Плата масштабирования обратной связи по напряжению GE DS200NATOG2A

DS200NATOG2A — это плата масштабирования с обратной связью по напряжению, разработанная компанией General Electric (GE) Motors & Industrial Systems для систем LCI (инвертор с коммутацией нагрузки) и систем управления мостом SCR. Принадлежащая к серии NATO (плата масштабирования обратной связи по напряжению), эта плата входит в группу G2 и представляет версию A. Она служит важным компонентом в высоковольтных приводных системах GE для точного измерения и обеспечения обратной связи по напряжениям моста SCR.

Основная функция платы масштабирования обратной связи по напряжению НАТО заключается в ослаблении сигналов высокого напряжения переменного тока (трехфазного) и высокого напряжения постоянного тока (положительной и отрицательной шины) от моста SCR до уровней низкого напряжения, которые могут быть обработаны системой управления, что позволяет платам управления на объединительной плате VME точно получать сигналы обратной связи по напряжению моста. Плата содержит пять одинаковых, последовательно соединенных цепочек прецизионных резисторов, соответствующих трехфазному переменному напряжению (фазы A, B, C), а также положительному и отрицательному напряжению шины постоянного тока. Путем выбора различных входных разъемов и комбинаций перемычек плата может быть сконфигурирована для работы с различными уровнями входного напряжения от 1200 В до 6900 В, обеспечивая унифицированный низковольтный выход для системы управления.

Плата DS200NATOG2A представляет собой версию группы G2. Основное отличие от версии G1 заключается в том, что в версии G2 используются проволочные перемычки для замены двух нижних резисторов в каждой цепочке резисторов, что уменьшает количество резисторов в цепочке до четырех, что делает ее подходящей для приложений с низким напряжением. Плата разработана с учетом требований высоковольтных промышленных сред и имеет следующие характеристики:

• Высокоточные резисторные цепочки: используются прецизионные резисторы, соединенные последовательно, для обеспечения точности и стабильности ослабления напряжения.

• Гибкая конфигурация напряжения: поддерживает различные уровни входного напряжения от 1200 В до 6900 В за счет комбинации штыревых разъемов и перемычек.

• Пять независимых каналов ослабления: отдельно обрабатывает трехфазное напряжение переменного тока и положительное/отрицательное напряжение шины постоянного тока, всего пять независимых каналов.

• Защита от перенапряжения: каждый выход цепочки резисторов оснащен металлооксидным варистором (MOV) для предотвращения чрезмерного выходного напряжения в случае отсоединения выходного кабеля.

• Компактная конструкция: все ослабленные сигналы напряжения выводятся через один 20-контактный разъем ленточного кабеля, что упрощает проводку.

• Пассивная конструкция: плата не содержит предохранителей, светодиодов или компонентов, заменяемых пользователем, что обеспечивает высокую надежность.

Этот продукт широко используется в инверторных системах LCI с коммутацией нагрузки, преобразователях частоты среднего и высокого напряжения, системах запуска больших синхронных двигателей и различных приложениях промышленной силовой электроники, требующих точного измерения напряжения моста SCR.

II. Ключевые функции

1. Ослабление напряжения высокого напряжения

Основная функция платы DS200NATOG2A — ослабление сигналов высокого напряжения от моста SCR до уровней низкого напряжения, которые могут быть обработаны системой управления. Плата содержит пять цепочек прецизионных резисторов, каждая из которых соответствует одному сигналу входного напряжения:

Коэффициент затухания каждой цепочки резисторов настраивается путем выбора различных входных разъемов и комбинаций перемычек, гарантируя, что выходные сигналы попадают в допустимый диапазон системы управления.

2. Гибкая настройка уровня напряжения.

Плата DS200NATOG2A поддерживает настройку для различных уровней входного напряжения. Путем выбора различных входных разъемов (Jx, JxA, JxB) и комбинаций перемычек (WJ1-WJ10) плата может работать со следующими уровнями напряжения:

В версии группы G2 используются проволочные перемычки для замены двух нижних резисторов в каждой цепочке, что позволяет уменьшить количество резисторов в каждой цепочке с 6 до 4, что делает ее подходящей для более низких уровней напряжения, таких как 4200 В, 2200 В и 1200 В.

3. Защита от перенапряжения

Выход каждой цепочки резисторов подключен параллельно металлооксидному варистору (MOV). Если выходной ленточный кабель отсоединен при наличии входного напряжения, MOV предотвращает чрезмерное повышение выходного напряжения, защищая последующие цепи управления от повреждения. Один конец каждого MOV подключен к разъему заземления JG через контакты 2, 14 и 20 разъема JV.

4. Выходной сигнал

Ослабленные выходные напряжения пяти цепочек резисторов выводятся на объединительную плату VME (VBPL) через один 20-контактный разъем ленточного кабеля JV. Назначение контактов разъема JV следующее:

5. Пассивный дизайн

Плата DS200NATOG2A имеет чисто пассивную конструкцию и не содержит предохранителей, светодиодов, регулируемых компонентов или деталей, заменяемых пользователем. Такая конструкция повышает надежность платы и снижает вероятность отказа. Однако в случае выхода платы из строя ее необходимо заменить целиком.

III. Аппаратная архитектура

1. Структура правления

Плата DS200NATOG2A имеет стандартную структуру печатной платы упрощенной конструкции, содержащую только основные схемы ослабления высокого напряжения. В состав платы входят:

• Пять цепочек прецизионных резисторов: каждая цепочка состоит из нескольких прецизионных резисторов, соединенных последовательно.

• Входные разъемы: всего 15 (по 3 на цепочку) для подключения входных сигналов высокого напряжения.

• Перемычки: всего 10 (по 2 на цепочку) для настройки уровней напряжения группы G2.

• Выходной разъем ленточного кабеля JV: 20-контактный разъем для вывода ослабленных сигналов напряжения.

• Металлооксидные варисторы: 5 (MV1-MV5), по одному на цепочку, обеспечивающие защиту от перенапряжения.

• Контрольные точки: 5 (TP1-TP5) только для заводских испытаний низким напряжением.

2. Состав цепочки резисторов

В версии группы G2 каждая цепочка содержит 4 прецизионных резистора, причем положения двух нижних резисторов заменены проволочными перемычками. Если взять в качестве примера строку A, резисторы R1-R4 являются эффективными резисторами, а R5 и R6 заменены проволочными перемычками WJ1 и WJ2. Аналогичные схемы применимы и к другим цепочкам резисторов.

3. Штыревые соединители

На плате имеется 15 входных разъемов, разделенных на пять групп по три. Соглашение об именах и функции следующие:

Примечание. Для групповых плат G2 два нижних резистора заменены проволочными перемычками, поэтому фактическое количество резисторов уменьшается, но обозначение входного разъема остается неизменным.

4. Перемычки для проводов

На групповой плате G2 используются 10 перемычек для замены двух нижних резисторов в каждой цепочке. Функции каждой перемычки следующие:

IV. Подробное описание интерфейса

1. Выходной разъем СП

JV — это 20-контактный разъем ленточного кабеля, используемый для вывода пяти ослабленных сигналов напряжения на объединительную плату VME (VBPL). Назначение контактов следующее:

2. Входные разъемы

На плате имеется 15 входных разъемов, разделенных на пять групп по три. Наименования и функции каждого разъема следующие:

Примечание. Для групповых плат G2 два нижних резистора заменены проволочными перемычками, поэтому фактическое количество резисторов уменьшается, но обозначение входного разъема остается неизменным.

3. Перемычки для проводов

На групповой плате G2 используются 10 перемычек для замены двух нижних резисторов в каждой цепочке. Функции каждой перемычки следующие:

V. Конфигурация и настройки

1. Конфигурация уровня напряжения

Уровень напряжения платы DS200NATOG2A настраивается путем выбора комбинации входных разъемов и перемычек. Для групповой платы G2 настраиваемые уровни напряжения и соответствующие методы настройки следующие:

2. Примеры конфигурации

Настройка на входное напряжение 4200 В:

• Убедитесь, что установлены все 10 перемычек (WJ1–WJ10).

• Используйте штыревые разъемы JxA (JAA, JBA, JCA, JDA, JEA) для подключения входного питания.

• Каждая цепочка имеет 4 резистора, а выходное напряжение составляет примерно 1,820 В (среднеквадратичное значение).

Настройка входного напряжения 2200 В:

• Убедитесь, что установлены все 10 перемычек (WJ1–WJ10).

• Используйте штыревые разъемы JxA (JAA, JBA, JCA, JDA, JEA) для подключения входного питания.

• Каждая цепочка имеет 2 резистора, а выходное напряжение составляет примерно 1,905 В (среднеквадратичное значение).

Настройка на входное напряжение 1200 В:

• Убедитесь, что установлены все 10 перемычек (WJ1–WJ10).

• Для подключения входного питания используйте штыревые разъемы JxB (JAB, JBB, JCB, JDB, JEB).

• Каждая цепочка имеет 2 резистора, а выходное напряжение составляет примерно 2,075 В (среднеквадратичное значение).

3. Рекомендации по замене платы

При замене платы НАТО убедитесь, что настройки перемычек проводов на новой плате совпадают с настройками на заменяемой плате. Поскольку платы групп G1 и G2 имеют разные аппаратные конфигурации (количество резисторов и настройки перемычек), заменяемые платы должны относиться к одной и той же группе.

VI. Установка и обслуживание

1. Место установки

Плата DS200NATOG2A обычно устанавливается в зоне высокого напряжения рядом с мостом SCR, подключаясь непосредственно к высоковольтным сигналам через штыревые разъемы и к объединительной плате VME системы управления через ленточный кабель JV.

2. Этапы установки

1. Убедитесь, что питание отключено. Выключите питание системы, подождите несколько минут, пока высоковольтные конденсаторы разрядятся, и с помощью высоковольтного испытательного оборудования убедитесь, что питание отсутствует.

2. Откройте дверцу шкафа: получите доступ к области печатной платы.

3. Найдите место установки: определите место установки платы НАТО.

4. Установите доску: совместите доску НАТО с стойками и закрепите стопорными шайбами.

5. Подключите входные кабели: выберите соответствующие штыревые разъемы в зависимости от конфигурации и подключите входные кабели высокого напряжения.

6. Подключите выходной кабель: Подключите ленточный кабель JV к плате распределения и состояния шлюза или объединительной панели VME.

7. Проверка включения питания. После завершения установки выполните проверку включения питания в соответствии с процедурами ввода системы в эксплуатацию.

3. Шаги удаления

1. Убедитесь, что питание отключено: убедитесь, что система обесточена, и выполните проверку, чтобы убедиться в отсутствии питания.

2. Отсоединение кабелей: Осторожно отсоедините ленточный кабель JV и все входные разъемы.

3. Снимите стопорные шайбы. Снимите стопорные шайбы, крепящие плату.

4. Снимите доску: держите доску ровно и осторожно снимите ее обеими руками.

4. Рекомендации по техническому обслуживанию

• Безопасность при высоком напряжении: всегда помните об опасностях, связанных с высоким напряжением, во время технического обслуживания; даже после отключения питания системы высоковольтные конденсаторы могут сохранять заряд.

• Меры предосторожности при электростатическом разряде: при работе с платами всегда надевайте заземляющий браслет. Храните доски в антистатических пакетах.

• Периодическая проверка. Убедитесь, что штыревые разъемы надежно закреплены, а ленточные кабели не повреждены.

• Управление запасными частями: рекомендуется иметь на объекте как минимум одну идентичную плату НАТО в качестве запасной, чтобы свести к минимуму время простоя.

VII. Приложения

Плата масштабирования с обратной связью по напряжению DS200NATOG2A широко используется в следующих промышленных приложениях:

• Инверторные системы LCI с коммутацией нагрузки: обеспечивают точные сигналы обратной связи по напряжению для мостов SCR.

• Частотно-регулируемые приводы среднего и высокого напряжения: обеспечивают измерение напряжения в приводах напряжением 4,16 кВ и выше.

• Большие системы запуска синхронных двигателей. Контролируют напряжение моста во время запуска двигателя.

• Системы запуска газовых турбин: Обеспечивают обратную связь по напряжению в статических пускателях.

• Оборудование промышленной силовой электроники: различные приложения, требующие измерения высоких напряжений моста SCR.