DS200SDCIG2A là Bảng mạch thiết bị và nguồn điện Dc được thiết kế bởi General Electric (GE) Drive Systems cho các bộ điều khiển DC dòng DC2000. Thuộc dòng SDCI (Bảng mạch thiết bị và nguồn điện Dc), bo mạch này là một phần của nhóm G2 và đại diện cho phiên bản A. Đây là thành phần quan trọng trong hệ thống truyền động DC2000 DC, chịu trách nhiệm chuyển đổi nguồn, điều hòa tín hiệu và đo lường thiết bị đo đạc, đồng thời phù hợp cho các ứng dụng truyền động có điện áp đầu vào lên đến 600 V ac.
Chức năng chính của Bảng mạch thiết bị và nguồn điện DCI Dc là chuyển đổi nguồn điện đầu vào từ máy biến áp nguồn điều khiển thành các nguồn điện logic khác nhau theo yêu cầu của hệ thống điều khiển truyền động. Ngoài ra, nó còn cung cấp các mạch điều khiển SCR phần ứng, đo lường và điều hòa tín hiệu động cơ DC và đường dây AC. Bo mạch này tích hợp nhiều chức năng, bao gồm chuyển đổi nguồn, đo tín hiệu và điều khiển cổng, khiến nó trở thành thành phần cốt lõi để đạt được khả năng điều khiển chính xác và bảo vệ đáng tin cậy trong các hệ thống truyền động DC2000.
Phiên bản G2 của bo mạch SDCI khác với phiên bản G1 chủ yếu ở chỗ nó không bao gồm mạch kích thích trường bên trong và thay vào đó được thiết kế để sử dụng với bộ kích thích bên ngoài. Điều này làm cho phiên bản G2 phù hợp với các ứng dụng truyền động DC công suất cao yêu cầu dòng điện kích từ cao hơn hoặc cấu hình linh hoạt hơn. Bo mạch DS200SDCIG2A được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng truyền động công nghiệp và có các đặc điểm sau:
Nhiều đầu ra nguồn: Cung cấp các nguồn điện logic +5 V dc (4 A), ±15 V dc (mỗi loại 0,4 A), ±24 V dc và 115 V ac (0,4 A).
Mạch Gating SCR phần ứng: Điều khiển các biến áp xung cổng cho SCR phần ứng.
Đo tín hiệu toàn diện: Đo dòng điện phần ứng, điện áp phần ứng, dòng điện kích từ, dòng điện AC, cường độ điện áp dòng AC và trình tự pha.
Giao diện Exciter bên ngoài: Hỗ trợ kết nối với bộ kích từ trường bên ngoài để đáp ứng yêu cầu ứng dụng công suất cao.
Bộ nhảy phần cứng có thể định cấu hình: Hỗ trợ cấu hình các chức năng khác nhau thông qua bộ nhảy phần cứng.
Mạch bảo vệ toàn diện: Nhiều cầu chì có đèn báo trạng thái để chẩn đoán lỗi thuận tiện.
Sản phẩm này được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền động DC công suất cao và các ứng dụng điều khiển truyền động công nghiệp, đặc biệt trong môi trường công nghiệp công suất cao cần có bộ kích thích bên ngoài.
II. Chức năng chính
1. Nhiều đầu ra nguồn logic
Bo mạch DS200SDCIG2A chuyển đổi nguồn điện đầu vào từ máy biến áp nguồn điều khiển thành nhiều đầu ra DC và AC ổn định:
+5 V dc, 4 A: Cung cấp nguồn điện vận hành lõi cho board điều khiển chính (SDCC) của hệ thống điều khiển truyền động.
±15 V dc, mỗi dòng 0,4 A: Cấp nguồn cho các mạch analog và mạch điều hòa tín hiệu.
±24 V dc: Cung cấp nguồn cho rơle và tải ngoài.
115 V ac, 0,4 A: Cung cấp nguồn điện xoay chiều cho các thiết bị bên ngoài như quạt tủ.
Tất cả các đầu ra nguồn đều được bảo vệ bằng tính năng bảo vệ quá dòng và trạng thái cầu chì được biểu thị qua đèn LED hoặc đèn neon.
2. Giao diện bộ kích từ trường ngoài
Không giống như phiên bản G1, phiên bản G2 của bo mạch DCI không bao gồm mạch kích thích trường bên trong và thay vào đó được thiết kế để sử dụng với bộ kích thích trường bên ngoài. Điều này cho phép phiên bản G2 đáp ứng yêu cầu của các ứng dụng truyền động DC công suất cao đòi hỏi dòng điện trường cao hơn hoặc cấu hình linh hoạt hơn. Bộ kích thích trường bên ngoài kết nối với bảng SDCI thông qua bảng đầu cuối thích hợp, với các tín hiệu điều khiển và nguồn điện hỗ trợ do bảng DCI cung cấp.
3. Mạch Gating SCR phần ứng
Bảng DS200SDCIG2A cung cấp các mạch để điều khiển các biến áp xung cổng cho SCR phần ứng. Nó giao tiếp với bảng điều khiển chính (SDCC) thông qua đầu nối 1PL, nhận tín hiệu kích hoạt từ SDCC và chuyển đổi chúng thành mức năng lượng cần thiết để điều khiển cổng SCR.
4. Mạch đo tín hiệu và thiết bị đo
Bo mạch DS200SDCIG2A tích hợp nhiều mạch đo tín hiệu để giám sát điều kiện hoạt động của hệ thống truyền động:
Đo dòng điện phần ứng: Đo dòng điện phần ứng thông qua một shunt.
Đo điện áp phần ứng: Đo cường độ điện áp phần ứng.
Đo dòng điện trường: Đo dòng điện trường động cơ (từ bộ kích thích bên ngoài).
Đo dòng điện xoay chiều: Đo dòng điện xoay chiều trên các pha L1 và L3 thông qua máy biến dòng điện xoay chiều (ACCT).
Đo điện áp dòng AC: Đo cường độ điện áp dòng AC và trình tự pha.
Các tín hiệu đo này được truyền đến bảng điều khiển chính SDCC thông qua đầu nối 1PL để thực hiện các chức năng bảo vệ và điều khiển vòng kín.
5. Mạch điều khiển contactor MA
Bảng DS200SDCIG2A bao gồm mạch điều khiển công tắc tơ AC AC. Jumper phần cứng JP2 được sử dụng để cấu hình độ trễ rớt contactor. Trong quá trình hoạt động bình thường, mạch này trì hoãn việc mở công tắc tơ AC để đảm bảo rằng tất cả dòng điện tải đã bị tắt. Bộ nhảy JP2 cung cấp độ trễ khoảng 100 ms (hoạt động bình thường) hoặc độ trễ tối thiểu (thử nghiệm sản xuất).
6. Mạch điều khiển contactor MD
Bảng SDCI cung cấp đầu ra bộ điều khiển công tắc tơ MD. Bộ nhảy phần cứng JP1 được sử dụng để định cấu hình nguồn điều khiển cho công tắc tơ MD:
7. Giao diện máy biến dòng AC
Bo mạch DS200SDCIG2A sử dụng công tắc SW1 để chọn khả năng chịu tải cho máy biến dòng AC, hỗ trợ các hệ thống truyền động có dòng điện định mức khác nhau. Cài đặt SW1 16 vị trí được chọn dựa trên tỷ lệ dòng điện một chiều và vòng quay CT định mức của biến tần, đảm bảo vận hành chính xác chức năng bảo vệ quá dòng tức thời AC (IOC). Khi dòng thứ cấp ACCT của dòng chính vượt quá 144 mA, các CT sẽ được định tuyến qua các CT giảm dần 10:1 trên bảng SHV/SHVM.
III. Kiến trúc phần cứng
1. Cơ cấu HĐQT
Bo mạch DS200SDCIG2A sử dụng cấu trúc bảng mạch in tiêu chuẩn và được lắp đặt trong tủ điều khiển ổ đĩa, nằm phía sau bảng điều khiển chính SDCC. Bảng bao gồm:
Nhiều mạch điện: Cung cấp đầu ra +5 V, ±15 V, ±24 V dc và 115 V ac.
Mạch đo tín hiệu: Để đo dòng điện phần ứng, điện áp, dòng điện kích từ, dòng điện xoay chiều và điện áp đường dây xoay chiều.
Mạch điều khiển cổng: Điều khiển máy biến áp xung cổng SCR phần ứng.
Giao diện bộ kích thích bên ngoài: Để kết nối bộ kích thích trường bên ngoài.
Mạch bảo vệ: Nhiều cầu chì (FU1-FU3, FU5, FU6).
Đèn báo trạng thái: Đèn neon (LT1, LT5, LT6) và đèn LED (CR51, CR55).
Các thành phần có thể cấu hình: Jumpers JP1, JP2 và switch SW1.
Nhiều đầu nối: 1PL, 2PL, 5PL, 1CPL, CNPL, CPTPL, FAPL, NPL, PPL, v.v.
2. Sự khác biệt chính so với phiên bản G1
| Tính năng Phiên |
bản G1 |
Phiên bản G2 |
| Bộ kích thích từ trường bên trong |
Bao gồm bộ kích thích bên trong 10 A |
Không bao gồm bộ kích thích bên trong |
| Điện trường |
Cung cấp nội bộ |
Phải được cung cấp bởi bộ kích thích bên ngoài |
| Ứng dụng áp dụng |
Bộ truyền động công suất vừa và nhỏ |
Ổ đĩa công suất cao |
| Cầu chì FU5/FU6 |
Được sử dụng cho trường NRX nội bộ |
Được sử dụng cho các mạch liên quan đến bộ kích thích bên ngoài |
3. Vị trí lắp đặt
Bo mạch DS200SDCIG2A được lắp đặt trong hộp chứa bo mạch của tủ điều khiển ổ đĩa, nằm phía sau bo mạch điều khiển chính SDCC. Để thay thế bảng SDCI, bảng SDCC phải được nâng lên phía trước để tiếp cận bảng SDCI.
4. Mô tả đầu nối
Bảng DS200SDCIG2A bao gồm nhiều đầu nối khác nhau cho nguồn, tín hiệu điều khiển và tín hiệu đo lường:
| Chức năng kết nối |
Mô tả |
| 1PL |
Giao tiếp I/O với bảng điều khiển chính SDCC |
| 2PL |
Đầu vào nguồn từ bảng cấp nguồn tới SDCI |
| 5PL |
I/O với Thẻ kết nối nguồn PCCA |
| 1CPL |
Đầu vào máy biến dòng điện xoay chiều |
| CNPL |
Đầu ra điều khiển contactor MA |
| CPTPL |
Điều khiển đầu ra máy biến áp điện |
| FAPL |
Công suất quạt |
| NPL |
Kết nối cực âm và cổng N2 SCR |
| PPL |
Kết nối cực âm và cổng P1 SCR |
5. Cầu chì và đèn báo
| Chỉ báo |
chức năng |
cầu chì |
| FU1 |
Cầu chì nguồn điện xoay chiều 115 V, 1/2 A, 2AG |
LT1 (đèn neon) |
| FU2 |
Cầu chì nguồn +24 V, +15 V, +5 V, 7 A, 2AG |
CR51 (đèn LED màu đỏ) |
| FU3 |
Cầu chì nguồn -24V, -15V, 7 A, 2AG |
CR55 (đèn LED màu đỏ) |
| FU5 |
Cầu chì mạch liên quan đến bộ kích thích bên ngoài, 15 A |
LT5 (đèn neon) |
| FU6 |
Cầu chì mạch liên quan đến bộ kích thích bên ngoài, 15 A |
LT6 (đèn neon) |
IV. Mô tả giao diện chi tiết
1. Đầu nối 1PL
Đầu nối 1PL là giao diện giao tiếp chính giữa bảng SDCI và bảng điều khiển chính SDCC, truyền:
Tín hiệu trạng thái nguồn (DPSEN)
Tín hiệu phản hồi dòng pha (/IA, /IB, /IC)
Tín hiệu phản hồi điện áp (V(BA), V(CA), VDC)
Tín hiệu đồng bộ đường truyền (LINESYN)
Tín hiệu kích hoạt ổ đĩa cổng (ENA, ENB, ENC)
Tín hiệu lỗi (FAULT1, FAULT2)
Tín hiệu đặt lại hệ thống (/RST1)
2. Đầu nối 2PL
Đầu nối 2PL cung cấp đầu vào nguồn từ bảng cấp nguồn cho SDCI, bao gồm:
3. Đầu nối 5PL
Đầu nối 5PL kết nối với Thẻ kết nối nguồn PCCA, truyền tín hiệu xung cổng SCR.
4. Đầu nối 1CPL
Đầu nối 1CPL kết nối với máy biến dòng điện xoay chiều (ACCT) trên pha L1 và L3, đưa tín hiệu dòng thứ cấp CT vào bảng SDCI.
5. Đầu nối CNPL, CPTPL, FAPL
Các đầu nối này giao tiếp với các thiết bị bên ngoài:
CNPL: Đầu ra điều khiển contactor MA
CPTPL: Điều khiển đầu ra biến áp nguồn
FAPL: Công suất đầu ra của quạt
6. Đầu nối NPL, PPL
Các đầu nối này giao tiếp với cổng mô-đun SCR và cực âm:
V. Cấu hình và cài đặt
1. Cấu hình Jumper phần cứng
Phần cứng có thể định cấu hình trên bảng SDCI bao gồm hai nút nhảy (JP1, JP2) và một công tắc DIP (SW1):
| Jumper/Chuyển đổi |
Chức năng |
Vị trí mặc định |
Mô tả |
| JP1 |
Nguồn điều khiển contactor MD |
1-2 (MD điều khiển bằng phần mềm MCP) |
2-3: Phần cứng MD chuyển sang hoạt động MA |
| JP2 |
Độ trễ rớt contactor MA AC |
1-2 (hoạt động bình thường, độ trễ ~100 ms) |
2-3: độ trễ tối thiểu (thử nghiệm sản xuất) |
| SW1 |
Lựa chọn gánh nặng ACCT |
Dựa trên cấu hình ổ đĩa |
16 vị trí tương ứng với các dải dòng thứ cấp CT khác nhau |
2. Cài đặt công tắc DIP SW1
SW1 chọn điện trở tải cho máy biến dòng AC. Cài đặt dựa trên tỷ lệ dòng điện DC và vòng quay CT định mức của biến tần:
| Trạng thái |
chuyển đổi vị trí |
CT Phạm vi dòng điện thứ cấp (mA) |
| 0 |
Tắt tất cả |
0,0 ≤ Ict < 6,1 |
| 1 |
1 trên |
6,1 ≤ Ict < 13,4 |
| 2 |
2 trên |
13,4 ≤ Ict < 21,1 |
| 3 |
1,2 trên |
21,1 ≤ Ict < 28,4 |
| 4 |
3 trên |
28,4 ≤ Ict < 39,3 |
| 5 |
1,3 trên |
39,3 ≤ Ict < 46,7 |
| 6 |
2,3 trên |
46,7 ≤ Ict < 54,4 |
| 7 |
1,2,3 bật |
54,4 ≤ Ict < 61,8 |
| 8 |
4 trên |
61,8 ≤ Ict < 88,7 |
| 9 |
1,4 trên |
88,7 ≤ Ict < 96,0 |
| 10 |
2,4 trên |
96,0 ≤ Ict < 103 |
| 11 |
1,2,4 bật |
103 ≤ Ict < 111 |
| 12 |
3,4 trên |
111 ≤ Ict < 122 |
| 13 |
1,3,4 bật |
122 ≤ Ict < 129 |
| 14 |
2,3,4 bật |
129 ≤ Ict < 137 |
| 15 |
tất cả trên |
137 ≤ Ict < 144 |
3. Cân nhắc thay thế cầu chì
FU1: Cầu chì nguồn điện xoay chiều 115 V. Nếu bị nổ, hãy kiểm tra lỗi nối dây hoặc quá tải. Khi thổi và tải được kết nối, đèn neon LT1 sẽ sáng.
FU2: Cầu chì nguồn +24V, +15V, +5V. Nguyên nhân thường gặp là do vô tình đoản mạch +24 V. Nếu cầu chì tiếp tục nổ khi 1PL, 2PL và 5PL bị ngắt kết nối, hãy thay bảng SDCI.
FU3: Cầu chì nguồn -24V, -15V. Thường xảy ra do vô tình chập điện ở -24 V. Nếu cầu chì tiếp tục nổ khi 1PL, 2PL và 5PL bị ngắt kết nối, hãy thay bảng SDCI.
FU5/FU6: Cầu chì mạch liên quan đến bộ kích thích bên ngoài. Nếu bị thổi, đèn neon LT5/LT6 sẽ sáng. Các nguyên nhân có thể bao gồm lỗi bộ kích thích bên ngoài, đoản mạch hoặc lỗi bo mạch SDCI.
VI. Cài đặt và bảo trì
1. Vị trí lắp đặt
Bảng SDCI được lắp đặt trong hộp chứa bảng của tủ điều khiển biến tần, nằm phía sau bảng điều khiển chính SDCC. Để thay thế bảng SDCI, bảng SDCC phải được nâng lên phía trước để tiếp cận bảng SDCI.
2. Thủ tục thay thế
Tắt nguồn: Tắt nguồn cấp cho biến tần, đợi vài phút để tụ điện phóng điện và kiểm tra để xác minh rằng không có nguồn điện.
Mở cửa tủ: Truy cập khu vực bảng mạch in, định vị bảng SDCC mặt trước.
Nâng bảng SDCC: Kéo khóa ở hai bên của tủ, nhấc bảng SDCC lên và nghiêng về phía trước để lộ bảng SDCI.
Ngắt kết nối cáp: Cẩn thận ngắt kết nối tất cả các cáp. Đối với cáp ruy băng, hãy nắm vào các cạnh của đầu nối cáp và kéo nhẹ; đối với cáp có vấu kéo, hãy kéo vấu cẩn thận.
Nhả các chốt: Đẩy các chốt nhựa về phía sau để tháo bảng SDCI cũ.
Cấu hình bảng mới: Đặt tất cả các thành phần có thể định cấu hình (JP1, JP2, SW1) trên bảng mới vào cùng vị trí như trên bảng được thay thế.
Lắp đặt bảng mạch mới: Lắp đặt bảng mạch SDCI mới, đảm bảo tất cả các chốt khóa đều khớp vào đúng vị trí.
Kết nối lại cáp: Kết nối lại tất cả các cáp như được dán nhãn, đảm bảo chúng được đặt đúng cách ở cả hai đầu.
Đặt lại bảng SDCC: Đưa bảng SDCC về vị trí của nó và khóa chặt các khóa.
3. Khuyến nghị bảo trì
Biện pháp phòng ngừa ESD: Luôn đeo dây nối đất khi xử lý bảng. Bảo quản bảng trong túi chống tĩnh điện.
Kiểm tra định kỳ: Kiểm tra các đầu nối xem có bị lỏng không và các chỉ báo trạng thái cầu chì xem có hoạt động tốt không.
Kiểm tra Exciter ngoài: Thường xuyên kiểm tra kết nối và trạng thái hoạt động của Exciter ngoài.
Quản lý phụ tùng thay thế: Nên giữ ít nhất một bo mạch SDCI giống hệt tại chỗ để dự phòng để giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động.
VII. Ứng dụng
Bảng mạch cung cấp điện và thiết bị DS200SDCIG2A Dc được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp sau:
Hệ thống truyền động DC công suất cao DC2000: Cung cấp chức năng đo tín hiệu và chuyển đổi nguồn cho các bộ truyền động động cơ DC công suất cao yêu cầu bộ kích thích bên ngoài.
Bộ điều khiển DC công suất cao: Thích hợp cho các ứng dụng bộ điều khiển DC yêu cầu dòng điện trường cao.
Điều khiển quy trình công nghiệp: Cung cấp công suất điều khiển và đo phản hồi trong các quy trình công nghiệp yêu cầu truyền động động cơ DC công suất cao.
Dự án nâng cấp và trang bị thêm hệ thống: Thay thế bảng mạch cấp nguồn và thiết bị đo đạc trong các hệ thống truyền động cũ hơn, nâng cao độ tin cậy của hệ thống.
