DS200SHVMG1A là Bảng mạch giao diện M-Frame điện áp cao SCR được thiết kế bởi Hệ thống điều khiển công nghiệp General Electric (GE) cho các ổ đĩa khung M của mình. Thuộc dòng SHVM (Bảng giao diện M-Frame điện áp cao SCR), bo mạch này là một phần của nhóm G1 và đóng vai trò là thành phần giao diện quan trọng kết nối cầu nguồn SCR của ổ đĩa khung M với bảng cấp nguồn của hệ thống điều khiển ổ đĩa.
Chức năng chính của bảng giao diện điện áp cao SHVM là cung cấp giao diện cho các tín hiệu từ cầu SCR của ổ đĩa khung M đến Bảng cấp nguồn DCFB hoặc SDCI và Thẻ kết nối nguồn PCCA. Bảng mạch này tích hợp nhiều chức năng, bao gồm cách ly và chuyển đổi tín hiệu shunt, suy giảm biến áp dòng điện xoay chiều, suy giảm điện áp dòng AC và suy giảm điện áp cầu DC, đảm bảo tín hiệu phía điện áp cao được truyền đến phía điều khiển một cách an toàn và chính xác. Nó là thành phần cốt lõi để đạt được khả năng kiểm soát chính xác và bảo vệ đáng tin cậy trong các hệ thống truyền động khung M.
Bo mạch DS200SHVMG1A được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng truyền động công nghiệp điện áp cao và có các đặc điểm sau:
Cách ly và chuyển đổi tín hiệu song song: Chuyển đổi tín hiệu song song ±500 mV thành đầu ra tần số chênh lệch 0 đến 500 kHz, với các mạch đầu vào bộ cách ly nổi theo điện thế cầu.
Độ suy giảm biến áp hiện tại 10: 1 có thể lựa chọn: Cung cấp khả năng suy giảm dòng điện bổ sung thông qua các bộ nhảy phần cứng khi dòng điện thứ cấp ACCT dòng chính vượt quá 144 mA.
Suy giảm điện áp dòng AC: Suy giảm có thể định cấu hình dựa trên mức điện áp dòng AC chính (240-600 V hoặc 601-1000 V).
Suy giảm điện áp cầu DC: Suy giảm có thể định cấu hình cho phản hồi điện áp bus DC thông qua bộ nhảy phần cứng dựa trên điện áp đường dây AC chính.
Thiết kế thụ động: Không có đèn LED, cầu chì, điểm kiểm tra hoặc công tắc; chỉ có các jumper và đầu nối có thể cấu hình được.
Cách ly điện áp cao: Phần cứng bo mạch nổi ở điện áp phản hồi, đảm bảo cách ly an toàn giữa phía điện áp cao và phía điều khiển.
Sản phẩm này được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền động DC điện áp cao khung M và các ứng dụng điều khiển truyền động công nghiệp công suất cao, đặc biệt trong môi trường công nghiệp yêu cầu xử lý tín hiệu dòng điện và điện áp cao.
II. Chức năng chính
1. Mạch cách ly Shunt cầu DC
Bo mạch DS200SHVMG1A bao gồm các mạch dao động điều khiển điện áp điều khiển điện áp DC dương (+) và DC âm (-) chuyển đổi tín hiệu shunt từ cầu SCR thành tín hiệu tần số có thể được xử lý bởi phía điều khiển. Các mạch này có đặc điểm:
Phạm vi đầu vào: -500 mV đến +500 mV
Tần số đầu ra: 0 đến 500 kHz (đầu ra tần số vi sai)
Cách ly tín hiệu: Các mạch đầu vào của bộ cách ly di chuyển đến điện thế cầu, đạt được sự cách ly điện giữa phía điện áp cao và phía điều khiển
Kết nối đầu ra: Tín hiệu tần số đã chuyển đổi được gửi đến Bảng cấp nguồn DCFB hoặc SDCI thông qua đầu nối IA1PL và IA2PL
2. Suy giảm máy biến dòng điện xoay chiều (ACCT)
Bo mạch DS200SHVMG1A cung cấp khả năng suy giảm biến dòng (CT) 10:1 cho dòng điện xoay chiều (pha A và pha C) khi được yêu cầu. Sự suy giảm này có thể lựa chọn bằng jumper:
Yêu cầu suy giảm: Cần phải suy giảm khi dòng điện thứ cấp ACCT của đường dây chính vượt quá 144 mA, vì điện trở tải CT trên Bảng mạch cấp nguồn DCFB và SDCI không được định mức để xử lý hơn 144 mA.
Lựa chọn độ suy giảm: Lựa chọn Jumper (JP1-JP8) xác định xem độ suy giảm 10: 1 có được bật hay không.
Điều kiện bỏ qua: Nên bỏ qua sự suy giảm khi dòng điện thứ cấp ACCT của dòng chính nhỏ hơn 144 mA.
Lưu ý quan trọng: Nếu sử dụng mức suy giảm CT 10:1 thì phải áp dụng mức bù khi cài đặt các công tắc chia tỷ lệ gánh nặng trên Bảng cung cấp điện DCFB hoặc SDCI.
3. Bộ suy giảm điện áp đường dây AC (L1, L2, L3)
Bảng DS200SHVMG1A cung cấp bộ suy giảm điện áp dòng AC để giảm điện áp dòng AC khi được yêu cầu, dựa trên cường độ điện áp dòng AC và định mức trường máy phát:
Điều kiện bỏ qua: Khi điện áp dòng AC chính là 240-600 V, nên bỏ qua bộ suy giảm.
Điều kiện kích hoạt: Khi điện áp dòng AC chính là 601-1000 V, nên bật bộ suy giảm.
Phương pháp cấu hình: Lựa chọn jumper (JP9-JP17) xác định xem mức suy giảm được bật hay bỏ qua.
4. Bộ suy giảm điện áp cầu DC (P1 và P2)
Bảng mạch DS200SHVMG1A cung cấp bộ suy giảm chuỗi điện trở điện áp DC dương và DC để giảm điện áp DC khi cần thiết, dựa trên định mức điện áp trường:
Chức năng: Bộ nhảy có thể định cấu hình chia tỷ lệ phản hồi điện áp bus DC.
Cơ sở cài đặt: Cài đặt jumper dựa trên điện áp đầu vào AC chính danh nghĩa.
Điều kiện bỏ qua: Khi điện áp dòng AC chính là 240-600 V, nên bỏ qua bộ suy giảm chuỗi điện trở điện áp.
Điều kiện kích hoạt: Khi điện áp dòng AC chính là 601-1000 V, nên bật bộ suy giảm chuỗi điện trở điện áp.
5. Chuyển đổi và truyền tín hiệu
Bảng DS200SHVMG1A chuyển đổi, cách ly và làm suy giảm các tín hiệu khác nhau từ cầu SCR và truyền chúng đến bảng cấp nguồn phía điều khiển và thẻ kết nối nguồn thông qua nhiều đầu nối:
Tín hiệu Shunt: Gửi đến bo mạch DCFB/SDCI thông qua đầu nối IA1PL và IA2PL
Tín hiệu dòng điện xoay chiều: Gửi đến bảng DCFB/SDCI thông qua đầu nối 1CPL
Tín hiệu đồng bộ hóa nguồn: Nhận nguồn 25 kHz từ bảng cấp nguồn thông qua đầu nối SQPL
III. Kiến trúc phần cứng
1. Cơ cấu HĐQT
Bo mạch DS200SHVMG1A sử dụng cấu trúc bảng mạch in tiêu chuẩn và được gắn trên cụm SCR của ổ đĩa, được cố định bằng sáu chốt nylon và đai ốc nylon. Bảng bao gồm:
17 Jumper có thể định cấu hình (JP1-JP17): Để lựa chọn độ suy giảm
8 Đầu nối phích cắm: Để giao tiếp với bảng cấp nguồn và các thẻ khác
18 Stab Connectors: Để kết nối tín hiệu điện áp cao từ cầu SCR
Thiết kế thụ động: Không có đèn LED, cầu chì, điểm kiểm tra hoặc công tắc
2. Vị trí lắp đặt
Bo mạch DS200SHVMG1A được gắn trên cụm SCR của ổ đĩa, được cố định bằng sáu chốt nylon và đai ốc nylon. Là một bảng giao diện điện áp cao, phần cứng của bảng hoạt động ở mức điện áp phản hồi và đầu vào điện áp cao có thể xuất hiện ngay cả khi nguồn điện điều khiển bị ngắt.
3. Mô tả đầu nối
Bảng DS200SHVMG1A bao gồm nhiều đầu nối khác nhau để giao tiếp với cầu SCR, bảng cấp nguồn và các thiết bị khác:
| đầu nối |
Loại |
Chức năng Mô tả |
| CT1PL |
phích cắm 2 chân |
Đầu vào máy biến dòng điện xoay chiều pha L1 (trắng = âm, đỏ = dương) |
| CT3PL |
phích cắm 2 chân |
Đầu vào máy biến dòng điện xoay chiều pha L3 (trắng = âm, đỏ = dương) |
| DC1PL |
phích cắm 2 chân |
Đầu vào Shunt 1 (đỏ = dương, trắng = âm) |
| DC2PL |
phích cắm 2 chân |
Đầu vào Shunt 2 (đỏ = dương, trắng = âm) |
| 1CPL |
phích cắm 4 chân |
Tín hiệu dòng điện xoay chiều I/O với bảng cấp nguồn |
| SQPL |
phích cắm 4 chân |
Tín hiệu đồng bộ hóa nguồn 25 kHz với bảng cấp nguồn |
| IA1PL |
phích cắm 2 chân |
Đầu ra shunt phần ứng 1 tới bảng cấp nguồn |
| IA2PL |
phích cắm 2 chân |
Đầu ra shunt phần ứng 2 tới bảng cấp nguồn |
| Đầu nối đâm |
18 |
Tín hiệu điện áp đường dây AC và điện áp cầu DC từ cầu SCR |
4. Jumper có thể cấu hình
Bảng DS200SHVMG1A bao gồm 17 jumper có thể định cấu hình (JP1-JP17) để lựa chọn độ suy giảm:
| phạm vi nhảy |
Chức năng |
Mô tả |
| JP1-JP8 |
Lựa chọn suy giảm CT 10:1 |
Cho phép suy giảm khi dòng thứ cấp ACCT của dòng chính vượt quá 144 mA; bỏ qua khi ít hơn 144 mA |
| JP9-JP17 |
Lựa chọn suy giảm điện áp đường dây AC/DC cầu |
Cho phép suy giảm khi điện áp dòng AC chính là 601-1000 V; bỏ qua khi 240-600 V |
IV. Mô tả giao diện chi tiết
1. Đầu nối CT1PL
Đầu nối CT1PL được sử dụng cho đầu vào máy biến dòng điện xoay chiều pha L1 (ACCT):
| chân |
tín hiệu |
Mô tả |
| CT1PL-1 |
L1 ACCT đầu vào âm hiện tại |
Dây trắng |
| CT1PL-2 |
Đầu vào dương hiện tại ACCT L1 |
Dây màu đỏ |
2. Đầu nối CT3PL
Đầu nối CT3PL được sử dụng cho đầu vào máy biến dòng điện xoay chiều pha L3 (ACCT):
| chân |
tín hiệu |
Mô tả |
| CT3PL-1 |
L3 ACCT đầu vào âm hiện tại |
Dây trắng |
| CT3PL-2 |
L3 ACCT đầu vào dương hiện tại |
Dây màu đỏ |
3. Đầu nối DC1PL
Đầu nối DC1PL được sử dụng cho đầu vào shunt 1:
| chân |
tín hiệu |
Mô tả |
| DC1PL-1 |
Shunt 1 kết nối tích cực |
Dây màu đỏ |
| DC1PL-2 |
Shunt 1 kết nối âm |
Dây trắng |
4. Đầu nối DC2PL
Đầu nối DC2PL được sử dụng cho đầu vào shunt 2:
| chân |
tín hiệu |
Mô tả |
| DC2PL-1 |
Shunt 2 kết nối tích cực |
Dây màu đỏ |
| DC2PL-2 |
Shunt 2 kết nối âm |
Dây trắng |
5. Đầu nối 1CPL
Đầu nối 1CPL cung cấp I/O tín hiệu dòng điện xoay chiều với bảng cấp nguồn (DCFB hoặc SDCI):
| chân |
tín hiệu |
Mô tả |
| 1CPL-1 |
Đầu ra dòng ACCT L1 |
Dây trắng |
| 1CPL-2 |
Đầu ra dòng ACCT L1 |
Dây màu đỏ |
| 1CPL-3 |
Đầu ra hiện tại L3 ACCT |
Dây màu đỏ |
| 1CPL-4 |
Đầu ra hiện tại L3 ACCT |
Dây trắng |
6. Trình kết nối SQPL
Đầu nối SQPL cung cấp tín hiệu đồng bộ hóa nguồn 25 kHz với bảng cấp nguồn:
| chân |
tín hiệu |
Mô tả |
| SQPL-1 |
ACNP |
Nguồn dương 25 kHz (+) từ bảng cấp nguồn |
| SQPL-2 |
ACNN |
Nguồn âm 25 kHz (-) từ bảng cấp nguồn |
| SQPL-3 |
ACNACOM |
Công suất chung 25 kHz |
| SQPL-4 |
ACNACOM |
Công suất chung 25 kHz |
7. Đầu nối IA1PL
Đầu nối IA1PL xuất tín hiệu shunt 1 phần ứng tới bảng cấp nguồn:
| chân |
tín hiệu |
Mô tả |
| IA1PL-1 |
Shunt 1 đầu ra tích cực |
Dây màu đỏ |
| IA1PL-2 |
Shunt 1 đầu ra âm |
Dây trắng |
8. Đầu nối IA2PL
Đầu nối IA2PL xuất tín hiệu shunt 2 phần ứng tới bảng cấp nguồn:
| chân |
tín hiệu |
Mô tả |
| IA2PL-1 |
Shunt 2 đầu ra tích cực |
Dây màu đỏ |
| IA2PL-2 |
Shunt 2 đầu ra âm |
Dây trắng |
9. Đầu nối đâm
Bảng SHVM bao gồm 18 đầu nối đâm để kết nối tín hiệu điện áp đường dây AC và điện áp cầu DC từ cầu SCR. Những tín hiệu này bao gồm:
Điện áp dòng AC: Điện áp pha L1, L2, L3
Điện áp cầu DC: P1 (dương), P2 (âm)
V. Cấu hình và cài đặt
1. Cấu hình Jumper phần cứng
17 jumper có thể định cấu hình (JP1-JP17) trên bảng SHVM được sử dụng để lựa chọn độ suy giảm:
| Jumper |
chức năng |
Mô tả cài đặt |
| JP1-JP8 |
Lựa chọn suy giảm CT 10:1 |
Vị trí IN (bật suy giảm) khi dòng điện thứ cấp ACCT của đường dây chính vượt quá 144 mA; Vị trí OUT (bỏ qua suy giảm) khi nhỏ hơn 144 mA |
| JP9-JP17 |
Lựa chọn suy giảm điện áp đường dây AC/DC cầu |
Vị trí IN (bật suy giảm) khi điện áp dòng AC chính là 601-1000 V; Vị trí OUT (bỏ qua suy giảm) khi 240-600 V |
Lưu ý quan trọng:
Nếu sử dụng mức suy giảm CT 10:1 thì phải áp dụng mức bù khi cài đặt các công tắc chia tỷ lệ gánh nặng trên Bảng cung cấp điện DCFB hoặc SDCI.
Cài đặt jumper phải phù hợp với mức điện áp thực tế của ứng dụng hiện trường.
Khi thay thế một bo mạch SHVM, tất cả các jumper trên bo mạch mới phải được đặt ở cùng vị trí như trên bo mạch được thay thế.
2. Hướng dẫn lựa chọn bộ suy giảm
| Cấp điện áp Suy |
giảm điện áp đường dây AC Suy giảm |
điện áp cầu DC |
10:1 CT Suy giảm |
| 240-600V |
Bỏ qua (OUT) |
Bỏ qua (OUT) |
Dựa trên dòng thứ cấp ACCT |
| 601-1000V |
Kích hoạt (IN) |
Kích hoạt (IN) |
Dựa trên dòng thứ cấp ACCT |
3. Tính toán dòng điện thứ cấp ACCT
Dòng thứ cấp ACCT (tính bằng mA) được tính gần đúng như sau:
Ict (mA) = (1 pu dòng định mức × 1000) / Tỷ số vòng dây CT kết hợp
Khi Ict ≥ 144 mA, cần phải suy giảm CT 10:1; khi Ict < 144 mA, nên bỏ qua sự suy giảm.
VI. Cài đặt và bảo trì
1. Vị trí lắp đặt
Bo mạch DS200SHVMG1A được gắn trên cụm SCR của ổ đĩa, được cố định bằng sáu chốt nylon và đai ốc nylon. Là một bảng giao diện điện áp cao, phần cứng của bảng nổi ở điện áp phản hồi.
2. Cảnh báo an toàn
Cảnh báo an toàn quan trọng:
Bảng SHVM là bảng giao diện điện áp cao. Đầu vào điện áp cao có thể xuất hiện ngay cả khi nguồn điện điều khiển bị ngắt.
Xác minh rằng tất cả đầu vào điện áp cao đã được ngắt điện trước khi thực hiện bất kỳ điều chỉnh phần cứng hoặc thay đổi bo mạch nào.
Chỉ những nhân viên được đào tạo đầy đủ, hoàn toàn quen thuộc với thiết bị và hướng dẫn mới nên lắp đặt hoặc bảo trì thiết bị này.
3. 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.
Xác minh đã ngắt điện áp cao: Xác nhận rằng tất cả đầu vào điện áp cao đã bị ngắt điện.
Mở cửa tủ: Truy cập vào khu vực bảng mạch in.
Xác định vị trí bảng SHVM: Tìm bảng SHVM được gắn trên cụm SCR (được cố định bằng sáu chốt nylon và đai ốc nylon).
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.
Tháo đai ốc nylon: Tháo sáu đai ốc nylon đang giữ bo mạch SHVM và tháo bo mạch cũ.
Cấu hình bảng mới: Đặt tất cả các jumper (JP1-JP17) trên bảng mới vào cùng vị trí như trên bảng được thay thế.
Lắp bo mạch mới: Đặt bo mạch SHVM mới lên các giá đỡ nylon và cố định nó bằng sáu đai ốc nylon đã được tháo ở bước 6.
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.
Đóng cửa tủ.
4. Khuyến nghị bảo trì
An toàn điện áp cao: Luôn lưu ý đến các mối nguy hiểm điện áp cao trong quá trình bảo trì, ngay cả khi nguồn điện điều khiển bị mất điện.
Biện pháp phòng ngừa ESD: Luôn đeo dây nối đất khi xử lý bảng. Bảo quản bảng trong túi chống tĩnh điện.
Xác minh Jumper: Sau khi thay thế bo mạch, hãy xác minh rằng tất cả các cài đặt Jumper đều chính xác.
Kiểm tra định kỳ: Kiểm tra độ lỏng của các đầu nối và đai ốc nylon để buộc chặt an toàn.
Quản lý phụ tùng thay thế: Nên giữ ít nhất một bo mạch SHVM giống hệt tại chỗ để dự phòng để giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động.
VII. Ứng dụng
Bảng mạch giao diện M-Frame điện áp cao DS200SHVMG1A SCR được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp sau:
Hệ thống truyền động DC khung M: Cung cấp giao diện tín hiệu điện áp cao cho cầu SCR khung M.
Ổ đĩa DC công suất cao: Thích hợp cho các ứng dụng ổ đĩa DC yêu cầu xử lý tín hiệu dòng điện và điện áp cao.
Hệ thống truyền động nhiều cầu: Cung cấp khả năng cách ly và suy giảm tín hiệu trong các ứng dụng truyền động nhiều cầu.
Điều khiển quy trình công nghiệp: Cung cấp giao diện tín hiệu trong các quy trình công nghiệp yêu cầu ổ đĩa DC điện áp cao.
Dự án nâng cấp và trang bị thêm hệ thống: Thay thế bảng giao diện điện áp cao trong các hệ thống truyền động cũ hơn, nâng cao độ tin cậy của hệ thống.
