GE IS200EPSMG1AEC Модуль источника питания возбуждения

I. Обзор

II. Технические характеристики

(1) Параметры выходной мощности

(2) Входные и управляющие параметры

• Входное питание: 380В AC ±10% (трифазная пятипроводная система), 50/60Гц самоподстраивающаяся; Коэффициент мощности входного питания ≥0,92 (при полной нагрузке)

• Вход управляющего сигнала: 2 аналоговых входа (0-10В/4-20мА, соответствующие заданным значениям тока возбуждения), 1 цифровой вход (управление запуском/остановкой)

• Выход сигнала обратной связи: 2 аналоговых выхода (4-20мА, соответствующие фактическому выходному току и температуре модуля соответственно), 1 интерфейс RS485 (поддерживает протокол Modbus RTU для настройки параметров и обратной связи статуса)

• Частота переключения: 10кГц (частота PWM-модуляции, балансирующая КПД преобразования мощности и потери на переключение)

(3) Параметры окружающей среды и защиты

• Диапазон рабочих температур: -10℃~+65℃ (без принудительного охлаждения); -20℃~+70℃ (с принудительным охлаждением, скорость ветра ≥2м/с)

• Диапазон температур хранения: -40℃~+85℃ (подходит для условий дальнего транспорта и хранения)

• Степень защиты: IP20 (передняя панель), совместимо с установкой в промышленных шкафах управления; Степень защиты от пыли соответствует требованиям пыльных производственных помещений

• Сопротивление электромагнитным помехам (EMI):

• Излучение: Соответствует стандарту EN 55011 класса A

• Иммунитет: Соответствует стандартам EN 61000-4-2 (ESD: ±8кВ контактный / ±15кВ воздушный) и EN 61000-4-3 (иммунитет к излучению: 3В/м)

• Способ охлаждения: Принудительное воздушное охлаждение (встроенные два высокоскоростных центробежных вентилятора; скорость автоматически регулируется в зависимости от температуры модуля)

(4) Физические и надежностные параметры

• Габариты: 483мм×177мм×300мм (Д×Ш×В), разработаны для установки в 19-дюймовые стандартные стойки высотой 3U

• Вес: Приблизительно 12кг (включая элементы охлаждения)

• Среднее время между отказами (MTBF): ≥80 000 часов (соответствует стандарту MIL-HDBK-217, при температуре 25℃)

• Изоляционное сопротивление: ≥100МОм (500В DC, между входом и выходом модуля)

• Дielektrische Festigkeit: Выдерживает 2500В AC в течение 1 минуты (между входом и выходом, без пробоя или искрения)

III. Функциональные особенности

(1) Высокоточное управление током возбуждения и динамический отклик

• Контрольный ядро использует 32-битный DSP-чип с частотой выборки 20кГц. Он может в реальном времени собирать сигнал выходного тока, сравнивать его с заданным значением и динамически регулировать скважность PWM с помощью алгоритмов PID, чтобы обеспечить стабильность выходного тока на заданном значении (например, когда ток возбуждения генератора должен быть стабилизирован на 80А, фактические колебания выходного тока ≤0,4А).

• Он имеет быстрый динамический отклик: когда заданное значение тока возбуждения резко меняется от 20% до 80% номинального значения, модуль может выполнить регулировку выхода в течение 50мс без перерегулирования или недорегулирования, адаптируясь к сценариям с внезапными изменениями нагрузки оборудования (например, внезапное увеличение потребности в возбуждении при пуске двигателя).

• Он поддерживает программирование кривой тока возбуждения: С помощью программного обеспечения верхнего уровня можно предварительно задать кривую изменения тока в течение времени (например, "фаза пуска: 50А → стационарная фаза: 100А → фаза остановки: 20А"), адаптируясь к динамическим режимам работы, таким как запуск/остановка генератора и регулировка нагрузки.

(2) Многоуровневая защита от неисправностей и безопасная работа

• Первичная защита: В реальном времени контролирует ключевые параметры, такие как выходной ток, входное напряжение и температура модуля. Когда ток превышает 110% номинального значения, напряжение превышает 115% номинального значения или температура ≥65℃, он запускает световой и звуковой сигнал (мигание красного светодиода + звуковой сигнал) и автоматически снижает выходную мощность.

• Вторичная защита: Когда ток превышает 120% номинального значения (переток), напряжение превышает 120% номинального значения (пере напряжение) или температура ≥70℃ (перегрев), он немедленно отключает выходную мощность (время отклика ≤10мкс), чтобы предотвратить повреждение силовых элементов (IGBT).

• Третичная защита: Экипирован аппаратным предохранителем (быстроразрывный предохранитель 150А на входной стороне). В случае короткого замыкания, предохранитель срабатывает в течение 5мс, чтобы полностью отключить входное питание и защитить всю систему возбуждения.

(3) Высокая адаптивность к окружающей среде и надежность конструкции

• Выбор силовых элементов: Использует промышленные IGBT (Infineon FS450R12KE3) с диапазоном температур -55℃~+175℃, низкими потерями на переключение и возможностью длительной работы на полной мощности в условиях высокой температуры.

• Конструкция защиты цепи: Входная сторона оснащена EMI-фильтром (общий режим + дифференциальный режим), чтобы подавить помехи в сети; Силовая цепь использует керамический подложку Direct Bonded Copper (DBC), которая имеет высокую теплопроводность и повышает эффективность охлаждения на 30% по сравнению с традиционными PCB-подложками.

• Конструктивная защита: Корпус изготовлен из холоднокатаной стали с пластиковым покрытием, имеет степень защиты IP20 для защиты от пыли в производственных помещениях; Внутренняя цепь покрыта влаго- и коррозионностойким слоем (соответствует стандарту IEC 60068-2-11), что делает его подходящим для нефтегазовых сред в нефтехимических заводах.

(4) Гибкая интеграция и удобство обслуживания

• Совместимость контрольного интерфейса: Поддерживает прямую интеграцию с системой управления GE Mark VIe и также может быть подключен к сторонним PLC/DCS, таким как Siemens S7 и Rockwell ControlLogix, через протокол Modbus RTU. Не требуются специально разработанные драйверы, что снижает стоимость интеграции системы.

• Параллельное расширение нескольких модулей: Поддерживает параллельную работу до 3 модулей (синхронизация фаз PWM достигается через интерфейс синхронизирующего сигнала), с общим выходным током до 300А, удовлетворяя высоким требованиям по возбуждению крупных генераторов (например, 300МВт паровых турбинах-генераторов).

• Удобство обслуживания:

• Передняя панель оснащена OLED-дисплеем, позволяющим в реальном времени просматривать параметры, такие как выходной ток, температура модуля и статус неисправности. Базовый мониторинг можно выполнить без подключения к верхнему компьютеру.

• Поддерживает "горячее заменяемое обслуживание": Когда система управления включена в сеть, модуль может быть отключен от шины для замены. Во время замены, система возбуждения может переключиться на резервный модуль, чтобы обеспечить обслуживание без остановки оборудования.