แฟนุค อัลฟ่า พลังงานไฟฟ้า 17.5kW A06B-6087-H115 A06B6087H115 AO6B-6O87-H115

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

ภาพรวม

Fanuc A06B-6087-H115 คือ PSM-15 — โมดูลแหล่งจ่ายไฟคลาส 15 ในระบบไดรฟ์ alpha ของ Fanuc หน้าที่ของมันเป็นพื้นฐาน: รับไฟ AC 3 เฟส 200–230V จากแหล่งจ่ายไฟของโรงงาน แปลงและควบคุมให้เป็นบัส DC 283–325V ที่เสถียร และกระจายแรงดันบัสไปยังโมดูลแอมพลิฟายเออร์เซอร์โวและสปินเดิลทั้งหมดในแร็คไดรฟ์ การเคลื่อนที่ทุกแกน การหมุนทุกสปินเดิล ทุกพัลส์กระแสของมอเตอร์ในเครื่อง CNC ซีรีส์ alpha จะดึงพลังงานจากเอาต์พุตบัส DC ของโมดูลนี้ในที่สุด นั่นทำให้ PSM-15 เป็นจุดเดียวของความต่อเนื่องของพลังงานสำหรับระบบไดรฟ์ทั้งหมด — เมื่อมันล้มเหลว เครื่องจะหยุดทำงาน

พิกัดเอาต์พุตต่อเนื่อง 17.5kW กำหนดความต้องการพลังงานต่อเนื่องรวมทั้งหมดที่ PSM-15 สามารถรองรับได้ทั่วทั้งโมดูลไดรฟ์ดาวน์สตรีมทั้งหมดพร้อมกัน

ในการกำหนดค่าศูนย์กลางเครื่องจักรขนาดกลางทั่วไป PSM-15 จะให้บริการโมดูลแอมพลิฟายเออร์สปินเดิล (SPM) และโมดูลแอมพลิฟายเออร์เซอร์โว (SVM) หลายตัว โดยจ่ายไฟให้กับแกนสปินเดิลและแกนป้อนพร้อมกันภายในขอบเขต 17.5kW นี้

พิกัดอินพุต 63A ที่ 200V สะท้อนถึงการดึงกระแส AC หลักภายใต้สภาวะเอาต์พุตเต็ม และตัวเลขนี้คือสิ่งที่การออกแบบระบบไฟฟ้าของโรงงานต้องรองรับ — ทั้งในแง่ของพิกัดเบรกเกอร์และความต้านทานของสายไฟ

สิ่งที่ทำให้ PSM-15 แตกต่างจากรุ่นแหล่งจ่ายไฟ PSMR (ตัวต้านทานการสร้างพลังงานกลับ) ที่เรียบง่ายกว่าในตระกูลเดียวกันคือความสามารถในการสร้างพลังงานกลับแบบแอคทีฟ เมื่อมอเตอร์เซอร์โวหรือสปินเดิลลดความเร็ว พลังงานจลน์ที่เก็บไว้ในมวลที่หมุนจะไหลย้อนกลับผ่านแอมพลิฟายเออร์ไปยังบัส DC

ในระบบ PSMR พลังงานนี้จะกระจายไปในตัวต้านทานเป็นความร้อน ใน PSM-15 วงจรหน้าแบบแอคทีฟจะส่งพลังงานที่สร้างกลับนี้กลับไปยังแหล่งจ่ายไฟ AC 3 เฟส — โดยส่งพลังงานกลับไปยังระบบไฟฟ้าของโรงงานอย่างมีประสิทธิภาพ แทนที่จะเผาผลาญเป็นความร้อน 

สำหรับเครื่องจักรที่มีความเฉื่อยของสปินเดิลสูงหรือการลดความเร็วหนักบ่อยครั้ง ความสามารถในการสร้างพลังงานกลับนี้ช่วยลดการสร้างความร้อนภายในตู้ไฟฟ้าได้อย่างมาก และปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมของระบบไดรฟ์

PSM-15 เป็นโมดูลกว้าง 150 มม. — กว้างกว่าโมดูลเซอร์โว SVM ขนาด 60 มม. ถึง 90 มม. ที่จ่ายไฟให้ — และมีทั้งพัดลมระบายความร้อนภายในและภายนอก รวมถึงบล็อกครีบระบายความร้อนภายนอก

การจัดการความร้อนนี้สะท้อนถึงการทำงานกระแสสูงต่อเนื่องที่ PSM-15 รองรับ: โมดูลทรานซิสเตอร์ 200A ที่แกนกลางสร้างความร้อนจำนวนมากที่ต้องสกัดออกอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาอุณหภูมิส่วนประกอบให้อยู่ในขีดจำกัดที่กำหนด

พัดลมภายนอก (A90L-0001-0335/B) และพัดลมภายใน (A90L-0001-0422) มีจำหน่ายแยกต่างหากเป็นอะไหล่ ซึ่งมีความสำคัญเนื่องจากพัดลมที่ชำรุดเป็นเหตุการณ์บำรุงรักษาที่สามารถแก้ไขได้ แทนที่จะเป็นสาเหตุให้ต้องเปลี่ยนโมดูลทั้งหมด

ข้อมูลจำเพาะหลัก

บัส DC — ความหมายของการจ่ายไฟให้ทุกแกน

บัส DC 283–325V ที่ PSM-15 รักษาไว้นั้นไม่ใช่แค่รางพลังงาน — แต่เป็นแหล่งเก็บพลังงานที่ดึงความต้องการกระแสของมอเตอร์ทันทีทั้งหมด เมื่อแกนเซอร์โวสามแกนเร่งความเร็วพร้อมกัน ทั้งสามแกนจะดึงกระแสจากบัส DC พร้อมกัน

วงจรเรียงกระแสและตัวเก็บประจุตัวกรองของ PSM-15 ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับความต้องการชั่วคราวสูงสุดของแอมพลิฟายเออร์ดาวน์สตรีม ในขณะที่รักษาแรงดันบัสให้อยู่ในช่วงควบคุม 283–325V

หากความต้องการกระแสสูงสุดรวมเกินกว่าที่ชุดตัวเก็บประจุจะจ่ายได้ชั่วคราว แรงดันบัสจะลดลง และ CNC จะตรวจจับสภาวะแรงดันต่ำเกินไปเป็นสัญญาณเตือนไดรฟ์

นี่คือเหตุผลว่าทำไมการเลือก PSM สำหรับเครื่องจักรเฉพาะจึงต้องพิจารณาไม่เพียงแค่ความต้องการพลังงานต่อเนื่อง แต่ยังรวมถึงโปรไฟล์กระแสสูงสุดพร้อมกันของแกนที่เชื่อมต่อทั้งหมดด้วย

การระบุ 15kW เป็นพิกัดต่อเนื่อง; ฮาร์ดแวร์ PSM-15 จริงรองรับกระแสสูงสุดที่สูงขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ ที่เป็นลักษณะของเหตุการณ์เร่งความเร็วเซอร์โว 

ขั้นตอนการเลือก PSM ของ Fanuc คำนึงถึงสิ่งนี้โดยใช้ปัจจัยการทำงานพร้อมกันกับผลรวมของพิกัดกำลังของแกนทั้งหมด — PSM-15 ที่ 17.5kW ต่อเนื่องมักจะเหมาะสมสำหรับระบบที่ความต้องการสูงสุดพร้อมกันอยู่ในแนวทางการเลือก

การสร้างพลังงานกลับ — พลังงานและความร้อน

บนเครื่องจักรที่ไม่มีการสร้างพลังงานกลับแบบแอคทีฟ การลดความเร็วสปินเดิลจากความเร็วที่กำหนดเป็นศูนย์ ถือเป็นปัญหาการกำจัดพลังงานที่สำคัญ

มอเตอร์สปินเดิล 7.5kW หรือ 11kW ที่หมุนด้วยความเร็ว 6000 รอบต่อนาที จะเก็บพลังงานจลน์จากการหมุนจำนวนมาก การหยุดเครื่องในรอบการเปลี่ยนเครื่องมือ 2–3 วินาที ต้องดูดซับพลังงานจลน์ทั้งหมดนั้นไว้ที่ใดที่หนึ่ง — ในระบบ PSMR ในตัวต้านทาน; ในระบบ PSM กลับไปยังกริด AC

วงจรสร้างพลังงานกลับแบบแอคทีฟของ PSM-15 จะตรวจสอบแรงดันบัส DC อย่างต่อเนื่อง และเมื่อพลังงานจากการลดความเร็วทำให้บัสเพิ่มขึ้นสู่ขีดจำกัดบน วงจรหน้าแบบแอคทีฟจะทำงานเพื่อส่งกระแสกลับไปยังแหล่งจ่ายไฟ 3 เฟส

สิ่งนี้จะทำให้บัส DC อยู่ในขีดจำกัดการควบคุมโดยไม่มีเหตุการณ์การกระจายความร้อน ขจัดความจำเป็นในการใช้ชุดตัวต้านทานสร้างพลังงานกลับแยกต่างหาก และลดภาระความร้อนภายในตู้ไฟฟ้า

ตลอดกะการผลิตเต็มรูปแบบบนเครื่องจักรที่มีการเปลี่ยนเครื่องมือและการหมุนสปินเดิลเร่ง/ลดความเร็วบ่อยครั้ง ประโยชน์ทางความร้อนภายในตู้จะมีความสำคัญ — อุณหภูมิตู้จะต่ำลง อายุการใช้งานของส่วนประกอบจะยาวนานขึ้น และความต้องการความสามารถในการทำความเย็นของตู้แอร์อาจลดลง

ระบบระบายความร้อนและการบำรุงรักษาพัดลม

การจัดการความร้อนของ PSM-15 ใช้สามเส้นทางขนานกัน: บล็อกครีบระบายความร้อนภายนอกนำความร้อนจากโมดูลทรานซิสเตอร์ไปยังอากาศภายนอก; พัดลมภายนอก (ติดตั้งอยู่ด้านนอกโมดูล) ดูดอากาศแวดล้อมผ่านครีบระบายความร้อน; และพัดลมภายในหมุนเวียนอากาศภายในตัวเรือนโมดูลเพื่อป้องกันจุดร้อนบนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม

ทั้งสามเส้นทางต้องทำงานเพื่อให้โมดูลสามารถรองรับเอาต์พุตที่กำหนดได้อย่างต่อเนื่อง

การบำรุงรักษาพัดลมเป็นการดำเนินการป้องกันที่พบบ่อยที่สุดสำหรับอายุการใช้งานที่ยาวนานของ PSM-15 พัดลมทั้งสองมีจำหน่ายเป็นอะไหล่แยกต่างหากและสามารถเปลี่ยนได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนโมดูลทั้งหมด

รหัสสัญญาณเตือน AL02 บนจอแสดงผล LED แบบ 7 ส่วนของแผงด้านหน้า PSM-15 บ่งชี้ว่าพัดลมวงจรควบคุมภายในหยุดทำงาน — นี่คือคำเตือนก่อนสภาวะอุณหภูมิสูงเกินไป และควรปฏิบัติต่อเป็นเหตุการณ์บำรุงรักษาเร่งด่วน แทนที่จะเป็นการซ่อมแซมที่ล่าช้า

เส้นทางการชำรุดของพัดลมภายนอกคล้ายกัน: อุณหภูมิฮีทซิงค์จะสูงขึ้นจนกระทั่ง AL03 (อุณหภูมิฮีทซิงค์สูงเกินไป) กระตุ้นให้ไดรฟ์หยุดทำงาน

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์สำหรับโรงงานที่ใช้งานเครื่องจักรซีรีส์ alpha คือการบันทึกประวัติสัญญาณเตือนและเปลี่ยนพัดลมทั้งสองตัวระหว่างการหยุดบำรุงรักษาเครื่องจักรตามกำหนดการ ไม่ว่าจะพัดลมตัวใดตัวหนึ่งชำรุดหรือไม่ก็ตาม หากโมดูลมีอายุการใช้งานมากกว่าห้าปีในการผลิตอย่างต่อเนื่อง

การสึกหรอของลูกปืนพัดลมขึ้นอยู่กับอายุและมักไม่ส่งเสียงดังที่ชัดเจนก่อนที่ลูกปืนจะชำรุด

บอร์ดภายในและส่วนประกอบที่ซ่อมแซมได้

PSM-15 ประกอบด้วยบอร์ดหลักสองบอร์ด: บอร์ดสายไฟ A20B-1006-0470 จัดการการเชื่อมต่อส่วนกำลัง สัญญาณเกตไดรฟ์ไปยังโมดูลทรานซิสเตอร์ และอินเทอร์เฟซ I/O; การ์ดควบคุม A16B-2202-042x (ส่วนต่อท้ายแตกต่างกันไปตามรุ่น) ทำงานอัลกอริทึมการควบคุม ตรรกะการป้องกัน และจอแสดงผลสัญญาณเตือน LED

ไม่มีบอร์ดใดขายแยก — โมดูลคือหน่วยบริการ

โมดูลทรานซิสเตอร์ (สามตัว 200A), พัดลมภายใน, พัดลมภายนอก, ชุดแบตเตอรี่สำหรับวงจรควบคุม และฟิวส์บัส DC มีจำหน่ายเป็นอะไหล่แต่ละชิ้นและสามารถเปลี่ยนได้โดยวิศวกรบริการที่มีคุณสมบัติระหว่างการยกเครื่อง

การอ้างอิงรหัสสัญญาณเตือน Alpha PSM-15

จอแสดงผล LED แบบ 7 ส่วนของแผงด้านหน้า PSM-15 จะแสดงรหัสสัญญาณเตือนในสภาวะความผิดพลาด ความหมายของสัญญาณเตือนที่สำคัญเฉพาะสำหรับ PSM-15:

AL01 — กระแสเกินในวงจรหลักอินพุต (เฉพาะสำหรับ PSM-15 ถึง PSM-30; แตกต่างจาก PSM-5.5 และ PSM-11 ซึ่ง AL01 บ่งชี้ความผิดพลาดของ IPM) ตรวจสอบความสมดุลของแรงดันไฟฟ้าแหล่งจ่ายไฟ 3 เฟส ฟิวส์สายอินพุต และสภาพของรีแอคเตอร์ AC

AL02 — พัดลมระบายความร้อนวงจรควบคุมหยุดทำงาน เปลี่ยนพัดลมภายในก่อนดำเนินการต่อ

AL03 — อุณหภูมิฮีทซิงค์วงจรหลักสูงเกินไป ตรวจสอบการทำงานของพัดลมภายนอก ยืนยันว่าอุณหภูมิแวดล้อมของตู้เป็นไปตามข้อกำหนด และตรวจสอบให้แน่ใจว่าครีบฮีทซิงค์ไม่ถูกปิดกั้นด้วยละอองน้ำหล่อเย็นหรือคราบตะกอน

AL04 — แรงดันลิงก์ DC ลดลง บ่งชี้ว่าบัส DC ลดลงต่ำกว่าเกณฑ์การทำงานขั้นต่ำ อาจบ่งชี้ถึงปัญหาแหล่งจ่ายไฟอินพุต ส่วนวงจรเรียงกระแสที่ชำรุดภายใน PSM หรือความต้องการกระแสสูงสุดพร้อมกันมากเกินไปจากโมดูลดาวน์สตรีม

AL07 — แรงดัน DC ต่ำ (ความผิดพลาดของวงจรชาร์จลิงก์ DC เมื่อเริ่มต้น) วงจรชาร์จล่วงหน้าของบัส DC ไม่สามารถเพิ่มแรงดันบัสให้ถึงแรงดันทำงานได้ภายในเวลาที่คาดไว้ — มักบ่งชี้ถึงตัวต้านทานชาร์จล่วงหน้าหรือคอนแทคเตอร์ที่ชำรุดภายใน PSM

คำถามที่พบบ่อย

Q1: A06B-6087-H115 สามารถจ่ายไฟให้กับโมดูลแอมพลิฟายเออร์ alpha และ alpha i series ในแร็คไดรฟ์เดียวกันได้หรือไม่?

ตระกูล PSM A06B-6087 เป็นรุ่นแหล่งจ่ายไฟที่สอดคล้องกับโมดูลแอมพลิฟายเออร์ alpha (ก่อน i) — โดยเฉพาะตระกูล SVM และ SPM A06B-6079, A06B-6080, A06B-6088, A06B-6089 และ A06B-6096

แอมพลิฟายเออร์รุ่น alpha i (ai) (SVM ซีรีส์ A06B-6114) ใช้แหล่งจ่ายไฟ aiPS ซีรีส์ A06B-6110

แหล่งจ่ายไฟทั้งสองรุ่นนี้ไม่สามารถใช้งานร่วมกันได้ภายในบัสไดรฟ์เดียวกัน 

เครื่องจักรที่อยู่ระหว่างการอัปเกรดระบบไดรฟ์บางส่วนจาก alpha เป็น alpha i จะต้องเปลี่ยน PSM รวมถึงโมดูล SVM และ SPM เพื่อรักษาโครงสร้างสถาปัตยกรรมบัสพลังงานที่เข้ากันได้

Q2: วัตถุประสงค์ของรีแอคเตอร์ AC ที่แนะนำ (A81L-0001-0123) ที่อินพุต PSM-15 คืออะไร?

รีแอคเตอร์ AC (หรือที่เรียกว่ารีแอคเตอร์สาย) จะติดตั้งอยู่ระหว่างแหล่งจ่ายไฟของโรงงานและขั้วต่ออินพุต 3 เฟสของ PSM-15

มีวัตถุประสงค์สองประการ: จำกัดอัตราการเพิ่มขึ้นของกระแสในช่วงการชาร์จล่วงหน้าของบัส DC เมื่อเริ่มต้น ลดความเครียดจากกระแสกระชากบนไดโอดเรียงกระแสของ PSM และสายไฟของโรงงาน; และลดการบิดเบือนฮาร์มอนิกที่วงจรเรียงกระแสของ PSM จะส่งกลับไปยังระบบไฟฟ้าของโรงงาน 

ในโรงงานที่มีข้อกำหนดคุณภาพไฟฟ้าที่เข้มงวด หรือที่ PSM ใช้สายไฟร่วมกับอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อน รีแอคเตอร์จึงไม่ใช่ทางเลือก — แต่เป็นการป้องกันทั้งระบบไดรฟ์และโครงสร้างพื้นฐานระบบไฟฟ้าของโรงงาน

Q3: เมื่อ PSM-15 แสดง AL01 ควรเปลี่ยนโมดูลทั้งหมดหรือไม่ หรือสามารถวินิจฉัยความผิดพลาดได้อย่างเฉพาะเจาะจงมากขึ้น?

สำหรับ PSM-15 class, AL01 บ่งชี้กระแสเกินในวงจรหลักอินพุต — กระแส AC 3 เฟสที่ไหลเข้าสู่ส่วนวงจรเรียงกระแสเกินเกณฑ์การป้องกัน ก่อนที่จะสรุปว่าวงจรเรียงกระแสภายในหรือโมดูลทรานซิสเตอร์ของ PSM ชำรุด ให้ตรวจสอบ: แรงดันไฟฟ้าแหล่งจ่ายไฟ 3 เฟสที่ขั้วต่ออินพุต PSM (ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าหรือแรงดันตกอาจทำให้เกิดกระแสเกินที่ปรากฏ), ฟิวส์สายอินพุต, รีแอคเตอร์ AC หากติดตั้ง (สภาวะเฟสเปิดในรีแอคเตอร์ทำให้เกิดความไม่สมดุลของแหล่งจ่ายไฟอย่างรุนแรง), และว่าสัญญาณเตือนสัมพันธ์กับเหตุการณ์การทำงานเฉพาะหรือไม่ (การสตาร์ทสปินเดิล, การเร่งความเร็วหลายแกนพร้อมกัน)

ความผิดพลาดที่ปรากฏเฉพาะภายใต้ภาระหนักอาจบ่งชี้ถึงโมดูลทรานซิสเตอร์ที่ใกล้จะเสีย ในขณะที่ความผิดพลาดที่ปรากฏทันทีเมื่อเปิดเครื่องบ่งชี้ถึงปัญหาเกี่ยวกับวงจรเรียงกระแสหรือวงจรชาร์จล่วงหน้า

Q4: พิกัดเอาต์พุต 17.5kW ถูกนำมาใช้ในการกำหนดขนาด PSM-15 สำหรับการกำหนดค่าเครื่องจักรเฉพาะอย่างไร?

17.5kW ของ PSM-15 คือพิกัดต่อเนื่อง — พลังงานทั้งหมดที่โมดูลสามารถส่งไปยังโมดูล SVM และ SPM ที่เชื่อมต่อทั้งหมดพร้อมกันได้โดยไม่เกินขีดจำกัดความร้อน

ในการตรวจสอบว่า PSM-15 เพียงพอสำหรับเครื่องจักรที่กำหนดหรือไม่ ให้รวมพิกัดกำลังต่อเนื่องของโมดูลแอมพลิฟายเออร์ที่เชื่อมต่อทั้งหมด (เซอร์โว + สปินเดิล), ใช้ปัจจัยการทำงานพร้อมกัน (โดยทั่วไปคือ 0.7 เพื่อคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าแกนทั้งหมดไม่ค่อยต้องการกำลังเต็มที่พร้อมกัน) และยืนยันว่าตัวเลขนี้ต่ำกว่า 17.5kW 

นอกจากนี้ ให้ตรวจสอบความต้องการกระแสสูงสุดของมอเตอร์แอมพลิฟายเออร์สปินเดิลเมื่อสตาร์ทหรือระหว่างการตัดหนัก ไม่เกินความสามารถกระแสสูงสุดของ PSM ในช่วงเวลาของเหตุการณ์

Q5: ผลกระทบต่อเครื่องจักรหากพัดลมภายในหรือภายนอกใน PSM-15 ชำรุด และการซ่อมแซมมีความเร่งด่วนเพียงใด?

ควรปฏิบัติต่อพัดลมที่ชำรุดอย่างเร่งด่วน — ไม่ใช่เพราะเครื่องจะหยุดทำงานทันที แต่เนื่องจากระยะห่างทางความร้อนที่เหลืออยู่จะลดลง และระยะเวลาจนกว่าจะเกิดการปิดระบบที่เกี่ยวข้องกับความร้อนจะคาดเดาไม่ได้

เมื่อพัดลมภายนอกหยุดทำงาน อุณหภูมิฮีทซิงค์จะสูงขึ้นระหว่างการทำงานจนกระทั่ง AL03 กระตุ้นและ PSM จะปิดระบบเพื่อป้องกันโมดูลทรานซิสเตอร์

ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิแวดล้อมเย็น อาจใช้เวลาหลายนาทีหรือหลายชั่วโมง ในสภาพแวดล้อมการผลิตช่วงฤดูร้อนที่มีตู้ร้อน อาจเกิดขึ้นภายในไม่กี่นาทีหลังจากพัดลมหยุดทำงาน การชำรุดของพัดลมภายในมีผลกระทบที่คล้ายกันต่ออุณหภูมิของบอร์ดควบคุม

ในทั้งสองกรณี ให้ดำเนินการเครื่องจักรต่อไปโดยมีการตรวจสอบอย่างใกล้ชิดเท่านั้น และวางแผนสำหรับการเปลี่ยนพัดลมทันที — การเปลี่ยนพัดลมเป็นการซ่อมแซมเล็กน้อยเมื่อเทียบกับการเปลี่ยนโมดูลทรานซิสเตอร์ที่ความร้อนสูงเกินไปจะทำให้จำเป็น