL |
Veld #1-besturing ingeschakeld |
| 1PL-33 |
FLD2CTRL |
Veld #2-besturing ingeschakeld |
| 1PL-34 |
MAC1 |
MA-schakelaaraandrijving |
| 1PL-35 |
MAC2 |
MD-schakelaar nr. 1 aandrijving |
| 1PL-36 |
MAC3 |
MD-schakelaar nr. 2 aandrijving |
| 1PL-37 |
VFBB |
Gelijkspanningsfeedback-testpunt |
| 1PL-39 |
FIN7 |
Motorspanningsfeedback VCO-uitgang |
3. SCR-afvuurinterface (5PL)
De 5PL-connector stuurt SCR-vuursignalen naar de DS200PCCA Power Connect-kaart:
| Pinnen |
Signaalbeschrijving |
|
| 5PL-1 tot 5PL-12 |
A1F-A6F |
Voorwaartse brug SCR-afvuurpulsen |
| 5PL-13 tot 5PL-24 |
A1R-A6R |
Omkeerbrug SCR-vuurpulsen (alleen voor omkeerbruggen) |
| 5PL-2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24 |
P24 |
+24 V-uitgang |
4. Wisselstroomtransformatorinterface (1CPL)
De 1CPL-connector wordt aangesloten op AC-stroomtransformatoren op fasen L1 en L3:
| Pinsignaalbeschrijving |
|
|
| 1CPL-1 |
ACCT1 |
L1 ACCT-stroomingang (wit) |
| 1CPL-2 |
ACCTCOM |
L1 ACCT stroomingang gemeenschappelijk (rood) |
| 1CPL-3 |
ACCTCOM |
L3 ACCT stroomingang gemeenschappelijk (rood) |
| 1CPL-4 |
ACCT3 |
L3 ACCT-stroomingang (wit) |
5. Schakelaarbesturingsinterface (MACPL)
De MACPL-connector biedt aandrijfuitgangen voor MD-magneetschakelaars:
| Pinsignaalbeschrijving |
|
|
| MACPL-1 |
MD1CTRL |
MD #1 contactorbesturing gemeenschappelijke uitgang |
| MACPL-2 |
MDCTRLPW |
MD #1 schakelaarbediening 24 V DC-uitgang |
| MACPL-3 |
MD2CTRL |
MD #2 contactorbesturing gemeenschappelijke uitgang |
| MACPL-4 |
MDCTRLPW |
MD #2 schakelaarbediening 24 V DC-uitgang |
6. Steekterminals
Stab-terminals worden gebruikt voor het aansluiten van hoogspanningssignalen:
| Eindsignaalbeschrijving |
|
|
| V1 |
Fase A AC-lijnspanning |
Fase A |
| V2 |
Fase B AC-lijnspanning |
Fase B |
| V3 |
Fase C AC-lijnspanning |
Fase C |
| P1A |
Positieve DC-brugspanning |
Positief |
| P2A |
DC-brug negatieve spanning |
Negatief |
| VM1A |
Positieve spanning van het motoranker |
Positief (veldfeedback generator) |
| VM1B |
Negatieve spanning van het motoranker |
Negatief (feedback generatorveld) |
| VM2A |
Positieve spanning van het anker van motor nr. 2 |
Positief (feedback accuspanning) |
| VM2B |
Anker negatieve spanning van motor nr. 2 |
Negatief (feedback accuspanning) |
V. Configuratie en instellingen
1. Jumper-configuratie (JP).
Jumpers op de DS200DCFBG1B-kaart worden gebruikt om ingangssignaalbronnen, VCO-circuitselectie en signaalverzwakking te configureren. Belangrijke jumperbeschrijvingen zijn onder meer:
| Jumperfunctie |
Positie |
1-2 |
Positie 2-3 |
| JP1 |
Signaalbron voor AC-lijnsynchronisatie |
Gegenereerd door DCFB |
Gegenereerd door TCCB (EX2000) |
| JP2 |
Uitvaltijdvertraging AC-schakelaar |
Normaal (ca. 100 ms) |
Minimale vertraging (productietest) |
| JP3-JP7 |
Configuratie van ankershunt nr. 1 |
Directe invoer |
Opnieuw geschaald voor analoge isolator |
| JP8-JP12 |
Configuratie van ankershunt nr. 2 |
Directe invoer |
Opnieuw geschaald voor analoge isolator |
| JP13 |
Shuntschaling (BKC en later) |
Voor veldvoedingsshunt |
Voor totaliserende shunt met meerdere bruggen |
2. DIP-schakelaar (SW)-configuratie
DIP-schakelaars worden gebruikt om spanningsbereiken en stroomtransformatorbelastingen te configureren:
| Schakelfunctiebeschrijving |
|
|
| SW1-SW3 |
AC-lijnspanningsbereik |
Instellingen 0-2, max. 308-617 V AC (tot 1535 V met verzwakkers) |
| SW4 |
DC-brugspanningsfeedbackbereik |
Hetzelfde als hierboven |
| SW5 |
Feedbackbereik DC-motorspanning |
Hetzelfde als hierboven |
| SW6 |
Analoog feedbackbereik motorspanning |
Hetzelfde als hierboven |
| SW7 |
ACCT-lastselectie |
Instellingen 0-15, gebaseerd op nominale stroom en CT-windingsverhouding |
Belangrijke opmerking: De fabrieksinstellingen voor alle jumpers en DIP-schakelaars zijn gedocumenteerd op het testgegevensblad dat bij elke controller wordt geleverd. Bij het vervangen van een DS200DCFBG1B-kaart moeten alle jumpers en schakelaars op de nieuwe kaart in dezelfde posities worden gezet als op de kaart die wordt vervangen.
VI. Installatie en onderhoud
1. Montagelocatie
De DS200DCFBG1B-kaart wordt normaal gesproken gemonteerd in de kaartdrager achter de besturingskaart van de omvormer (SDCC/LDCC), naar voren gericht (voor sommige EX2000-toepassingen kan deze zich op een andere locatie bevinden).
2. Vervangingsprocedure
Schakel de stroom uit: Schakel alle stroom naar de omvormer uit en wacht vervolgens enkele minuten totdat alle voedingscondensatoren zijn ontladen. Test eventuele elektrische circuits voordat u ze aanraakt, om er zeker van te zijn dat de stroom is uitgeschakeld.
Open kastdeur: Open de kastdeur van de apparatuur om toegang te krijgen tot de printplaten.
Vergrendellipjes losmaken: Trek aan de vergrendellipjes aan weerszijden van het kaartrek, til vervolgens de voorste kaartdrager op (met de schijfbesturingskaart) en kantel deze naar voren en naar beneden om toegang te krijgen tot de DCFB-kaart.
Kabels loskoppelen: Koppel voorzichtig alle kabels los van de DCFB-kaart.
Plastic drukknopen losmaken: Duw de plastic drukknopen (houders) terug om het DCFB-bord los te maken van de borddrager.
Configuratie verifiëren: Controleer of alle jumpers en schakelaars op de nieuwe (vervangende) DCFB-kaart in dezelfde posities staan als op de oude kaart.
Nieuwe kaart installeren: Plaats de nieuwe DCFB-kaart in dezelfde positie als de verwijderde kaart en installeer deze op de kaartdrager. Zorg ervoor dat alle plastic drukknopen terug op hun plaats klikken om het bord vast te zetten.
Sluit de kabels opnieuw aan: Sluit alle kabels opnieuw aan op de DCFB-kaart zoals aangegeven en zorg ervoor dat de kabels aan beide uiteinden goed op hun plaats zitten.
EE-parameters aanpassen: Voer indien nodig de procedure voor het aanpassen van de EE-parameters uit.
Sluiten en vastzetten: Draai de voorste kaartdrager weer omhoog in positie, schuif de vergrendelingslipjes aan de zijkant van het kaartenrek terug in de vergrendelpositie en sluit vervolgens de deur van de drivekast.
3. Onderhoudsaanbevelingen
Vervanging van zekeringen: Zekeringen FU1, FU2 en FU3 zijn de enige door de gebruiker vervangbare componenten op de DCFB-kaart. Als andere componenten defect raken, moet de printplaat als één geheel worden vervangen.
Antistatische voorzorgsmaatregelen: Draag altijd een geaarde polsband wanneer u het bord hanteert. Bewaar het bord in een antistatische zak als je het niet gebruikt.
Regelmatige inspecties: Controleer regelmatig de status van de LED's en de neonlamp om een goede werking van de stroomvoorziening te garanderen.
Beheer van reserveonderdelen: Het wordt aanbevolen om ten minste één identiek DCFB-bord ter plaatse te bewaren als reserve om de uitvaltijd in geval van een storing tot een minimum te beperken.
VII. Foutdiagnose
1. LED- en neonlampindicaties
| Indicator |
geeft aan wanneer verlicht |
| CR51 (rode LED) |
Zekering FU2 (+24 V lijn naar +15 V regelaar) is doorgebrand |
| CR55 (rode LED) |
Zekering FU3 (-24 V lijn naar -15 V regelaar) is doorgebrand |
| LT1 (neonlamp) |
Zekering FU1 (115 V AC-lijn) is doorgebrand |
2. Veelvoorkomende fouten en probleemoplossing
| Storing Symptoom |
Mogelijke oorzaak |
Aanbevolen actie |
| FU2 blaast herhaaldelijk |
Onbedoelde kortsluiting van +24 V DC |
Controleer op sondefouten of bedradingsproblemen op het klemmenbord |
| FU3 blaast herhaaldelijk |
Onbedoelde kortsluiting van -24 V DC |
Controleer op sondefouten of bedradingsproblemen op het klemmenbord |
| FU1 klapt |
Overbelasting of kortsluiting bij 115 V AC-belasting |
Controleer ventilatorbelastingen of externe apparaten |
| /PSEN hoog |
+5 V-voeding niet goed geregeld |
Controleer de FU2-status; Het DCFB-bord moet mogelijk worden vervangen |
| Geen VCO-uitgang |
Ingangssignaal of configuratiefout |
Controleer de jumper- en DIP-schakelaarinstellingen |
VIII. Toepassingen
Het voedingsbord DS200DCFBG1B wordt veel gebruikt in de volgende industriële toepassingen:
DC2000 DC-aandrijfsystemen: Biedt besturingsvermogen en feedbackverwerking voor DC-motoraandrijvingen.
CB2000 digitale besturingssystemen: Dient als kernvoedings- en signaalconditioneringsmodule.
EX2000-excitatiesystemen: gebruikt voor de bekrachtigingsregeling van de generator en levert stroom en feedbackverwerking.
FC2000 Frequentiebesturingssystemen: Biedt besturings- en beveiligingsfuncties in aandrijfsystemen met variabele frequentie.
GF2000 Generatorbesturingssystemen: Gebruikt voor generatorexcitatie en -bescherming.
ME2000-motorbesturingssystemen: Biedt stroom- en signaalconditionering in motorbesturingstoepassingen.
AC2000 IGBT-aandrijfsystemen: levert vermogen op regelniveau in AC-aandrijfsystemen.
