GE IS200EPSMG1AEC Erregerstromversorgungsmodul

I. überblick

II. Technische Spezifikationen

(1) Leistungsausgangsparameter

(2) Eingangs- und Steuerparameter

• Eingangsstromversorgung: 380V AC ±10% (dreiphasiges Fünf-Leiter-System), 50/60Hz selbstadaptiv; Eingangspowerfaktor ≥0,92 (unter Volllast)

• Steuersignal-Eingang: 2 Kan?le analoger Eingang (0-10V/4-20mA, entsprechen den Erregerstrom-Sollwerten), 1 Kanal digitaler Eingang (Start-Stopp-Steuerung)

• Rückkopplungssignal-Ausgang: 2 Kan?le analoger Ausgang (4-20mA, entsprechen jeweils dem tats?chlichen Ausgangsstrom und der Modultemperatur), 1 RS485-Kommunikationsschnittstelle (unterstützt das Modbus RTU-Protokoll für Parameterkonfiguration und Statusrückkopplung)

• Schaltfrequenz: 10kHz (PWM-Modulationsfrequenz, die Leistungswandlungseffizienz und Schaltverluste ausbalanciert)

(3) Umwelt- und Schutzparameter

• Betriebstemperaturbereich: -10℃~+65℃ (ohne Zwangsbelüftung); -20℃~+70℃ (mit Zwangsbelüftung, Windgeschwindigkeit ≥2m/s)

• Lagertemperaturbereich: -40℃~+85℃ (geeignet für Ferntransport- und Lagerumgebungen)

• Schutzgrad: IP20 (Frontpanel), kompatibel mit der Installation in industriellen Steuerungsschr?nken; Staubschutzgrad erfüllt die Anforderungen von staubigen Werkstattumgebungen

• Elektromagnetische St?rfestigkeit (EMI):

• Abstrahlungsemission: Entspricht der Norm EN 55011 Klasse A

• Immunit?t: Entspricht den Normen EN 61000-4-2 (ESD: ±8kV Kontakt / ±15kV Luft) und EN 61000-4-3 (Abstrahlungsimmunit?t: 3V/m)

• W?rmeabfuhrmethode: Zwangsbelüftung (integrierte doppelte Hochgeschwindigkeits-Zentrifugalventilatoren; Drehzahl passt sich automatisch an die Modultemperatur an)

(4) Physikalische und Zuverl?ssigkeitsparameter

• Abmessungen: 483mm×177mm×300mm (L×B×H), für die 3U-H?heninstallation in 19-Zoll-Standardschr?nken ausgelegt

• Gewicht: Etwa 12kg (einschlie?lich W?rmeabfuhrkomponenten)

• Mittlere Zeit zwischen Ausf?llen (MTBF): ≥80.000 Stunden (entspricht der Norm MIL-HDBK-217, bei 25℃ Umgebungstemperatur)

• Isolationswiderstand: ≥100MΩ (500V DC, zwischen Modul-Eingang und -Ausgang)

• Dielektrizit?tsfestigkeit: H?lt 2500V AC für 1 Minute stand (zwischen Eingang und Ausgang, keine Durchschl?ge oder überschl?ge)

III. Funktionsmerkmale

(1) Hochpr?zise Erregerstromsteuerung und dynamische Reaktion

• Der Steuerkern verwendet einen 32-Bit-DSP-Chip mit einer Abtastfrequenz von 20kHz. Es kann in Echtzeit das Ausgangsstromsignal sammeln, es mit dem Sollwert vergleichen und die PWM-Tastverh?ltnisdynamisch über PID-Algorithmen anpassen, um sicherzustellen, dass der Ausgangsstrom stabil auf dem Sollwert bleibt (z. B. wenn der Generator-Erregerstrom auf 80A stabilisiert werden muss, betr?gt die tats?chliche Ausgangsschwankung ≤0,4A).

• Es hat eine schnelle dynamische Reaktion: Wenn der Erregerstrom-Sollwert pl?tzlich von 20% auf 80% des Nennwerts ?ndert, kann das Modul die Ausgangseinstellung innerhalb von 50ms ohne überschwingen oder Unterschwingen abschlie?en und sich an Szenarien mit pl?tzlichen Ger?telast?nderungen anpassen (z. B. eine pl?tzliche Zunahme der Erregungsanforderung beim Motorstart).

• Es unterstützt Erregerstromkurvenprogrammierung: über die Oberfl?chensoftware kann eine Kurve der Strom?nderung über die Zeit voreingestellt werden (z. B. "Anlaufphase: 50A → Stabilisierungsphase: 100A → Abschaltphase: 20A"), um sich an dynamische Betriebszust?nde wie Generatoranlauf/Abschaltung und Lastanpassung anzupassen.

(2) Mehrstufiger Fehlerschutz und sicherer Betrieb

• Prim?rer Schutz: überwacht in Echtzeit Schlüsselparameter wie Ausgangsstrom, Eingangsspannung und Modultemperatur. Wenn der Strom 110% des Nennwerts überschreitet, die Spannung 115% des Nennwerts überschreitet oder die Temperatur ≥65℃ betr?gt, l?st es eine akustische und visuelle Warnung aus (rot blinkende LED + Summer-Warnung) und reduziert automatisch die Ausgangsleistung.

• Sekund?rer Schutz: Wenn der Strom 120% des Nennwerts überschreitet (überstrom), die Spannung 120% des Nennwerts überschreitet (überspannung) oder die Temperatur ≥70℃ betr?gt (überhitzung), schaltet es sofort die Leistungszufuhr ab (Reaktionszeit ≤10μs), um Sch?den an Leistungshalbleitern (IGBTs) zu verhindern.

• Terti?rer Schutz: Ausgestattet mit einem Hardware-Sicherungsautomaten (150A Schnellausl?ser auf der Eingangsseite). Bei einem Kurzschlussfehler geht der Sicherungsautomaten innerhalb von 5ms durch, um die Eingangsleistung vollst?ndig abzuschalten und das gesamte Erregungssystem zu schützen.

(3) Starke Umweltanpassungsf?higkeit und hochzuverl?ssiges Design

• Leistungshalbleiterauswahl: Verwendet industrietaugliche IGBTs (Infineon FS450R12KE3) mit einem Temperaturbereich von -55℃~+175℃, geringen Schaltverlusten und der F?higkeit, in Hochtemperaturumgebungen über einen langen Zeitraum mit Volllast zu arbeiten.

• Schaltungsschutzdesign: Die Eingangsseite ist mit einem EMI-Filter (Gemeinsamkeitsmodus + Differenzmodus) ausgestattet, um Netzst?rungen zu unterdrücken; Die Leistungsschaltung verwendet ein Direct Bonded Copper (DBC)-Substrat, das eine hohe W?rmeleitf?higkeit hat und die W?rmeabfuhrleistung im Vergleich zu herk?mmlichen PCB-Substraten um 30% verbessert.

• Strukturschutz: Das Geh?use besteht aus kaltgewalztem Stahl mit Kunststoffbeschichtung und hat einen IP20-Schutzgrad, um Staubzutritt in Werkst?tten zu verhindern; Die innere Schaltung ist mit einer feuchtigkeits- und korrosionsschützenden Schicht beschichtet (entspricht der Norm IEC 60068-2-11) und eignet sich somit für ?l- und gasreiche Umgebungen in Petrochemieanlagen.

(4) Flexible Integration und einfache Wartung

• Steuerungsschnittstellenkompatibilit?t: Unterstützt die direkte Integration in das GE Mark VIe-Steuerungssystem und kann auch über das Modbus RTU-Protokoll an Drittanbieter-PLCs/DCSs wie Siemens S7 und Rockwell ControlLogix angeschlossen werden. Es sind keine benutzerdefinierten speziellen Treiber erforderlich, was die Systemintegrationskosten reduziert.

• Mehrmodul-Parallelausdehnung: Unterstützt das parallele Betrieb von bis zu 3 Modulen (PWM-Phasensynchronisation wird über eine Synchronisationssignalschnittstelle erreicht), mit einem Gesamtausgangsstrom von bis zu 300A, um den hohen Erregungsanforderungen von gro?en Generatoren zu entsprechen (z. B. 300MW-Dampfturbinen-Generatoren).

• Wartungseinfachheit:

• Das Frontpanel ist mit einem OLED-Display ausgestattet, das die Echtzeitansicht von Parametern wie Ausgangsstrom, Modultemperatur und Fehlersstatus erm?glicht. Grundlegende überwachung kann ohne Verbindung zu einer Oberfl?chensoftware abgeschlossen werden.

• Unterstützt "Hot-Swap-Wartung": Wenn das Steuerungssystem eingeschaltet ist, kann das Modul vom Bus getrennt und ersetzt werden. W?hrend des Austauschs kann das Erregungssystem auf ein Backup-Modul umschalten, um die Wartung ohne Ger?teabschaltung zu gew?hrleisten.