แผงวงจรคอมพิวเตอร์ Fanuc A20B-1006-0470 A20B10060470 A2OB-1OO6-O47O

FANUC A20B-1006-0470 | Alpha PSM-15 โมดูลแหล่งจ่ายไฟ แผงวงจร PCB พื้นฐาน — 17.5kW, 283–325V DC, ซีรีส์ 16i/18i/21i

หมายเลขชิ้นส่วน: A20B-1006-0470

ผู้ผลิต: FANUC Corporation (ญี่ปุ่น)

ประเภทผลิตภัณฑ์: แผงวงจรพื้นฐานโมดูลแหล่งจ่ายไฟ Alpha (PCB แหล่งจ่ายไฟ / แผงหลัก)

ซีรีส์แผงวงจร: A20B-1006

โมดูลที่เข้ากันได้: A06B-6087-H115 (โมดูลแหล่งจ่ายไฟ Alpha PSM-15) 

ภาพรวม

A20B-1006-0470 คือแผงวงจรพื้นฐาน — PCB ส่วนแหล่งจ่ายไฟ — ภายในโมดูลแหล่งจ่ายไฟ Alpha ของ FANUC รุ่น A06B-6087-H115 ซึ่งก็คือ PSM-15 ในสถาปัตยกรรมสองแผงของ PSM-15 นั้น A20B-1006-0470 คือแผงวงจรที่เกิดการแปลงกำลังไฟฟ้าจริงขึ้น

แผงวงจรนี้มีโมดูล Intelligent Power Modules (IPMs) สามตัวที่แปลงไฟ AC 200–230V สามเฟสที่เข้ามาให้เป็นแรงดันไฟ DC 283–325V ที่ควบคุมแล้ว ซึ่งจะป้อนให้กับโมดูลขยายสัญญาณเซอร์โว (SVM) และโมดูลขยายสัญญาณสปินเดิล (SPM) ที่เชื่อมต่อทั้งหมด

การ์ดควบคุม A16B-2202-0421 ที่ติดตั้งอยู่ด้านบนจะจัดการการตรวจสอบ ตรรกะการควบคุม และการจัดการสัญญาณเตือน

PSM-15 เป็นส่วนประกอบหลักของระบบไดรฟ์ Alpha ของ FANUC ซึ่งพบได้ในเครื่องมือเครื่องจักร CNC หลายพันเครื่อง รวมถึงเครื่องกลึงและศูนย์กลางเครื่องจักรที่ติดตั้งคอนโทรลเลอร์ซีรีส์ 16i, 18i และ 21i

มีความกว้าง 150 มม. เหมาะสำหรับจ่ายไฟให้กับคอนฟิกูเรชันไดรฟ์ระดับกลางทั่วไป: โมดูลขยายสัญญาณสปินเดิลหนึ่งตัวบวกกับโมดูลขยายสัญญาณเซอร์โวหนึ่งหรือสองตัวจากบัส DC เดียวกัน

เครื่องกลึง Mori Seiki SL-250B, ซีรีส์ Mazak Integrex และศูนย์กลางเครื่องจักรระดับกลางที่เทียบเคียงได้หลายรุ่นตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1990 ถึง 2000 ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ PSM-15 และสายโซ่ไดรฟ์ที่มันจ่ายไฟ

การระบุว่าเป็น "แผงหลัก" และ "แหล่งจ่ายไฟ" ในคำอธิบายของ A20B-1006-0470 สะท้อนถึงทั้งตำแหน่งทางกายภาพในโมดูล (เป็นแผงพื้นฐาน) และบทบาทการทำงาน (เป็นส่วนกำลัง)

ขั้วต่อสกรูบนแผงวงจรนี้รองรับสายไฟขนาดใหญ่ที่นำกระแสอินพุต 54A และกระแสเอาต์พุตบัส DC

การเชื่อมต่อเพิ่มเติมหลายจุดให้บริการสัญญาณตรวจสอบ การวัดแรงดันบัส และการสื่อสารระหว่างโมดูลที่ PSM-15 แลกเปลี่ยนกับส่วนที่เหลือของระบบไดรฟ์

ข้อมูลจำเพาะหลัก

เทคโนโลยี IPM ใน PSM-15

PSM-15 ใช้โมดูล Intelligent Power Modules (IPMs) แทนทรานซิสเตอร์ IGBT แบบแยก IPM คือโมดูลกำลังไฟฟ้าแบบครบวงจรที่รวมทรานซิสเตอร์สวิตช์ วงจรขับเกต และอิเล็กทรอนิกส์ป้องกันไว้ในแพ็คเกจปิดผนึกเดียว

วงจรป้องกันภายใน IPM ตรวจจับสภาวะกระแสเกิน อุณหภูมิเกิน และความผิดพลาดของวงจรขับเกต และตอบสนองได้เร็วกว่าวงจรป้องกันภายนอก

สำหรับฟังก์ชันตัวเรียงกระแสแบบแอคทีฟของ PSM-15 IPM สามตัวทำงานร่วมกันเพื่อสร้างสะพานสวิตช์หกตัวที่แปลงอินพุต AC สามเฟสเป็นแรงดันบัส DC

แตกต่างจากสะพานไดโอดแบบพาสซีฟ ตัวเรียงกระแสแบบแอคทีฟสามารถควบคุมรูปคลื่นกระแสอินพุตได้ — ดึงกระแสในรูปคลื่นไซน์ที่ซิงโครไนซ์กับแรงดันไฟฟ้าแหล่งจ่าย

การแก้ไขค่าตัวประกอบกำลังแบบแอคทีฟนี้หมายความว่า PSM-15 ดึงกระแสจากกริดในลักษณะที่คล้ายกับโหลดแบบตัวต้านทานบริสุทธิ์ ลดการบิดเบือนฮาร์มอนิกและเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายโอนกำลังจากแหล่งจ่ายให้สูงสุด

ตัวเรียงกระแสแบบแอคทีฟยังเปิดใช้งานการสร้างพลังงานใหม่ เมื่อมอเตอร์เซอร์โวชะลอตัวลง พวกมันจะทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและส่งพลังงานกลับไปยังบัส DC หากแรงดันบัสสูงกว่าเกณฑ์การควบคุม ตัวเรียงกระแสแบบแอคทีฟของ PSM-15 สามารถย้อนกลับการไหลของพลังงานและส่งพลังงานที่สร้างขึ้นใหม่นี้กลับไปยังแหล่งจ่าย AC ได้

ความสามารถในการสร้างพลังงานใหม่นี้ช่วยลดการใช้พลังงานในเครื่องจักรที่มีรอบการชะลอตัวของแรงเฉื่อยสูงบ่อยครั้ง และช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้ตัวต้านทานเบรกในหลายๆ แอปพลิเคชัน

สถาปัตยกรรม I/O และขั้วต่อสกรูหลายแบบ

การระบุว่า "อินพุต/เอาต์พุตหลายรายการ" สะท้อนถึงการเชื่อมต่อสัญญาณที่ครอบคลุมบน A20B-1006-0470 นอกเหนือจากการเชื่อมต่ออินพุตไฟ AC หลักและเอาต์พุตบัส DC แล้ว แผงวงจรยังรองรับวงจรสัญญาณเพิ่มเติมหลายวงจร การวัดแรงดันบัส DC จะป้อนกลับไปยังลูปการควบคุมของการ์ดควบคุม

การตรวจสอบอุณหภูมิโมดูลช่วยให้การ์ดควบคุมสามารถเริ่มการปิดระบบป้องกันก่อนที่ IPM จะถึงขีดจำกัดความร้อน

การตรวจสอบกระแสอินพุตให้ข้อมูลป้อนกลับสำหรับอัลกอริทึมการแก้ไขค่าตัวประกอบกำลังแบบแอคทีฟ การวัดกระแสชาร์จล่วงหน้าของตัวเก็บประจุบัส DC จะจัดการลำดับการจ่ายไฟแบบควบคุมเมื่อเปิดเครื่อง

ขั้วต่อสกรูบน A20B-1006-0470 ถูกออกแบบมาสำหรับระดับกระแสที่เกี่ยวข้อง

ขั้วต่ออินพุต AC รองรับกระแส 54A ในการทำงานปกติที่ 200V

ขั้วต่อเอาต์พุตบัส DC รองรับกระแสรวมที่ดึงมาจาก SVM และ SPM ที่เชื่อมต่อทั้งหมด ที่ระดับกระแสเหล่านี้ แรงบิดของขั้วต่อมีความสำคัญ — การเชื่อมต่อที่ขันแน่นไม่เพียงพอจะทำให้เกิดความต้านทานหน้าสัมผัส ซึ่งทำให้เกิดความร้อน ซึ่งเร่งการเสื่อมสภาพของฉนวน และในที่สุดจะทำให้เกิดข้อต่อที่มีความต้านทานสูงซึ่งเกิดความร้อนสูงเกินไป การตรวจสอบเป็นระยะและการตรวจสอบแรงบิดของการเชื่อมต่อกำลังทั้งหมดเป็นงานบำรุงรักษาตามปกติสำหรับการติดตั้ง PSM-15

ความพร้อมใช้งานและแนวทางการให้บริการ

แนวทางปฏิบัติของ FANUC และแนวทางมาตรฐานของผู้ให้บริการซ่อม CNC เฉพาะทางคือการไม่จำหน่าย A20B-1006-0470 เป็นแผงวงจรเดี่ยว

PSM-15 ให้บริการเป็นโมดูลที่สมบูรณ์ — ไม่ว่าจะผ่านการแลกเปลี่ยน (โมดูลที่ได้รับการปรับปรุงและทดสอบแล้วสำหรับโมดูลที่ชำรุด) หรือผ่านการซ่อมแซมระดับไดรฟ์ โดยมีการระบุและเปลี่ยนส่วนประกอบที่เสียหายเฉพาะ

แนวทางการให้บริการระดับโมดูลนี้ขับเคลื่อนด้วยความเป็นจริง

การทดสอบ A20B-1006-0470 จำเป็นต้องมีการตรวจสอบการทำงานภายใต้โหลดเต็ม โดย IPM ทั้งสามตัวสลับการทำงานด้วยรอบการทำงานที่ถูกต้อง — สภาวะที่สามารถยืนยันได้ในโมดูล PSM-15 ที่สมบูรณ์ซึ่งเชื่อมต่อกับระบบไดรฟ์ที่ทำงานและโหลดมอเตอร์เท่านั้น 

แผงวงจรที่ส่งคืนจากโมดูลและทดสอบบนแท่นทดสอบโดยไม่มีโหลดไม่สามารถยืนยันได้ว่าตรงตามข้อกำหนดประสิทธิภาพ

คำถามที่พบบ่อย

Q1: PSM-15 แสดงสัญญาณเตือน AL-01 (กระแสเกินในโมดูลกำลังหลัก) กำลังไฟฟ้าอินพุตได้รับการยืนยันว่าอยู่ในข้อกำหนดแล้ว A20B-1006-0470 เป็นตำแหน่งที่น่าจะเป็นความผิดพลาดหรือไม่?

AL-01 พร้อมกำลังไฟฟ้าอินพุตที่ยืนยันว่าดี บ่งชี้ถึงความผิดพลาดในขั้นตอนการสวิตช์ IPM บน A20B-1006-0470

IPM ที่ล้มเหลวภายใน — ไม่ว่าจะเป็นวงจรลัดหรือองค์ประกอบสวิตช์วงจรเปิด — จะสร้างสภาวะกระแสเกินที่การป้องกันภายในของ IPM ตรวจจับได้ 

สัญญาณเตือนนี้อาจปรากฏขึ้นหากบัส DC มีความผิดพลาดลงกราวด์ (ในโมดูล SVM หรือ SPM ที่เชื่อมต่อ) ดังนั้น การแยกบัสโดยการถอดโมดูลปลายทางออกชั่วคราวและตรวจสอบว่าสัญญาณเตือนหายไปหรือไม่ จะช่วยจำกัดความผิดพลาดให้อยู่ที่ PSM-15 หรือโมดูลที่เชื่อมต่อ

Q2: หน้าจอแสดงสัญญาณเตือนของ PSM-15 แสดง AL-05 (ตัวเก็บประจุหลักไม่ได้รับการชาร์จใหม่ภายในเวลาที่กำหนด) สิ่งนี้บ่งชี้อะไรเกี่ยวกับแผงวงจรแหล่งจ่ายไฟ?

AL-05 บ่งชี้ว่าลำดับการชาร์จล่วงหน้าของบัส DC ล้มเหลว — ตัวเก็บประจุบัสไม่ได้รับการชาร์จจนถึงแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการภายในเวลาที่กำหนดหลังจากการเปิดเครื่อง

โดยทั่วไปหมายความว่าวงจรชาร์จล่วงหน้า IPM บน A20B-1006-0470 ทำงานไม่ถูกต้อง หรือตัวเก็บประจุบัส DC เสื่อมสภาพจนความจุต่ำเกินไปที่จะเก็บประจุ ใน PSM-15 ที่มีชั่วโมงการใช้งานมาก การเสื่อมสภาพของตัวเก็บประจุเป็นสาเหตุที่เป็นไปได้

ความล้มเหลวของวงจรชาร์จล่วงหน้า IPM ก็เป็นไปได้เช่นกัน ทั้งสองกรณีต้องมีการประเมินและซ่อมแซมในระดับโมดูล

Q3: PSM-15 ทำงานได้อย่างถูกต้อง จากนั้นก็สะดุดกับสัญญาณเตือน AL-07 (แรงดัน DC สูงผิดปกติ) ระหว่างการชะลอตัวของแกนอย่างรวดเร็ว หลังจากการรีเซ็ตก็ทำงานได้ตามปกติ ควรตรวจสอบ A20B-1006-0470 หรือไม่?

AL-07 เพียงครั้งเดียวระหว่างการชะลอตัวอย่างรวดเร็วอาจบ่งชี้ว่าพลังงานที่สร้างขึ้นใหม่ทั้งหมดจากแกนที่กำลังชะลอตัวเกินความสามารถของ PSM-15 ในการส่งคืนไปยังแหล่งจ่าย AC ชั่วคราว

นี่เป็นสภาวะระดับระบบ ไม่ใช่ความผิดพลาดของแผงวงจรเสมอไป — หากการสร้างพลังงานสูงสุดของคอนฟิกูเรชันไดรฟ์ที่เชื่อมต่อเกินพิกัดของ PSM-15 จะเกิด AL-07 ขึ้น

อย่างไรก็ตาม หากสัญญาณเตือนเกิดขึ้นบ่อยครั้งหรือระหว่างการชะลอตัวตามปกติ (ไม่ใช่กรณีพิเศษ) ประสิทธิภาพการสวิตช์ IPM ที่เสื่อมสภาพบน A20B-1006-0470 อาจป้องกันการสร้างพลังงานใหม่ได้อย่างถูกต้อง การตรวจสอบโมดูลจึงเหมาะสมหากสัญญาณเตือนยังคงอยู่

Q4: ข้อกำหนดของผู้ผลิตเครื่องจักรต้องการตัวเหนี่ยวนำ AC A81L-0001-0123 สำหรับ PSM-15 ตัวเหนี่ยวนำนี้จำเป็นหรือไม่?

ใช่ ตัวเหนี่ยวนำ AC ถูกระบุเนื่องจากตัวเรียงกระแสแบบแอคทีฟของ PSM-15 ต้องการความเหนี่ยวนำอินพุต AC ที่จำกัดเพื่อทำงานได้อย่างถูกต้อง

หากไม่มีความเหนี่ยวนำเพียงพอ การสวิตช์ IPM จะสร้างกระแสไฟกระชากบนแหล่งจ่าย AC ซึ่งอาจทำให้การป้องกันแหล่งจ่ายทำงานผิดพลาด สร้างสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า และสร้างความเครียดให้กับ IPM 

ตัวเหนี่ยวนำยังจำกัดกระแสไฟกระชากสูงสุดเมื่อเปิดเครื่องระหว่างการชาร์จล่วงหน้าของบัส DC

ไม่แนะนำให้ติดตั้ง PSM-15 โดยไม่มีตัวเหนี่ยวนำที่ระบุ และอาจทำให้การทำงานผิดปกติหรือ IPM เสียหายก่อนเวลาอันควร

Q5: มีโมดูล PSM-15 สองโมดูลจากเครื่องจักรที่ปลดประจำการ สามารถสลับแผงวงจร A20B-1006-0470 ระหว่างโมดูลเพื่อสร้างโมดูลที่ดีหนึ่งโมดูลจากสองโมดูลที่ทำงานบางส่วนได้หรือไม่?

ตามหลักการแล้ว แผงวงจรเป็นชิ้นส่วนเดียวกันและสามารถสลับเปลี่ยนกันได้ระหว่างโมดูล PSM-15 ที่มีเวอร์ชันฮาร์ดแวร์เดียวกัน

ในทางปฏิบัติ การสลับแผงวงจรระหว่างโมดูลมีความเสี่ยงที่จะเกิดปัญหาความเข้ากันได้หากโมดูลมาจากชุดการผลิตที่แตกต่างกันซึ่งมีเวอร์ชันฮาร์ดแวร์ของการ์ดควบคุม A16B-2202-0421 แตกต่างกัน 

ก่อนทำการสลับ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเวอร์ชันฮาร์ดแวร์ของทั้งสองแผงวงจรตรงกัน 

หลังจากการประกอบ โมดูลที่รวมกันจะต้องได้รับการทดสอบภายใต้โหลด — ไม่ใช่แค่เปิดเครื่อง — เพื่อยืนยันว่า IPM และวงจรควบคุมทำงานร่วมกันได้อย่างถูกต้องภายใต้สภาวะที่สมจริง