สายไฟฟ้า A06B-6087-H145 AO6B-6O87-H145

Fanuc A06B-6087-H145 | โมดูลแหล่งจ่ายไฟ Alpha PSM-45 — 55kW, 3 เฟส 200–230V AC, อินพุต 185A, บัส DC 283–325V, เอาต์พุต 165A, โมดูล 300 มม., การระบายความร้อนด้วยอากาศบังคับภายนอก

ภาพรวม

Fanuc A06B-6087-H145 คือ PSM-45 และเป็นก้าวที่ชัดเจนเหนือกว่าซีรีส์ A06B-6087 อื่นๆ ในด้านขนาดทางกายภาพ ความจุพลังงาน และข้อกำหนดในการติดตั้ง ในขณะที่ PSM-15 ถึง PSM-37 ใช้แชสซีขนาดกว้าง 150 มม. เท่ากันและมีพื้นที่ติดตั้งใกล้เคียงกัน PSM-45 ใช้โครงสร้างที่กว้างขึ้น 300 มม. และมีน้ำหนักประมาณ 22 กก. — หนักกว่า PSM-37 มากกว่าสองเท่า

นี่ไม่ใช่แค่การเพิ่มขึ้นของสิ่งเดิมๆ เท่านั้น PSM-45 อยู่ในคลาสทางกายภาพที่แตกต่างกัน ซึ่งมาพร้อมกับข้อกำหนดพื้นที่ตู้ที่แตกต่างกัน ข้อควรพิจารณาในการยึดและติดตั้งที่แตกต่างกัน และที่สำคัญที่สุด — ข้อกำหนดการระบายความร้อนที่แตกต่างกัน

กำลังขับต่อเนื่อง 55kW ที่อินพุต AC 185A ทำให้ PSM-45 อยู่ในช่วงกำลังที่เหมาะสมสำหรับศูนย์เครื่องจักรขนาดใหญ่ที่มีมอเตอร์สปินเดิลกำลังสูง (คลาส 15kW ถึง 22kW) แกนเซอร์โวขนาดใหญ่หลายแกน หรือการกำหนดค่าสปินเดิลหลายตัวที่ความต้องการพลังงานพร้อมกันทั้งหมดเกินกว่าที่ PSM-37 สามารถจัดการได้ที่ 43kW ศูนย์เครื่องจักรการบินและอวกาศที่มีเครื่องมือตัดขนาดใหญ่ ศูนย์เครื่องจักรกลึงงานหนักสำหรับชิ้นงานเพลาและโครงสร้าง และเครื่องจักร 5 แกนที่มีความจุพาเลทขนาดใหญ่ ล้วนเป็นตัวอย่างการติดตั้ง PSM-45 ทั่วไป

กระแสไฟขาออกของบัส DC 165A เป็นตัวเลขที่กำหนดจำนวนและขนาดของโมดูล SVM และ SPM ที่อยู่ปลายทางได้

ที่ 165A ต่อเนื่อง PSM-45 สามารถรองรับความต้องการกระแสของโมดูลสปินเดิล SPM ขนาดใหญ่ที่กำลังสปินเดิลสูงพร้อมกันกับโมดูลแกน SVM ที่โหลดเต็มหลายตัว — โปรไฟล์ความต้องการที่จะผลักดัน 43kW ของ PSM-37 ไปสู่หรือเกินขีดจำกัด

แตกต่างจาก PSM-15, PSM-26 และ PSM-37, PSM-45 ต้องการการระบายความร้อนด้วยอากาศบังคับภายนอก นอกเหนือจากพัดลมภายในของตัวเอง

นี่คือความแตกต่างที่สำคัญที่สุดในการติดตั้ง: PSM-45 ที่ติดตั้งในตู้โดยไม่มีระบบท่ออากาศบังคับภายนอกที่จำเป็นและการจ่ายอากาศบังคับ จะประสบปัญหาการปิดระบบ AL03 (อุณหภูมิฮีทซิงค์สูงเกินไป) ภายใต้สภาวะโหลดการผลิตอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ 

ข้อกำหนดการระบายความร้อนด้วยอากาศบังคับภายนอกไม่ใช่ทางเลือกหรือขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม — เป็นข้อบังคับเพื่อให้โมดูลสามารถให้กำลังขับต่อเนื่องตามที่กำหนดได้ที่อุณหภูมิแวดล้อมใดๆ

ข้อมูลจำเพาะหลัก

แชสซี 300 มม. — ความหมายของขนาด

การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพจากแชสซี 150 มม. ของ PSM-15/26/37 ไปยังแชสซี 300 มม. ของ PSM-45 เป็นขอบเขตสถาปัตยกรรมในระบบไดรฟ์ alpha

ความกว้าง 300 มม. ให้พื้นที่ผิวฮีทซิงค์และปริมาตรการจัดวางแผงวงจรที่จำเป็นในการจัดการความต้องการทางความร้อนและไฟฟ้าที่อินพุต 185A, โมดูลทรานซิสเตอร์ 400A และกำลังต่อเนื่อง 55kW 

น้ำหนัก 22 กก. หมายความว่า PSM-45 ต้องการการรองรับด้วยขายึดที่เหมาะสมในตู้ไฟฟ้า — ไม่สามารถพึ่งพาการยึดด้วยคลิปน้ำหนักเบาที่เพียงพอสำหรับโมดูล PSM ที่เล็กกว่าได้

จุดเชื่อมต่อบัส DC บน PSM-45 แตกต่างจากโมดูลแชสซี 150 มม. และการจัดวางตู้ต้องรองรับพื้นที่โมดูลที่ใหญ่ขึ้น

ผู้ผลิตเครื่องจักรที่ระบุ PSM-45 ในการออกแบบดั้งเดิมได้กำหนดค่าตู้ไฟฟ้าของตนให้สอดคล้องกัน 

สำหรับการติดตั้งใหม่หรือเปลี่ยนทดแทน PSM-45 สามารถแทนที่ PSM-45 อื่นเท่านั้น (หรือรุ่น PSM-55 ที่ตามมา) — การลดขนาดลงเป็น PSM-37 แชสซี 150 มม. ไม่สามารถทำได้ทางกลไก และแม้ว่าจะทำได้ ขีดจำกัด 43kW ก็จะไม่เพียงพอสำหรับโหลดที่ต้องการ PSM-45

การระบายความร้อนด้วยอากาศบังคับภายนอก — ทำไมจึงไม่สามารถต่อรองได้

สถาปัตยกรรมการระบายความร้อนของ PSM-45 ใช้พัดลมภายในสองตัวเพื่อหมุนเวียนอากาศภายในโครงสร้างโมดูลและระบายความร้อนจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม

ฮีทซิงค์ภายนอกรับภาระความร้อนจากโมดูลทรานซิสเตอร์ 400A สามตัว — นี่คือจุดที่ความร้อนส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้น ในโมดูล 150 มม. (PSM-15 ถึง PSM-37) พัดลมภายนอกที่เป่าผ่านครีบฮีทซิงค์ก็เพียงพอที่จะระบายความร้อนนี้ภายใต้สภาวะโหลดที่กำหนด 

ใน PSM-45 ฟลักซ์ความร้อนจากทรานซิสเตอร์ 400A ที่อินพุต 185A นั้นมากเกินไปสำหรับพัดลมภายนอกตัวเดียวที่จะระบายออกได้ — จำเป็นต้องมีการจ่ายอากาศบังคับผ่านท่อไปยังฮีทซิงค์

ในทางปฏิบัติ หมายความว่าตู้ไฟฟ้าต้องมีเส้นทางการไหลของอากาศเฉพาะ — โดยทั่วไปคือการจัดเรียงท่อที่นำอากาศเย็นจากภายนอกตู้โดยตรงไปยังช่องอากาศเข้าของฮีทซิงค์ของ PSM-45 หรือชุดพัดลมระบายความร้อนบังคับภายนอกแยกต่างหากที่ติดตั้งอยู่ภายนอกตู้

ผู้ผลิตเครื่องจักรที่ใช้ PSM-45 ในการออกแบบดั้งเดิมได้รวมการจัดเรียงการระบายความร้อนนี้เป็นคุณสมบัติมาตรฐาน

สำหรับการเปลี่ยน PSM-45 ที่ติดตั้งในตู้ที่ระบบระบายความร้อนภายนอกเดิมได้รับการดัดแปลง เสื่อมสภาพ หรือเสียหาย การตรวจสอบให้แน่ใจว่าระบบระบายความร้อนด้วยอากาศบังคับภายนอกทำงานได้อย่างสมบูรณ์ก่อนที่จะเดินเครื่องภายใต้สภาวะโหลดการผลิตเป็นสิ่งสำคัญ

พัดลมภายในสองตัว (A90L-0001-0422 ซึ่งเป็นรุ่นเดียวกับที่ใช้ในโมดูล PSM ที่เล็กกว่า) สามารถหาซื้อได้เป็นอะไหล่แต่ละชิ้น และสามารถเปลี่ยนได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนโมดูลทั้งหมด

โมดูลทรานซิสเตอร์ 400A และอายุการใช้งาน

โมดูลทรานซิสเตอร์ 400A สามตัวภายใน PSM-45 ทำงานที่ระดับกระแสสัมบูรณ์สูงกว่าโมดูล PSM alpha ที่เล็กกว่า

แม้ว่าทรานซิสเตอร์ 400A ที่ทำงานที่ระดับอินพุตต่อเนื่อง 185A จะมีเฮดรูมทางไฟฟ้าที่สำคัญ แต่การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซ้ำๆ ในระหว่างการทำงานการผลิตเป็นเวลาหลายปี ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของลักษณะรอยต่อทรานซิสเตอร์และความสมบูรณ์ของรอยบัดกรีอย่างต่อเนื่อง 

โหมดความล้มเหลวสุดท้ายของการเสื่อมสภาพของทรานซิสเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับอายุ มักจะเป็นการเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ของแรงดันอิ่มตัว ซึ่งจะเพิ่มการสูญเสียการสวิตช์และการสร้างความร้อน ก่อนที่ทรานซิสเตอร์จะล้มเหลวในที่สุด — มักจะแสดงผลเบื้องต้นเป็นอุณหภูมิตู้ที่สูงขึ้น แทนที่จะเป็นสัญญาณเตือนทันที

ทรานซิสเตอร์ 400A มีจำหน่ายเป็นอะไหล่แต่ละชิ้น และการเปลี่ยนโมดูลทรานซิสเตอร์ที่ล้มเหลวเป็นเส้นทางการซ่อมแซมที่เป็นไปได้

น้ำหนัก 22 กก. ของ PSM-45 หมายความว่าการซ่อมแซมภายในตู้ไม่สามารถทำได้จริง — ต้องถอดโมดูลออกจากตู้เพื่อเปลี่ยนทรานซิสเตอร์ที่ระดับการทำงาน

แผงสายไฟ (A20B-2001-067x) และการ์ดควบคุม (A16B-2202-042x) ไม่มีจำหน่ายแยก — สภาวะแผงวงจรที่ล้มเหลวต้องมีการแลกเปลี่ยนยูนิตหรือการซ่อมแซมแผงวงจรโดยผู้เชี่ยวชาญ

PSM-45 และรุ่น PSM-55 ที่ตามมา

เอกสารอย่างเป็นทางการของ Fanuc ระบุว่า PSM-45 ถูกแทนที่ด้วย PSM-55 ตั้งแต่เดือนสิงหาคม 1999

ในทางปฏิบัติ ทั้งสองโมดูลยังคงให้บริการอย่างต่อเนื่องในฐานการติดตั้งทั่วโลก — ยูนิต PSM-45 ที่ติดตั้งในเครื่องจักรที่ผลิตก่อนปี 1999 ยังคงทำงานในโรงงานผลิต และการสนับสนุนบริการหลังการขายสำหรับ PSM-45 ยังคงดำเนินต่อไป 

PSM-55 ใช้ข้อกำหนดแผงสายไฟที่แตกต่างกันและให้กำลังต่อเนื่องที่สูงกว่า แต่เข้ากันได้ทางกายภาพกับการจัดวางการติดตั้งในตู้แบบเดียวกับที่ออกแบบมาสำหรับ PSM-45 — ทำให้เป็นเส้นทางการอัปเกรดที่แนะนำเมื่อมีการเปลี่ยน PSM-45 และมีโอกาสในการติดตั้งโมดูลที่มีอัตราสูงกว่าซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการดำเนินงาน

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: อะไรที่ต้องการการระบายความร้อนด้วยอากาศบังคับภายนอกบน PSM-45 ที่ PSM-37 ไม่ต้องการ?

ปัจจัยสำคัญคือความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนจากโมดูลทรานซิสเตอร์ ทรานซิสเตอร์ 400A สามตัวของ PSM-45 สร้างความร้อนมากกว่าพื้นที่ฮีทซิงค์ต่อหน่วยอย่างมากเมื่อเทียบกับโมดูล IGBT ที่เล็กกว่าใน PSM-37 ภายใต้สภาวะโหลดที่กำหนด

พื้นที่ครีบฮีทซิงค์ที่มีอยู่ในแชสซี 300 มม. แม้จะใหญ่กว่าแชสซี 150 มม. ก็ยังไม่สามารถระบายความร้อนที่เกิดจากทรานซิสเตอร์ 400A ได้โดยใช้พัดลมภายนอกเพียงอย่างเดียว หากพัดลมทำงานกับอากาศร้อนที่อยู่ภายในตู้ไฟฟ้าที่มีโหลด

การจ่ายอากาศบังคับภายนอกนำอากาศที่เย็นกว่า (ไม่ใช่การหมุนเวียนอากาศในตู้) เข้าสู่หน้าฮีทซิงค์โดยตรง ทำให้มั่นใจได้ว่าฮีทซิงค์จะทำงานที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าอย่างคาดการณ์ได้

หากไม่มีสิ่งนี้ ระยะห่างของอุณหภูมิฮีทซิงค์เหนือเกณฑ์ AL03 จะแคบลงจนอุณหภูมิแวดล้อมในฤดูร้อนหรือการอุดตันบางส่วนของตู้ทำให้เกิดการปิดระบบ AL03 ภายใต้โหลดการผลิต

คำถามที่ 2: สามารถแทนที่ PSM-45 ด้วย PSM-55 ได้โดยตรงหรือไม่ หาก PSM-45 เสียหายและมีเฉพาะ PSM-55 เท่านั้น?

ใช่ PSM-55 เป็นรุ่นที่ตามมาอย่างเป็นทางการของ PSM-45 และใช้รูปแบบแชสซี 300 มม. เดียวกันและการจัดวางการติดตั้งในตู้แบบเดียวกัน การกำหนดค่าการเชื่อมต่อบัส DC เข้ากันได้

PSM-55 ให้กำลังต่อเนื่องสูงกว่า PSM-45 ซึ่งปลอดภัยสำหรับระบบที่ปรับขนาดตาม PSM-45 — บัสเพียงแค่มีความจุมากกว่าที่โมดูลปลายทางต้องการ 

การปรับปรุงการ์ดควบคุมบน PSM-55 อาจแตกต่างจาก PSM-45 เล็กน้อย แต่ไม่จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ CNC สำหรับการแทนที่นี้ เนื่องจากโมดูลแหล่งจ่ายไฟจะโปร่งใสต่อการกำหนดค่าพารามิเตอร์เซอร์โวและสปินเดิลของ CNC

คำถามที่ 3: PSM-45 มีน้ำหนัก 22 กก. — ข้อควรระวังในการติดตั้งที่น้ำหนักนี้ต้องการ?

น้ำหนัก 22 กก. ต้องการให้โมดูลติดตั้งบนรองรับขายึดที่รองรับน้ำหนักนี้พร้อมปัจจัยด้านความปลอดภัยที่เหมาะสม

อย่าพึ่งพาการเชื่อมต่อสกรูเพียงจุดเดียวที่ด้านบนของโมดูลสำหรับการแขวน — ใช้รูปแบบการติดตั้งเต็มรูปแบบตามที่ระบุในคู่มือการติดตั้งซีรีส์ Fanuc alpha (B-65162) เมื่อถอดและติดตั้ง PSM-45 เพื่อเปลี่ยนหรือซ่อมบำรุง ให้ใช้การจัดการโดยสองคนหรือรถเข็นที่จัดวางเพื่อรองรับน้ำหนักโมดูลขณะที่เลื่อนออกจากชั้นวางในตู้ 

การทำโมดูลน้ำหนัก 22 กก. หล่นอาจทำให้ตัวโมดูล แผงสายไฟ และการเชื่อมต่อบัสบาร์ที่สัมผัสเสียหายได้ เมื่อติดตั้งกลับ ให้เชื่อมต่อบัสบาร์ DC ใหม่ก่อนขันตัวยึดให้แน่น เพื่อหลีกเลี่ยงความเค้นของบัสบาร์ที่จุดเชื่อมต่อ

คำถามที่ 4: AL02 ปรากฏบนหน้าจอ PSM-45 — เป็นพัดลมภายในหรือระบบระบายความร้อนภายนอก?

AL02 บ่งชี้ถึงความผิดปกติของพัดลมระบายความร้อน — โดยเฉพาะอย่างยิ่งพัดลมภายในสองตัว (A90L-0001-0422) ตัวใดตัวหนึ่งหยุดทำงาน พัดลมภายในหมุนเวียนอากาศภายในโครงสร้างโมดูลและจัดการสภาพแวดล้อมทางความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม

AL02 ไม่ได้บ่งชี้ถึงความล้มเหลวในระบบท่ออากาศบังคับภายนอกโดยตรง เส้นทางการล้มเหลวนี้มักจะทำให้เกิด AL03 (อุณหภูมิฮีทซิงค์สูงเกินไป) แทนที่จะเป็น AL02 เมื่อ AL02 ปรากฏขึ้น ให้ระบุว่าพัดลมภายในตัวใดหยุดทำงาน (ฟังเสียงพัดลมที่ทำงานและพัดลมที่เงียบ) เปลี่ยนพัดลมที่เสีย และตรวจสอบการทำงานก่อนที่จะดำเนินการผลิตต่อไป หากพัดลมภายในทั้งสองตัวทำงานและ AL02 ยังคงปรากฏ ให้ตรวจสอบวงจรตรวจสอบพัดลมบนการ์ดควบคุม

คำถามที่ 5: ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังที่กำหนด 55kW, อินพุต AC 185A และเอาต์พุต DC 165A ของ PSM-45 คืออะไร — ทำไมกระแสอินพุตและเอาต์พุตจึงแตกต่างกัน?

ความแตกต่างระหว่างอินพุต AC 185A และเอาต์พุต DC 165A สะท้อนถึงหลักการทางฟิสิกส์ของการแปลง AC เป็น DC

อินพุต AC ไปยัง PSM-45 เป็น AC สามเฟสที่ 200–230V หลังจากการเรียงกระแส บัส DC จะทำงานที่ 283–325V ความสัมพันธ์กำลัง P = V × I หมายความว่าที่อินพุต AC 200V ด้วย 185A (กระแสปรากฏสามเฟส) กำลังจริงที่ถ่ายโอนหลังจากคำนวณปัจจัยสามเฟสและตัวประกอบกำลังแล้ว จะอยู่ที่ประมาณ 55kW

บัส DC ที่ 325V ที่มีกระแส 165A ก็ให้กำลังประมาณ 54kW (325V × 165A = 53.6kW)

ความแตกต่างเล็กน้อยนี้คำนวณจากการสูญเสียการแปลง — ตัวเรียงกระแส ตัวกรอง และวงจรการสวิตช์แบบแอคทีฟไม่มีประสิทธิภาพสมบูรณ์ และส่วนเล็กๆ ของกำลังอินพุตจะสูญเสียไปในรูปของความร้อนภายในโมดูลเอง

อัตรากระแสเอาต์พุต 165A เป็นตัวเลขที่เกี่ยวข้องสำหรับการปรับขนาดความต้องการกระแสสูงสุดรวมของโมดูล SVM และ SPM ที่อยู่ปลายทางกับความจุของบัส DC ของโมดูล