Placa de fonte de alimentação GE DS200DCFBG2B

A DS200DCFBG2B é uma placa de fonte de alimentação multifuncional projetada pela General Electric (GE) Industrial Control Systems para seus sistemas de acionamento IGBT DC2000, CB2000, EX2000, FC2000, GF2000, ME2000 e AC2000. Esta placa pertence à série DCFB (DC2000 Power Supply Board), faz parte do grupo G1 e representa o nível de revisão B, que incorpora otimizações funcionais e melhorias de confiabilidade em relação à revisão G1A.

A placa de alimentação DCFB é um componente central do sistema de controle do inversor. Ele recebe entrada de 38 V e 115 V CA (ou entrada de 24 V CC) do transformador de potência de controle (CPT) e fornece energia de nível de controle estável e confiável para o sistema do inversor, bem como energia de 115 V CA (não aplicável para alguns modelos) para os ventiladores do gabinete. Esta placa integra múltiplas funções, incluindo conversão de energia, condicionamento de sinal, processamento de feedback de tensão/corrente, controle de disparo SCR e monitoramento de linha CA, tornando-a um componente crítico para obter controle preciso e proteção confiável em sistemas de acionamento.

Este produto é amplamente utilizado em sistemas de acionamento CC, sistemas de excitação, sistemas de acionamento de frequência variável e diversas aplicações de controle de processos industriais, particularmente em ambientes que exigem feedback de corrente/tensão de alta precisão e gerenciamento de energia altamente confiável.

II. Funções principais

1. Múltiplas saídas de potência em nível de controle

A placa de fonte de alimentação DS200DCFBG2B converte a entrada de 38 Vca (±10%) ou 24 Vcc em múltiplas saídas CC estáveis:

• +5 V CC, 4 A: Fornece alimentação operacional central para a placa de controle principal (SDCC/LDCC).

• ±15 V CC, 0,8 A cada: Alimenta circuitos analógicos e circuitos de condicionamento de sinal, com 0,25 A disponível para cargas externas.

• ±24 V CC: A saída de +24 V CC é classificada em 3 A, e a saída de -24 V CC é classificada em 1 A, usada para acionar relés e cargas externas.

Todas as saídas da fonte de alimentação são protegidas com proteção contra sobrecorrente e o status do fusível é indicado por LEDs.

2. Processamento de feedback de tensão e corrente

A placa DS200DCFBG2B integra vários circuitos osciladores controlados por tensão (VCO) que convertem sinais analógicos em sinais de frequência para processamento pela placa de controle principal SDCC/LDCC:

• Feedback de tensão da linha CA: Monitora a amplitude e a sequência de fases da tensão de entrada CA trifásica.

• Feedback de tensão da ponte CC: Monitora a tensão de saída CC da ponte SCR.

• Feedback de tensão do motor: Monitora a tensão real nos terminais do motor.

• Feedback de Corrente de Armadura: Monitora a corrente de armadura através de shunts, suportando dois canais independentes.

• Feedback de Corrente de Campo: Monitora a corrente de campo do motor, suportando dois canais independentes.

Esses circuitos VCO convertem tensões de entrada em sinais de frequência que variam de 0 a 500 kHz (nominal 250 kHz), que são enviados à placa de controle principal através do conector 1PL para controle de malha fechada e funções de proteção.

3. Monitoramento e sincronização de linha CA

A placa contém circuitos amplificadores que processam sinais de tensão CA linha a linha. Esses sinais são enviados para a placa SDCC/LDCC através do conector 1PL para:

• Detecção de falhas de SCR na ponte de potência.

• Gerando sinais de sincronização para disparo de SCR.

• Detecção de perda de fase e erros de sequência de fase.

As chaves DIP SW1, SW2 e SW3 são usadas para configurar a faixa de tensão de entrada para acomodar sistemas de acionamento com diferentes níveis de tensão.

4. Interface do transformador de corrente de linha CA

Em algumas aplicações, as linhas de entrada CA L1 e L3 do inversor são equipadas com transformadores de corrente CA (ACCTs). A placa DS200DCFBG2B utiliza a chave SW7 para selecionar a resistência da carga com base na corrente nominal do inversor. Os sinais ACCT são usados ​​para:

• Detecção de falha de comutação.

• Proteção de sobrecorrente instantânea CA (IOC).

• Monitoramento de feedback atual.

5. Circuitos de acionamento do contator

A placa DS200DCFBG2B inclui o relé K2, que serve como relé piloto para o contator MD. A placa SDCC/LDCC aciona a bobina deste relé através do conector 1PL, e o conector MACPL fornece uma saída FET de 24 Vcc para acionar o contator MD.

6. Circuitos de controle de disparo SCR

A placa DS200DCFBG2B contém um circuito de matriz de portas que controla o disparo dos SCRs na ponte com base nos sinais de controle recebidos da placa SDCC/LDCC através do conector 1PL. A matriz de portas é programada na inicialização por um PROM serial. As saídas de 5 V do arranjo de portas são convertidas por circuitos amplificadores de pulso de porta no nível de potência necessário para acionar os transformadores de pulso de porta direta e reversa na placa Power Connect DS200PCCA por meio do conector 5PL.

Para evitar sinais de disparo espúrios, a potência de disparo é removida dos circuitos de disparo até que o conjunto de portas seja programado e a potência de 5 V esteja regulada.

7. Circuito de Atenuação de Tensão do Motor

A placa DS200DCFBG2B inclui um circuito de atenuação da tensão do motor que fornece uma representação analógica da tensão do motor. Este sinal é enviado para a placa SDCC/LDCC através do pino 6 do conector 1PL. O circuito de atenuação é polarizado em 2,5 V e pode variar de 0 a 5 V dependendo da tensão do motor. A chave DIP SW6 é usada para dimensionar a realimentação da tensão do motor.

8. Monitoramento e proteção do status da fonte de alimentação

A placa DS200DCFBG2B fornece o sinal /PSEN (2PL-1). Quando a alimentação de +5 V está regulada, este sinal está em um nível TTL baixo. Se a alimentação de +5 V sair da regulação, o sinal fica alto, acionando um reset do microprocessador na placa de controle principal (SDCC/LDCC).

III. Arquitetura de hardware

1. Estrutura do Conselho

A placa DS200DCFBG2B utiliza uma estrutura de placa de circuito impresso padrão com dimensões compatíveis com o suporte da placa dos sistemas de acionamento da série DC2000. O conselho inclui:

• 12 jumpers configuráveis ​​(13 para BKC e revisões posteriores)

• 7 interruptores DIP

• 2 indicadores LED

• 1 indicador de lâmpada neon

• 5 pontos de teste

• 3 fusíveis

• 18 conectores de plugue

• 9 conectores de facada

2. Entrada e saída de energia

• Entrada: 38 Vca (±10%) ou 24 Vcc.

• Saídas: +5 V CC (4 A), ±15 V CC (0,8 A cada), +24 V CC (3 A), -24 V CC (1 A), 115 V CA (protegido por um fusível de 1/2 A).

3. Proteção e Indicadores

• Fusível FU1: Protege a saída 115 Vca, 1/2 A, 2AG de ação rápida.

• Fusível FU2: Protege as fontes de +24 V, +15 V e +5 V, 7 A, 2AG de ação rápida.

• Fusível FU3: Protege as fontes de -24 V e -15 V, 7 A, 2AG de ação rápida.

• LED CR51: Indica que FU2 está queimado (vermelho).

• LED CR55: Indica que FU3 está queimado (vermelho).

• Lâmpada Neon LT1: Indica que FU1 está queimado.

4. Pontos de teste

4. Descrição detalhada da interface

1. Interface de potência e controle (2PL)

O conector 2PL fornece conexões de sinal de alimentação e controle entre a placa DCFB e as placas NTB/3TB, STBA, SLCC e SDCC/LDCC:

2. Interface de controle principal (1PL)

O conector 1PL é a interface de comunicação primária entre a placa DCFB e a placa de controle principal SDCC/LDCC, transmitindo sinais de frequência VCO, sinais de controle e feedback de status:

3. Interface de disparo SCR (5PL)

O conector 5PL envia sinais de disparo SCR para a placa Power Connect DS200PCCA:

4. Interface do transformador de corrente CA (1CPL)

O conector 1CPL se conecta aos transformadores de corrente CA nas fases L1 e L3:

5. Interface de controle do contator (MACPL)

O conector MACPL fornece saídas de acionamento do contator MD:

6. Terminais de facada

Terminais Stab são usados ​​para conectar sinais de alta tensão:

V. Configuração e definições

1. Configuração do Jumper (JP)

Os jumpers na placa DS200DCFBG2B são usados ​​para configurar fontes de sinal de entrada, seleção de circuito VCO e atenuação de sinal. As principais descrições dos jumpers incluem:

2. Configuração do interruptor DIP (SW)

As chaves DIP são usadas para configurar faixas de tensão e cargas de transformadores de corrente:

Nota importante: As configurações de fábrica para todos os jumpers e chaves DIP estão documentadas na folha de dados de teste fornecida com cada controlador. Ao substituir uma placa DCFB, todos os jumpers e interruptores da nova placa devem ser ajustados nas mesmas posições da placa que está sendo substituída.

VI. Instalação e Manutenção

1. Local de montagem

A placa DS200DCFBG2B normalmente é montada no suporte da placa atrás da placa de controle do inversor (SDCC/LDCC), voltada para a frente (para algumas aplicações do EX2000, pode estar em um local diferente).

2. Procedimento de Substituição

1. Desligue a alimentação: Desligue toda a alimentação do inversor e aguarde alguns minutos até que todos os capacitores da fonte de alimentação sejam descarregados. Teste todos os circuitos elétricos antes de tocá-los para garantir que a energia esteja desligada.

2. Porta do Gabinete Aberta: Abra a porta do gabinete do equipamento para acessar as placas de fiação impressa.

3. Solte as abas de trava: Puxe as abas de trava localizadas em ambos os lados do rack da placa, em seguida, levante o suporte frontal da placa (com a placa de controle da unidade) e incline-o para frente e para baixo para acessar a placa DCFB.

4. Desconecte os Cabos: Desconecte cuidadosamente todos os cabos da placa DCFB.

5. Solte os encaixes de plástico: Empurre os encaixes de plástico (suportes) para liberar a placa DCFB do suporte da placa.

6. Verifique a configuração: Verifique se todos os jumpers e interruptores na nova placa DCFB (de substituição) estão configurados nas mesmas posições da placa antiga.

7. Instale a nova placa: Oriente a nova placa DCFB na mesma posição daquela removida e instale-a no suporte da placa. Certifique-se de que todos os encaixes de plástico se encaixem de volta na posição para prender a placa.

8. Reconecte os cabos: Reconecte todos os cabos à placa DCFB conforme etiquetado e certifique-se de que os cabos estejam encaixados corretamente em ambas as extremidades.

9. Ajuste os parâmetros EE: Execute o procedimento de ajuste dos parâmetros EE conforme necessário.

10. Fechar e fixar: Gire o suporte da placa frontal de volta para a posição, deslize a(s) aba(s) de trava na lateral do rack da placa de volta para a posição de travamento e feche a porta do gabinete da unidade.

3. Recomendações de Manutenção

• Substituição de fusíveis: Os fusíveis FU1, FU2 e FU3 são os únicos componentes substituíveis pelo usuário na placa DCFB. Se algum outro componente falhar, a placa deverá ser substituída como uma unidade.

• Precauções antiestáticas: Sempre use uma pulseira aterrada ao manusear a placa. Guarde a placa em um saco antiestático quando não estiver em uso.

• Inspeções regulares: Verifique periodicamente o status dos LEDs e da lâmpada neon para garantir o funcionamento adequado da fonte de alimentação.

• Gerenciamento de peças sobressalentes: Recomenda-se manter pelo menos uma placa DCFB idêntica no local como sobressalente para minimizar o tempo de inatividade em caso de falha.

VII. Diagnóstico de falhas

1. Indicações de lâmpadas LED e neon

2. Falhas comuns e solução de problemas

VIII. Aplicações

A placa de alimentação DS200DCFBG2B é amplamente utilizada nas seguintes aplicações industriais:

• Sistemas de acionamento CC DC2000: Fornece potência de controle e processamento de feedback para acionamentos de motores CC.

• Sistemas de controle digital CB2000: Serve como fonte de alimentação central e módulo de condicionamento de sinal.

• Sistemas de excitação EX2000: Utilizados para controle de excitação de geradores, fornecendo processamento de potência e feedback.

• Sistemas de controle de frequência FC2000: Fornece funções de controle e proteção em sistemas de inversores de frequência variável.

• Sistemas de Controle de Gerador GF2000: Utilizados para excitação e proteção de geradores.

• Sistemas de controle de motores ME2000: Fornece condicionamento de potência e sinal em aplicações de controle de motores.

• Sistemas de acionamento IGBT AC2000: Fornece energia de nível de controle em sistemas de acionamento CA.