Zasilacz prądu stałego GE DS200SDCIG2A

DS200SDCIG2A to płyta zasilająca i oprzyrządowania prądu stałego zaprojektowana przez firmę General Electric (GE) Drive Systems dla napędów prądu stałego serii DC2000. Należąca do serii SDCI (Dc Power Supply and Instrumentation Board) płytka ta należy do grupy G2 i reprezentuje wersję A. Jest to kluczowy komponent systemu napędowego DC2000 DC, odpowiedzialny za konwersję mocy, kondycjonowanie sygnału i pomiary oprzyrządowania i nadaje się do zastosowań napędowych z napięciami wejściowymi do 600 V AC.

Podstawową funkcją płytki zasilacza i oprzyrządowania prądu stałego SDCI jest przekształcanie mocy wejściowej z transformatora mocy sterującej na różne zasilacze logiczne wymagane przez system sterowania przemiennikiem. Dodatkowo zapewnia obwody bramkowania twornika SCR oraz pomiar i kondycjonowanie sygnałów linii AC i silników prądu stałego. Płyta ta integruje wiele funkcji, w tym konwersję mocy, pomiar sygnału i sterowanie bramką, co czyni ją kluczowym elementem zapewniającym precyzyjne sterowanie i niezawodną ochronę w systemach napędowych DC2000.

Wersja G2 karty SDCI różni się od wersji G1 przede wszystkim tym, że nie zawiera wewnętrznego obwodu wzbudnicy pola i zamiast tego jest przeznaczona do użytku z zewnętrzną wzbudnicą. To sprawia, że ​​wersja G2 nadaje się do zastosowań związanych z napędami prądu stałego o dużej mocy, wymagających wyższych prądów wzbudzenia lub bardziej elastycznej konfiguracji. Płytka DS200SDCIG2A została zaprojektowana tak, aby spełniać wymagania przemysłowych zastosowań napędowych i charakteryzuje się następującymi cechami:

• Wiele wyjść zasilania: zapewnia zasilacze logiczne +5 V DC (4 A), ±15 V DC (0,4 A każdy), ±24 V DC i 115 V AC (0,4 A).

• Obwód bramkowy twornika SCR: steruje transformatorami impulsowymi bramki dla twornika SCR.

• Kompleksowy pomiar sygnału: Mierzy prąd twornika, napięcie twornika, prąd pola, prąd linii AC, wielkość napięcia linii AC i kolejność faz.

• Interfejs zewnętrznego wzbudnicy: Obsługuje połączenie z zewnętrznym wzbudnikiem pola w celu spełnienia wymagań aplikacji o dużej mocy.

• Konfigurowalne zworki sprzętowe: Obsługuje konfigurację różnych funkcji za pomocą zworek sprzętowych.

• Wszechstronne obwody zabezpieczające: wiele bezpieczników ze wskaźnikami stanu dla wygodnej diagnostyki usterek.

Produkt ten jest szeroko stosowany w układach napędowych prądu stałego dużej mocy i zastosowaniach sterowania napędami przemysłowymi, szczególnie w środowiskach przemysłowych dużej mocy wymagających zewnętrznych wzbudnic.

II. Kluczowe funkcje

1. Wiele wyjść mocy logicznej

Płyta DS200SDCIG2A przekształca moc wejściową z transformatora mocy sterującej na wiele stabilnych wyjść DC i AC:

• +5 V prądu stałego, 4 A: Zapewnia podstawowe zasilanie operacyjne głównej płyty sterującej (SDCC) systemu sterowania przemiennikiem.

• ±15 V prądu stałego, 0,4 A każdy: Zasila obwody analogowe i obwody kondycjonowania sygnału.

• ±24 V DC: Zapewnia zasilanie przekaźników i obciążeń zewnętrznych.

• 115 V AC, 0,4 A: Zapewnia zasilanie prądem przemiennym dla urządzeń zewnętrznych, takich jak wentylatory szafkowe.

Wszystkie wyjścia zasilające zabezpieczone są zabezpieczeniem nadprądowym, a stan bezpiecznika sygnalizowany jest za pomocą diod LED lub lamp neonowych.

2. Interfejs zewnętrznego wzbudnicy pola

W przeciwieństwie do wersji G1, wersja G2 karty SDCI nie zawiera wewnętrznego obwodu wzbudnicy pola i zamiast tego jest przeznaczona do użytku z zewnętrznym wzbudnikiem pola. Dzięki temu wersja G2 spełnia wymagania zastosowań napędów prądu stałego o dużej mocy, które wymagają wyższych prądów wzbudzenia lub bardziej elastycznej konfiguracji. Zewnętrzny wzbudnik pola łączy się z płytką SDCI poprzez odpowiednią listwę zaciskową, a sygnały sterujące i zasilanie są zapewniane przez kartę SDCI.

3. Obwód bramkowy twornika SCR

Płyta DS200SDCIG2A zapewnia obwody sterujące transformatorami impulsowymi bramki dla tyrystorów twornika. Łączy się z główną płytą sterującą (SDCC) poprzez złącze 1PL, odbierając sygnały wyzwalające z SDCC i przekształcając je na poziom mocy wymagany do sterowania bramkami SCR.

4. Pomiar sygnału i obwody oprzyrządowania

Płytka DS200SDCIG2A integruje wiele obwodów pomiaru sygnału w celu monitorowania warunków pracy układu napędowego:

• Pomiar prądu twornika: Mierzy prąd twornika poprzez bocznik.

• Pomiar napięcia twornika: Mierzy wielkość napięcia twornika.

• Pomiar prądu pola: Mierzy prąd pola silnika (z zewnętrznego wzbudnicy).

• Pomiar prądu linii AC: Mierzy prąd linii AC w ​​fazach L1 i L3 za pośrednictwem przekładników prądowych AC (ACCT).

• Pomiar napięcia sieciowego AC: Mierzy wielkość napięcia sieciowego AC i kolejność faz.

Te sygnały pomiarowe są przesyłane do głównej płyty sterującej SDCC poprzez złącze 1PL dla funkcji sterowania i zabezpieczeń w pętli zamkniętej.

5. Obwód sterujący stycznika MA

Płytka DS200SDCIG2A zawiera obwód sterujący stycznikiem MA AC. Zworka sprzętowa JP2 służy do konfiguracji opóźnienia wyłączenia stycznika. Podczas normalnej pracy obwód ten opóźnia otwarcie stycznika prądu przemiennego, aby zapewnić wygaszenie całego prądu obciążenia. Zworka JP2 zapewnia opóźnienie około 100 ms (normalna praca) lub minimalne opóźnienie (test fabryczny).

6. Obwód sterujący stycznika MD

Karta SDCI zapewnia wyjście napędu stycznika MD. Zworka sprzętowa JP1 służy do konfiguracji źródła sterowania dla stycznika MD:

• Pozycja 1-2: MD jest niezależnie kontrolowana przez oprogramowanie MCP (normalna praca).

• Pozycja 2-3: Sprzęt MD jest podporządkowany operacji MA.

7. Interfejs przekładnika prądowego linii AC

Płyta DS200SDCIG2A wykorzystuje przełącznik SW1 do wyboru rezystancji obciążenia dla przekładników prądowych linii AC, obsługując układy napędowe o różnych prądach znamionowych. 16-pozycyjne ustawienia SW1 są wybierane w oparciu o znamionowy prąd stały przemiennika i współczynnik zwojów przekładnika prądowego, zapewniając prawidłowe działanie funkcji chwilowego zabezpieczenia nadprądowego prądu przemiennego (IOC). Gdy prąd wtórny ACCT linii głównej przekracza 144 mA, przekładniki prądowe są kierowane przez przekładniki prądowe obniżające napięcie 10:1 na płycie SHV/SHVM.

III. Architektura sprzętowa

1. Struktura Zarządu

Płytka DS200SDCIG2A wykorzystuje standardową konstrukcję płytki drukowanej i jest instalowana w szafie sterowniczej przemiennika, znajdującej się za główną płytą sterującą SDCC. Tablica zawiera:

• Wiele obwodów zasilania: zapewniają wyjścia +5 V, ±15 V, ±24 V DC i 115 V AC.

• Obwody pomiaru sygnału: Do pomiaru prądu twornika, napięcia, prądu pola, prądu linii AC i napięcia linii AC.

• Obwody napędu bramki: Napęd transformatorów impulsowych bramki SCR twornika.

• Interfejs zewnętrznego wzbudnicy: Do podłączenia zewnętrznego wzbudnicy pola.

• Obwody zabezpieczające: Wiele bezpieczników (FU1-FU3, FU5, FU6).

• Wskaźniki stanu: Lampy neonowe (LT1, LT5, LT6) i diody LED (CR51, CR55).

• Konfigurowalne komponenty: Zworki JP1, JP2 i przełącznik SW1.

• Wiele złączy: 1PL, 2PL, 5PL, 1CPL, CNPL, CPTPL, FAPL, NPL, PPL itp.

2. Kluczowe różnice w stosunku do wersji G1

3. Miejsce montażu

Płytka DS200SDCIG2A jest instalowana w nośniku płytki w szafie sterowniczej przemiennika, znajdującej się za główną płytą sterującą SDCC. Aby wymienić kartę SDCI, należy podnieść kartę SDCC do przodu, aby uzyskać dostęp do karty SDCI.

4. Opis złącza

Płytka DS200SDCIG2A zawiera różne złącza zasilania, sygnałów sterujących i sygnałów pomiarowych:

5. Bezpieczniki i wskaźniki

IV. Szczegółowy opis interfejsu

1. Złącze 1PL

Złącze 1PL jest głównym interfejsem komunikacyjnym pomiędzy płytą SDCI a główną płytą sterującą SDCC, przesyłającym:

• Sygnały stanu zasilania (DPSEN)

• Sygnały zwrotne prądu fazowego (/IA, /IB, /IC)

• Sygnały zwrotne napięcia (V(BA), V(CA), VDC)

• Sygnał synchronizacji linii (LINESYN)

• Sygnały zezwolenia na napęd bramy (ENA, ENB, ENC)

• Sygnały usterek (FAULT1, FAULT2)

• Sygnał resetowania systemu (/RST1)

2. Złącze 2PL

Złącze 2PL zapewnia wejście zasilania z płytki zasilacza do SDCI, w tym:

• /PSEN: sygnał włączenia zasilania

• Zasilanie ±15 V DC, ±24 V DC i +5 V DC

• DCOM: wspólny zasilacz

3. Złącze 5PL

Złącze 5PL łączy się z kartą PCCA Power Connect Card, przesyłając sygnały impulsowe bramki SCR.

4. Złącze 1CPL

Złącze 1CPL łączy się z przekładnikami prądowymi AC (ACCT) na fazach L1 i L3, doprowadzając wtórne sygnały prądowe przekładnika prądowego do płytki SDCI.

5. Złącza CNPL, CPTPL, FAPL

Te złącza łączą się z urządzeniami zewnętrznymi:

• CNPL: wyjście sterujące stycznikiem MA

• CPTPL: Sterowanie wyjściem transformatora mocy

• FAPL: Moc wyjściowa wentylatora

6. Złącza NPL, PPL

Złącza te łączą się z bramką i katodą modułu SCR:

• NPL: katoda i bramka N2 SCR

• PPL: katoda i bramka P1 SCR

V. Konfiguracja i ustawienia

1. Konfiguracja zworek sprzętowych

Konfigurowalny sprzęt na karcie SDCI obejmuje dwie zworki (JP1, JP2) i jeden przełącznik DIP (SW1):

2. Ustawienia przełącznika DIP SW1

SW1 wybiera rezystancję obciążenia dla przekładników prądowych linii AC. Ustawienie opiera się na znamionowym prądzie stałym przemiennika i współczynniku zwojów przekładnika prądowego:

3. Uwagi dotyczące wymiany bezpiecznika

• FU1: Bezpiecznik zasilania 115 V AC. W przypadku przepalenia sprawdź, czy nie występują błędy w okablowaniu lub przeciążenie. Po przepaleniu i podłączeniu obciążenia świeci się neonówka LT1.

• FU2: Bezpiecznik zasilania +24 V, +15 V, +5 V. Często spowodowane przypadkowym zwarciem do +24 V. Jeśli bezpiecznik nadal przepala się przy odłączonych gniazdach 1PL, 2PL i 5PL, wymień kartę SDCI.

• FU3: Bezpiecznik zasilania -24 V, -15 V. Często spowodowane przypadkowym zwarciem do -24 V. Jeśli bezpiecznik nadal przepala się przy odłączonych gniazdach 1PL, 2PL i 5PL, wymień kartę SDCI.

• FU5/FU6: Bezpieczniki obwodu zewnętrznego powiązanego z wzbudnicą. W przypadku przepalenia zapalają się lampy neonowe LT5/LT6. Możliwe przyczyny to awaria zewnętrznego wzbudnicy, zwarcie w okablowaniu lub awaria karty SDCI.

VI. Instalacja i konserwacja

1. Miejsce montażu

Płytkę SDCI instaluje się w nośniku płytki w szafie sterowniczej przemiennika, znajdującej się za główną płytą sterującą SDCC. Aby wymienić kartę SDCI, należy podnieść kartę SDCC do przodu, aby uzyskać dostęp do karty SDCI.

2. Procedura wymiany

1. Wyłączenie zasilania: Wyłącz zasilanie przemiennika, odczekaj kilka minut, aż kondensatory zasilacza się rozładują, a następnie sprawdź, czy nie ma zasilania.

2. Otwórz drzwi szafki: Uzyskaj dostęp do obszaru płytki drukowanej, odnajdując skierowaną do przodu płytkę SDCC.

3. Podnieś kartę SDCC: Pociągnij blokady po obu stronach obudowy, podnieś kartę SDCC i przechyl ją do przodu, aby odsłonić kartę SDCI.

4. Odłącz kable: Ostrożnie odłącz wszystkie kable. W przypadku kabli taśmowych chwyć boki złącza kabla i delikatnie pociągnij; w przypadku kabli z uchwytami ostrożnie pociągnij za uchwyt.

5. Zwolnij zatrzaski: Odepchnij plastikowe zatrzaski, aby wyjąć starą kartę SDCI.

6. Skonfiguruj nową płytkę: Ustaw wszystkie konfigurowalne komponenty (JP1, JP2, SW1) na nowej płycie w tych samych pozycjach, co na wymienianej płycie.

7. Zainstaluj nową płytkę: Zainstaluj nową kartę SDCI, upewniając się, że wszystkie zatrzaski zatrzasnęły się na swoim miejscu.

8. Podłącz ponownie kable: Podłącz ponownie wszystkie kable zgodnie z oznaczeniami, upewniając się, że są prawidłowo osadzone na obu końcach.

9. Zresetuj płytkę SDCC: Ustaw płytkę SDCC na swoim miejscu i zabezpiecz blokady.

3. Zalecenia dotyczące konserwacji

• Środki ostrożności ESD: Podczas przenoszenia płyt należy zawsze nosić pasek uziemiający. Przechowuj deski w workach antystatycznych.

• Przegląd okresowy: Sprawdź złącza pod kątem poluzowania i wskaźniki stanu bezpieczników, czy działają prawidłowo.

• Kontrola wzbudnicy zewnętrznej: Regularnie sprawdzaj połączenie i stan działania wzbudnicy zewnętrznej.

• Zarządzanie częściami zamiennymi: Zaleca się przechowywanie na miejscu co najmniej jednej identycznej karty SDCI jako zapasowej, aby zminimalizować przestoje.

VII. Aplikacje

Płytka zasilająca i oprzyrządowania prądu stałego DS200SDCIG2A jest szeroko stosowana w następujących zastosowaniach przemysłowych:

• Systemy napędów DC dużej mocy DC2000: Zapewniają funkcje konwersji mocy i pomiaru sygnału dla napędów silników prądu stałego dużej mocy wymagających zewnętrznych wzbudnic.

• Napędy prądu stałego dużej mocy: Odpowiednie do zastosowań w napędach prądu stałego wymagających wysokich prądów polowych.

• Sterowanie procesami przemysłowymi: Zapewnia moc sterującą i pomiar sprzężenia zwrotnego w procesach przemysłowych wymagających napędów silników prądu stałego o dużej mocy.

• Projekty modernizacji i modernizacji systemów: Zastępuje tablice zasilające i oprzyrządowanie w starszych systemach napędowych, zwiększając niezawodność systemu.