Fanuc โมดูลไฟฟ้า A06B-6087-H115 A06B6087H115

Fanuc A06B-6087-H115 | โมดูลแหล่งจ่ายไฟ Alpha PSM-15 — 17.5kW, 3 เฟส 200–230V AC, อินพุต 63A, บัส DC 283–325V, การสร้างพลังงานแบบแอคทีฟ, CNC 16i / 18i / 21i

ภาพรวม

Fanuc A06B-6087-H115 คือ PSM-15 — โมดูลแหล่งจ่ายไฟของ Fanuc ที่มีอัตราต่อเนื่อง 17.5kW สำหรับระบบขับเคลื่อนซีรีส์อัลฟ่า

หน้าที่ของมันทั้งง่ายและขาดไม่ได้: รับไฟ AC 3 เฟส 200–230V จากระบบไฟฟ้าของโรงงาน แปลงเป็นบัส DC 283–325V ที่ควบคุม และกระจายบัสนี้ไปยังโมดูลแอมพลิฟายเออร์เซอร์โว SVM และสปินเดิล SPM ทั้งหมดที่ใช้แร็คขับเคลื่อนเดียวกัน  

พลังงานทุกวัตต์ที่ออกมาจากมอเตอร์ทุกตัวที่ระบบขับเคลื่อนจะผ่านโมดูลนี้ก่อน

บทบาทจุดเดียวนี้หมายความว่าสุขภาพของ PSM-15 คือสุขภาพของระบบขับเคลื่อนทั้งหมด — เมื่อมันล้มเหลว จะไม่มีอะไรเคลื่อนไหว

ด้วยกำลังขับต่อเนื่อง 17.5kW และอินพุต AC ที่กำหนด 63A ที่ 200V, PSM-15 ถูกออกแบบมาสำหรับการกำหนดค่าเครื่องจักรระดับกลาง: โมดูลแอมพลิฟายเออร์สปินเดิล บวกกับแกนเซอร์โวหนึ่งหรือสองแกนที่ดึงพลังงานภายในขอบเขตนี้ภายใต้สภาวะการตัดเฉือนปกติ

ตัวเลขอินพุต 63A กำหนดการออกแบบทางไฟฟ้าของแผงจ่ายไฟของเครื่องจักร — เบรกเกอร์, หน้าตัดสายเคเบิล, และฟิลเตอร์สายก่อน PSM จะต้องรองรับกระแสที่กำหนดนี้ บวกกับกระแสกระชากชั่วคราวเมื่อเริ่มต้น ซึ่งตัวเหนี่ยวนำ AC ที่แนะนำ (A81L-0001-0123) ช่วยจำกัด

สิ่งที่ทำให้ PSM-15 เป็น PSM โดยเฉพาะ ไม่ใช่ PSMR ที่เรียบง่ายกว่า (รุ่นที่มีตัวต้านทานการสร้างพลังงาน) คือส่วนหน้าของการสร้างพลังงานแบบแอคทีฟ เมื่อมอเตอร์เซอร์โวหรือสปินเดิลลดความเร็ว พลังงานจลน์ที่เก็บไว้ในมวลที่หมุนจะไหลย้อนกลับผ่านแอมพลิฟายเออร์ไปยังบัส DC

ในระบบ PSMR ตัวต้านทานจะเผาผลาญพลังงานนี้เป็นความร้อน  

ใน PSM-15 วงจรการสลับแบบแอคทีฟจะกลับทิศทางการไหลของพลังงานและส่งพลังงานนี้กลับไปยังแหล่งจ่ายไฟ AC แบบสามเฟส

สำหรับเครื่องจักรที่มีความเฉื่อยของสปินเดิลสูงหรือเหตุการณ์การลดความเร็วอย่างหนักบ่อยครั้ง — การเปลี่ยนเครื่องมือบนศูนย์กลางเครื่องจักร, รอบการวางตำแหน่งที่รวดเร็วซ้ำๆ — ประโยชน์ทางความร้อนภายในตู้ไฟฟ้ามีนัยสำคัญ  

อุณหภูมิของตู้จะต่ำลง, อายุการใช้งานของส่วนประกอบจะยาวนานขึ้น, และในการติดตั้งบางส่วน การสร้างพลังงานที่เกิดขึ้นจะลดการใช้ไฟฟ้าที่วัดได้

PSM-15 เป็นโมดูลกว้าง 150 มม. — กว้างกว่าโมดูล SVM ขนาด 60–90 มม. ที่มันขับเคลื่อนอย่างเห็นได้ชัด — เนื่องจากความต้องการทางความร้อน

โมดูลทรานซิสเตอร์สามตัวขนาด 200A สร้างความร้อนที่ต้องระบายออกอย่างต่อเนื่องเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิรอยต่ออยู่ในขีดจำกัดที่กำหนด

แผงระบายความร้อนภายนอก, พัดลมภายนอก (A90L-0001-0335/B), และพัดลมภายใน (A90L-0001-0422) เป็นสามเส้นทางที่ความร้อนนี้ถูกจัดการ

ทั้งสามต้องทำงานเพื่อให้ PSM-15 สามารถรักษาอัตรากำลังที่กำหนดได้; พัดลมที่เสียไม่ใช่แค่บันทึกการบำรุงรักษา — มันคือสถานการณ์ความร้อนเกินกำลังที่กำลังพัฒนาพร้อมผลลัพธ์ที่คาดการณ์ได้

ข้อมูลจำเพาะหลัก

บัส DC — แหล่งเก็บพลังงานสำหรับทุกแกน

บัส DC 283–325V ที่ PSM-15 รักษาไว้นั้นเป็นมากกว่ารางพลังงาน — มันคือแหล่งเก็บพลังงานที่โมดูลแอมพลิฟายเออร์ที่เชื่อมต่อทั้งหมดดึงพลังงานออกมาพร้อมกัน เมื่อแกนเซอร์โวหลายแกนเร่งความเร็วพร้อมกัน ทั้งหมดจะดึงกระแสจากบัสพร้อมกัน

วงจรเรียงกระแสส่วนหน้าของ PSM-15 และชุดตัวเก็บประจุตัวกรองจะต้องจ่ายความต้องการชั่วคราวพร้อมกันเหล่านี้ ในขณะที่รักษาแรงดันบัสให้อยู่ในช่วงที่ควบคุม

หากความต้องการกระแสสูงสุดรวมเกินความสามารถชั่วคราวของชุดตัวเก็บประจุ แรงดันบัสจะลดลง และโมดูลปลายทางจะตรวจจับสภาวะนี้ว่าเป็นสัญญาณเตือนของไดรฟ์

การเลือก PSM สำหรับเครื่องจักรที่กำหนดควรคำนึงถึงไม่เพียงแค่กำลังต่อเนื่องทั้งหมด แต่ยังรวมถึงโปรไฟล์ความต้องการสูงสุดพร้อมกันด้วย

เครื่องจักรที่มีมอเตอร์สปินเดิลขนาดใหญ่และแกนป้อนสามแกนที่เร่งความเร็วพร้อมกัน — ระหว่างการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วหลังจากเปลี่ยนเครื่องมือ — จะแสดงโหลดสูงสุดที่สูงกว่าตัวเลขต่อเนื่องอย่างมาก

แนวทางการเลือก PSM ใช้ตัวคูณความต้องการพร้อมกัน (โดยทั่วไปคือ 0.7–0.8) กับผลรวมของกำลังที่กำหนดของโมดูลทั้งหมด เพื่อระบุความต้องการเทียบเท่าต่อเนื่อง

การสร้างพลังงาน: ส่วนหน้าแบบแอคทีฟเทียบกับการคายประจุด้วยตัวต้านทาน

ความแตกต่างระหว่างการออกแบบ PSM (แอคทีฟ) และ PSMR (ตัวต้านทาน) คือการจัดการพลังงาน ทุกครั้งที่แกนเซอร์โวลดความเร็ว — และบนศูนย์กลางเครื่องจักรการผลิต สิ่งนี้เกิดขึ้นหลายสิบครั้งต่อนาที — มอเตอร์จะทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ส่งกระแสย้อนกลับไปยังบัส DC

แรงดันบัสจะเพิ่มขึ้นเมื่อพลังงานนี้สะสม ต้องมีบางอย่างจัดการพลังงานนั้น: ใน PSMR ตัวต้านทานเบรกจะกระจายพลังงานนั้นเป็นความร้อน; ใน PSM-15 ส่วนหน้าแบบแอคทีฟจะสลับไปโหมดอินเวอร์เตอร์และส่งพลังงานกลับไปยังแหล่งจ่ายไฟ AC แบบสามเฟส

ความแตกต่างของความร้อนที่ปล่อยออกมาในตู้สามารถสัมผัสได้ในเครื่องจักรที่มีรอบการทำงานสูง

พลังงานความร้อนน้อยลงต่อชั่วโมงภายในตู้หมายความว่าตู้จะทำงานเย็นลง, ขอบเขตความร้อนของส่วนประกอบทั้งหมดจะกว้างขึ้น, และอุปกรณ์ทำความเย็นของตู้ไฟฟ้า — ถ้ามี — จะทำงานน้อยลง

ความแตกต่างของต้นทุนการดำเนินงานจากการกู้คืนพลังงานที่สร้างขึ้นกลับไปยังกริดนั้นรองลงมาในระดับเครื่องจักรแต่ละเครื่อง แต่สามารถวัดได้เมื่อใช้กับกลุ่มเครื่องจักรหลายเครื่องตลอดกะการทำงาน

การบำรุงรักษาพัดลมและการตอบสนองต่อสัญญาณเตือน AL02/AL03

พัดลมสองตัวใน PSM-15 ให้บริการโซนความร้อนที่แตกต่างกัน

พัดลมภายนอก (ติดตั้งอยู่นอกโมดูล) จะเป่าลมผ่านครีบระบายความร้อนภายนอกที่ซึ่งความร้อนจากโมดูลทรานซิสเตอร์ถูกนำไปใช้ พัดลมภายในจะหมุนเวียนอากาศภายในตัวเรือนโมดูลเพื่อป้องกันจุดร้อนบนอิเล็กทรอนิกส์ควบคุม  

พัดลมทั้งสองมีจำหน่ายเป็นอะไหล่แยกต่างหาก — ข้อได้เปรียบที่สำคัญเมื่อเทียบกับการออกแบบไดรฟ์ที่การเสียของพัดลมต้องเปลี่ยนโมดูลทั้งหมด

AL02 (พัดลมวงจรควบคุมหยุดทำงาน) คือสัญญาณเตือนที่ปรากฏขึ้นเมื่อพัดลมภายในหยุดทำงาน

เป็นคำเตือนล่วงหน้า: อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมยังไม่ตกอยู่ในความเสี่ยงทันที แต่ขอบเขตความร้อนกำลังลดลง  

การจัดการเหตุการณ์นี้เป็นการบำรุงเร่งด่วนจึงเหมาะสม  AL03 (อุณหภูมิเกินของแผงระบายความร้อน) เกิดขึ้นหลังจากพัดลมภายนอกเสีย: อุณหภูมิของแผงระบายความร้อนจะสูงขึ้นจนการป้องกันจะกระตุ้นให้ปิดระบบเพื่อป้องกันความเสียหายของโมดูลทรานซิสเตอร์

เวลาตั้งแต่พัดลมภายนอกเสียจนถึงการปิดระบบ AL03 ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิแวดล้อม, โหลดบัส DC, และอัตราการสร้างความร้อนในทรานซิสเตอร์

การเปลี่ยนพัดลมตามกำหนดเวลาเพื่อป้องกัน — โดยไม่คำนึงถึงสภาพพัดลมที่ปรากฏ — เป็นแนวทางปฏิบัติที่ดีสำหรับยูนิต PSM-15 ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมการผลิตหนักเกินกว่าห้าปีของการใช้งาน

การสึกหรอของลูกปืนพัดลมขึ้นอยู่กับอายุและไม่มักจะแสดงคำเตือนที่ได้ยินก่อนที่จะเสีย

ส่วนประกอบที่สามารถซ่อมแซมได้และแนวทางการซ่อมแซม

PSM-15 ถูกออกแบบมาตามหลักการที่ว่าโมดูลกำลังสามารถซ่อมแซมได้แทนที่จะเปลี่ยนใหม่เพียงอย่างเดียว

โมดูลทรานซิสเตอร์ 200A สามตัวมีจำหน่ายเป็นอะไหล่และสามารถเปลี่ยนได้ระหว่างการยกเครื่อง พัดลมทั้งสองมีจำหน่ายแยกต่างหาก  

ฟิวส์บัส DC และแบตเตอรี่ (สำหรับส่วนกำลังควบคุม 24V) เป็นวัสดุสิ้นเปลืองมาตรฐาน

แผงหลักสองแผง — แผงสายไฟ A20B-1006-0470 และการ์ดควบคุม A16B-2202-042x — เป็นส่วนที่ไม่สามารถแยกออกจากกันได้และไม่ขายเป็นอะไหล่เดี่ยว; หากแผงใดแผงหนึ่งเสียเกินกว่าการซ่อมแซมระดับส่วนประกอบ โมดูลทั้งหมดจะต้องเปลี่ยนหรือซ่อมแซมระดับแผงโดยผู้เชี่ยวชาญ

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: A06B-6087-H115 PSM-15 สามารถจ่ายไฟให้กับโมดูลแอมพลิฟายเออร์ SVM ทั้งซีรีส์ alpha และ alpha i บนบัส DC เดียวกันได้หรือไม่?

ไม่ได้ ตระกูล PSM A06B-6087 สอดคล้องกับแอมพลิฟายเออร์รุ่น alpha ดั้งเดิม (ตระกูล SVM A06B-6079, A06B-6096)

ตระกูล alpha i ใช้แหล่งจ่ายไฟ aiPS ซีรีส์ A06B-6110 ที่มีอินเทอร์เฟซฮาร์ดแวร์บัส DC และการกระจายกำลังควบคุมที่แตกต่างกัน

แหล่งจ่ายไฟทั้งสองรุ่นไม่สามารถใช้งานร่วมกันได้ภายในบัสไดรฟ์เดียวกัน

เครื่องจักรใดๆ ที่อัปเกรดจาก alpha เป็น alpha i amplifier จะต้องเปลี่ยนโมดูลแหล่งจ่ายไฟจาก PSM เป็นสถาปัตยกรรม aiPS ด้วย

คำถามที่ 2: อะไรเป็นตัวกำหนดว่าเครื่องจักรต้องการ PSM (การสร้างพลังงานแบบแอคทีฟ) หรือ PSMR (การคายประจุด้วยตัวต้านทาน)?

การเลือกขึ้นอยู่กับระดับพลังงานที่สร้างขึ้นใหม่ในระหว่างรอบการผลิตของเครื่องจักร หากการลดความเร็วไม่บ่อยหรือเกี่ยวข้องกับโหลดที่มีความเฉื่อยต่ำ PSMR ก็เพียงพอแล้ว

หากเครื่องจักรมีมอเตอร์สปินเดิลขนาดใหญ่, การเปลี่ยนเครื่องมือบ่อยครั้ง, หรือการวางตำแหน่งที่รวดเร็วด้วยรอบการทำงานสูง พลังงานที่สร้างขึ้นใหม่ระหว่างการลดความเร็วอาจเกินพิกัดความร้อนของตัวต้านทานของ PSMR — ตัวต้านทานจะร้อนเกินไปและเครื่องจักรจะไม่สามารถรักษาอัตราการผลิตได้

ขั้นตอนการเลือก PSM/PSMR ของ Fanuc จะคำนวณพลังงานที่สร้างขึ้นใหม่เฉลี่ยจากโปรไฟล์การเคลื่อนที่ของเครื่องจักร; หากค่าที่คำนวณได้เกินความจุของ PSMR จะต้องใช้ PSM

คำถามที่ 3: AL01 ปรากฏบนหน้าจอของ PSM-15 ทันทีเมื่อเปิดเครื่อง — สิ่งนี้บ่งชี้อะไรสำหรับคลาสโมดูลนี้?

สำหรับ PSM-15 ถึง PSM-30 คลาส, AL01 บ่งชี้ว่ามีกระแสเกินในวงจรหลัก AC อินพุต — กระแสสามเฟสที่ดึงโดยส่วนวงจรเรียงกระแสเกินเกณฑ์การป้องกัน ซึ่งแตกต่างจาก PSM-5.5 และ PSM-11 ที่ AL01 บ่งชี้ถึงข้อผิดพลาด IPM

สำหรับ PSM-15 ให้ตรวจสอบ: ความสมดุลของแรงดันไฟฟ้าแหล่งจ่ายสามเฟสที่ขั้วต่ออินพุต PSM (ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าอาจทำให้เกิดกระแสเกินที่ปรากฏ), ฟิวส์สายขาเข้า, และว่าตัวเหนี่ยวนำ AC (A81L-0001-0123) ติดตั้งอย่างถูกต้องและไม่เสียหายหรือไม่

หาก AL01 ยังคงอยู่โดยที่โมดูล SVM ปลายทางทั้งหมดถูกตัดการเชื่อมต่อจากบัส แสดงว่าข้อผิดพลาดนั้นอยู่ภายใน PSM

คำถามที่ 4: ควรใช้กระแสอินพุตที่กำหนด 63A อย่างไรในการออกแบบวงจรจ่ายไฟก่อน PSM-15?

63A คืออัตรากระแสต่อเนื่องที่กำลังขับ 17.5kW เต็มที่จาก 200V AC การป้องกันวงจรจริงจะต้องคำนึงถึงกระแสกระชากเมื่อเริ่มต้นระหว่างการชาร์จประจุบัส DC ล่วงหน้า ซึ่งตัวเหนี่ยวนำ AC จะจำกัดแต่ไม่สามารถกำจัดได้ทั้งหมด

แนวทางปฏิบัติมาตรฐานคือการใช้เบรกเกอร์ที่มีอัตรา 80–100A ก่อน PSM-15 พร้อมลักษณะการตัดกระแส-เวลาที่เหมาะสม ซึ่งอนุญาตให้มีกระแสกระชากชั่วคราวโดยไม่เกิดการสะดุด

หน้าตัดสายเคเบิลควรมีขนาดสำหรับกระแสต่อเนื่อง 63A พร้อมการลดพิกัดที่เหมาะสมสำหรับอุณหภูมิแวดล้อมและการเติมท่อร้อยสาย

อิมพีแดนซ์ของตัวเหนี่ยวนำ AC ทำหน้าที่สองอย่างคือจำกัดกระแสกระชากและลดฮาร์มอนิก

คำถามที่ 5: หลังจากติดตั้ง A06B-6087-H115 ทดแทนแล้ว จำเป็นต้องมีการตั้งค่าพารามิเตอร์หรือขั้นตอนการเริ่มต้นบน CNC หรือไม่?

PSM-15 ไม่ได้เก็บพารามิเตอร์ CNC — มันทำงานอย่างอิสระภายในระบบไดรฟ์ alpha

หลังจากติดตั้งตัวทดแทน ให้เปิดเครื่อง CNC และยืนยันว่าหน้าจอแสดงผลด้านหน้าของ PSM แสดงสถานะปกติ "0" หรือ "กำลังทำงาน" แทนที่จะเป็นรหัสสัญญาณเตือนภายในไม่กี่วินาทีหลังจากจ่ายไฟ (ลำดับการชาร์จประจุบัส DC ล่วงหน้าใช้เวลาหลายวินาที)

ตรวจสอบแรงดันบัส DC ที่จุดเชื่อมต่อโมดูล SVM ว่าอยู่ในช่วง 283–325V หรือไม่ โดยใช้โวลต์มิเตอร์หากมี

หากการกำหนดค่าเครื่องจักรเดิมทำงานได้อย่างถูกต้องกับ PSM ที่เสียและไม่มีการเปลี่ยนแปลงอื่นใดในระบบไดรฟ์ ไม่จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ใดๆ