Placa de escalonamento de feedback de tensão GE DS200NATOG2A

O DS200NATOG2A é uma placa de escala de feedback de tensão projetada pela General Electric (GE) Motors & Industrial Systems para seus sistemas LCI (Load Commutated Inverter) e sistemas de controle de ponte SCR. Pertencente à série NATO (Voltage Feedback Scaling Board), esta placa faz parte do grupo G2 e representa a revisão A. Ela serve como um componente crítico nos sistemas de acionamento de alta tensão da GE para medir com precisão e fornecer feedback das tensões da ponte SCR.

A principal função da placa de escala de feedback de tensão da OTAN é atenuar os sinais de alta tensão CA (trifásico) e CC de alta tensão (barramento positivo e negativo) da ponte SCR para níveis de baixa tensão que podem ser processados ​​pelo sistema de controle, permitindo que as placas de controle no backplane VME adquiram com precisão os sinais de feedback de tensão da ponte. A placa contém cinco cadeias idênticas de resistores de precisão conectadas em série, correspondendo às tensões CA trifásicas (fases A, B, C) e às tensões positivas e negativas do barramento CC. Ao selecionar diferentes conectores de entrada e combinações de jumpers de fio, a placa pode ser configurada para acomodar vários níveis de tensão de entrada de 1.200 V a 6.900 V, fornecendo uma saída unificada de baixa tensão para o sistema de controle.

A placa DS200NATOG2A é a versão do grupo G2. A principal diferença da versão G1 é que a versão G2 usa jumpers de fio para substituir os dois resistores inferiores em cada cadeia de resistores, reduzindo o número de resistores por cadeia para quatro, tornando-a adequada para aplicações de tensão mais baixa. A placa foi projetada para atender às demandas de ambientes industriais de alta tensão e apresenta as seguintes características:

• Strings de resistores de alta precisão: Utiliza resistores de precisão conectados em série para garantir precisão e estabilidade da atenuação de tensão.

• Configuração de tensão flexível: suporta vários níveis de tensão de entrada de 1.200 V a 6.900 V por meio de combinações de conectores stab e jumpers de fio.

• Cinco Canais de Atenuação Independentes: Processa tensões CA trifásicas e tensões de barramento CC positivas/negativas separadamente, totalizando cinco canais independentes.

• Proteção contra sobretensão: Cada saída de string de resistor é equipada com um varistor de óxido metálico (MOV) para evitar tensão de saída excessiva se o cabo de saída for desconectado.

• Design compacto: Emite todos os sinais de tensão atenuados através de um único conector de cabo plano de 20 pinos, simplificando a fiação.

• Design Passivo: A placa não contém fusíveis, LEDs ou componentes substituíveis pelo usuário, garantindo alta confiabilidade.

Este produto é amplamente utilizado em sistemas de inversores comutados por carga LCI, inversores de frequência variável de média e alta tensão, grandes sistemas de partida de motores síncronos e várias aplicações de eletrônica de potência industrial que exigem medição precisa de tensão de ponte SCR.

II. Funções principais

1. Atenuação de tensão de alta tensão

A função principal da placa DS200NATOG2A é atenuar sinais de alta tensão da ponte SCR para níveis de baixa tensão que podem ser processados ​​pelo sistema de controle. A placa contém cinco cadeias de resistores de precisão, cada uma correspondendo a um sinal de tensão de entrada:

A taxa de atenuação de cada sequência de resistores é configurada selecionando diferentes conectores de entrada e combinações de jumpers de fio, garantindo que os sinais de saída estejam dentro da faixa aceitável do sistema de controle.

2. Configuração flexível do nível de tensão

A placa DS200NATOG2A suporta configuração para vários níveis de tensão de entrada. Ao selecionar diferentes conectores stab de entrada (Jx, JxA, JxB) e combinações de jumpers de fio (WJ1-WJ10), a placa pode acomodar os seguintes níveis de tensão:

A versão do grupo G2 usa jumpers de fio para substituir os dois resistores inferiores em cada string, reduzindo o número de resistores por string de 6 para 4, tornando-o adequado para níveis de tensão mais baixos, como 4200 V, 2200 V e 1200 V.

3. Proteção contra sobretensão

Cada saída de string de resistor é colocada em paralelo com um Varistor de Óxido Metálico (MOV). Se o cabo plano de saída for desconectado enquanto a tensão de entrada estiver presente, o MOV evita que a tensão de saída fique excessivamente alta, protegendo os circuitos de controle a jusante contra danos. Uma extremidade de cada MOV é conectada ao conector de aterramento JG por meio dos pinos 2, 14 e 20 do conector JV.

4. Saída de sinal

As tensões de saída atenuadas das cinco cadeias de resistores são enviadas para o backplane VME (VBPL) por meio de um único conector JV de cabo plano de 20 pinos. As atribuições de pinos para o conector JV são as seguintes:

5. Design Passivo

A placa DS200NATOG2A emprega um design puramente passivo, não contendo fusíveis, LEDs, componentes ajustáveis ​​ou peças substituíveis pelo usuário. Este design aumenta a confiabilidade da placa e reduz a probabilidade de falha. No entanto, se a placa falhar, ela deverá ser substituída como uma unidade completa.

III. Arquitetura de hardware

1. Estrutura do Conselho

A placa DS200NATOG2A utiliza uma estrutura de placa de circuito impresso padrão com design simplificado, contendo apenas os circuitos essenciais de atenuação de alta tensão. O conselho inclui:

• Cinco cadeias de resistores de precisão: Cada cadeia consiste em vários resistores de precisão conectados em série.

• Conectores Stab de entrada: 15 no total (3 por string) para conectar sinais de entrada de alta tensão.

• Jumpers de fio: 10 no total (2 por string) para configurar os níveis de tensão do grupo G2.

• Conector de cabo tipo fita de saída JV: conector de 20 pinos para saída de sinais de tensão atenuada.

• Varistores de óxido metálico: 5 (MV1-MV5), um por string, fornecendo proteção contra sobretensão.

• Pontos de teste: 5 (TP1-TP5) apenas para testes de baixa tensão de fábrica.

2. Composição da cadeia de resistores

Na versão do grupo G2, cada string contém 4 resistores de precisão, com as posições dos dois resistores inferiores substituídas por jumpers de fio. Tomando a String A como exemplo, os resistores R1-R4 são os resistores efetivos, enquanto R5 e R6 são substituídos pelos jumpers de fio WJ1 e WJ2. Arranjos semelhantes se aplicam às outras cadeias de resistores.

3. Conectores de facada

A placa possui 15 conectores stab de entrada, divididos em cinco grupos de três. A convenção de nomenclatura e funções são as seguintes:

Nota: Para placas do grupo G2, os dois resistores inferiores são substituídos por jumpers de fio, portanto o número real de resistores é reduzido, mas a nomenclatura do conector de entrada permanece inalterada.

4. Jumpers de fio

A placa do grupo G2 usa 10 jumpers de fio para substituir os dois resistores inferiores em cada string. As funções de cada jumper de fio são as seguintes:

4. Descrição detalhada da interface

1. Conector de saída JV

JV é um conector de cabo plano de 20 pinos usado para enviar os cinco sinais de tensão atenuados para o backplane VME (VBPL). As atribuições dos pinos são as seguintes:

2. Conectores de entrada Stab

A placa possui 15 conectores stab de entrada, divididos em cinco grupos de três. A nomenclatura e a função de cada conector são as seguintes:

Nota: Para placas do grupo G2, os dois resistores inferiores são substituídos por jumpers de fio, portanto o número real de resistores é reduzido, mas a nomenclatura do conector de entrada permanece inalterada.

3. Jumpers de fio

A placa do grupo G2 usa 10 jumpers de fio para substituir os dois resistores inferiores em cada string. As funções de cada jumper de fio são as seguintes:

V. Configuração e definições

1. Configuração do nível de tensão

O nível de tensão da placa DS200NATOG2A é configurado selecionando combinações de conectores stab de entrada e jumpers de fio. Para a placa do grupo G2, os níveis de tensão configuráveis ​​e os métodos de configuração correspondentes são os seguintes:

2. Exemplos de configuração

Configuração para tensão de entrada de 4200 V:

• Certifique-se de que todos os jumpers de 10 fios (WJ1-WJ10) estejam instalados.

• Use conectores stab JxA (JAA, JBA, JCA, JDA, JEA) para conectar a alimentação de entrada.

• Cada string possui 4 resistores e a tensão de saída é de aproximadamente 1,820 V rms.

Configuração para tensão de entrada de 2.200 V:

• Certifique-se de que todos os jumpers de 10 fios (WJ1-WJ10) estejam instalados.

• Use conectores stab JxA (JAA, JBA, JCA, JDA, JEA) para conectar a alimentação de entrada.

• Cada string possui 2 resistores e a tensão de saída é de aproximadamente 1,905 V rms.

Configuração para tensão de entrada de 1200 V:

• Certifique-se de que todos os jumpers de 10 fios (WJ1-WJ10) estejam instalados.

• Use conectores stab JxB (JAB, JBB, JCB, JDB, JEB) para conectar a alimentação de entrada.

• Cada string possui 2 resistores e a tensão de saída é de aproximadamente 2,075 V rms.

3. Considerações sobre substituição de placa

Ao substituir uma placa NATO, certifique-se de que as configurações do jumper da nova placa correspondem às da placa que está sendo substituída. Como as placas dos grupos G1 e G2 possuem configurações de hardware diferentes (número de resistores e configurações de jumpers de fio), as placas de substituição devem ser do mesmo grupo.

VI. Instalação e Manutenção

1. Local de montagem

A placa DS200NATOG2A é normalmente instalada na área de alta tensão próxima à ponte SCR, conectando-se diretamente aos sinais de alta tensão por meio de conectores stab e ao backplane VME do sistema de controle por meio do cabo de fita JV.

2. Etapas de instalação

1. Verifique se a energia está desligada: Desligue a energia do sistema, aguarde alguns minutos para que os capacitores de alta tensão sejam descarregados e use equipamento de teste de alta tensão para verificar se não há energia presente.

2. Abra a porta do gabinete: acesse a área da placa de fiação impressa.

3. Localize a posição de montagem: Identifique a posição de instalação da placa NATO.

4. Instale a placa: Alinhe a placa NATO com os espaçadores e prenda com arruelas de pressão.

5. Conecte os cabos de entrada: Selecione os conectores tipo stab apropriados com base na configuração e conecte os cabos de entrada de alta tensão.

6. Conecte o cabo de saída: Conecte o cabo de fita JV à placa de distribuição e status da porta ou ao backplane VME.

7. Verificação de inicialização: Após concluir a instalação, execute a verificação de inicialização de acordo com os procedimentos de comissionamento do sistema.

3. Etapas de remoção

1. Verifique se a energia está desligada: certifique-se de que o sistema foi desenergizado e teste para verificar se não há energia presente.

2. Desconecte os cabos: desconecte cuidadosamente o cabo de fita JV e todos os conectores de entrada.

3. Remova as arruelas de pressão: Remova as arruelas de pressão que prendem a placa.

4. Remova a placa: Mantenha a placa nivelada e remova-a cuidadosamente com as duas mãos.

4. Recomendações de manutenção

• Segurança de alta tensão: Esteja sempre atento aos perigos de alta tensão durante a manutenção; mesmo após o desligamento do sistema, os capacitores de alta tensão ainda podem reter carga.

• Precauções ESD: Sempre use uma pulseira de aterramento ao manusear placas. Armazene as placas em sacos antiestáticos.

• Inspeção Periódica: Verifique se os conectores stab estão seguros e se os cabos planos estão intactos.

• Gestão de peças sobressalentes: Recomenda-se manter pelo menos uma placa NATO idêntica no local como sobressalente para minimizar o tempo de inatividade.

VII. Aplicações

A placa de escalonamento de feedback de tensão DS200NATOG2A é amplamente utilizada nas seguintes aplicações industriais:

• Sistemas inversores comutados por carga LCI: Fornece sinais precisos de realimentação de tensão para pontes SCR.

• Inversores de frequência variável de média e alta tensão: Fornece medição de tensão em inversores de tensão de 4,16 kV e superiores.

• Grandes sistemas de partida de motores síncronos: Monitora a tensão da ponte durante a partida do motor.

• Sistemas de partida de turbina a gás: Fornece feedback de tensão em partidas estáticas.

• Equipamentos eletrônicos de potência industriais: Diversas aplicações que requerem medição de altas tensões em pontes SCR.