Ηλεκτρική τροφοδοσία Fanuc Alpha, 17,5kW A06B-6087-H115 A06B6087H115

Fanuc A06B-6087-H115 | Ενότητα Τροφοδοσίας Alpha PSM-15 — 17.5kW, 3-φασική 200–230V, Είσοδος 63A, Έξοδος DC Bus 283–325V, CNC 16i / 18i / 21i

Επισκόπηση

Η Fanuc A06B-6087-H115 είναι η PSM-15 — η μονάδα τροφοδοσίας κλάσης 15 του συστήματος κίνησης alpha της Fanuc. Η δουλειά της είναι θεμελιώδης: λαμβάνει τριφασική τάση AC 200–230V από την παροχή ρεύματος της εγκατάστασης, την ανορθώνει και τη ρυθμίζει σε ένα σταθερό DC bus 283–325V, και διανέμει αυτήν την τάση του bus σε όλες τις μονάδες ενισχυτών σερβοκινητήρων και ατράκτου στο πλαίσιο κίνησης. Κάθε κίνηση άξονα, κάθε περιστροφή ατράκτου, κάθε παλμός ρεύματος κινητήρα σε μια μηχανή CNC της σειράς alpha αντλεί τελικά την ενέργειά της από την έξοδο DC bus αυτής της μονάδας. Αυτό καθιστά την PSM-15 το μοναδικό σημείο συνέχειας ισχύος για ολόκληρο το σύστημα κίνησης — όταν αποτυγχάνει, η μηχανή σταματά.

Η ονομαστική συνεχής ισχύς εξόδου 17.5kW ορίζει τη συνολική συνδυασμένη συνεχή ζήτηση ισχύος που μπορεί να υποστηρίξει η PSM-15 σε όλες τις κάτω συνδεδεμένες μονάδες κίνησης ταυτόχρονα.

Σε μια τυπική διαμόρφωση κέντρου κατεργασίας μεσαίου μεγέθους, μια PSM-15 εξυπηρετεί μια μονάδα ενισχυτή ατράκτου (SPM) και έναν συνδυασμό μονάδων ενισχυτών σερβοκινητήρων (SVM), τροφοδοτώντας τον άξονα και τους άξονες τροφοδοσίας μαζί εντός αυτού του ορίου 17.5kW.

Η ονομαστική είσοδος 63A στα 200V αντικατοπτρίζει την κύρια έλξη AC υπό συνθήκες πλήρους εξόδου, και αυτό το νούμερο είναι αυτό που ο ηλεκτρολογικός σχεδιασμός της εγκατάστασης πρέπει να λαμβάνει υπόψη — τόσο όσον αφορά την ονομαστική τιμή του διακόπτη όσο και την αντίσταση της γραμμής τροφοδοσίας.

Αυτό που διακρίνει την PSM-15 από τις απλούστερες παραλλαγές τροφοδοσίας PSMR (αντίσταση αναγέννησης) της ίδιας οικογένειας είναι η ικανότητά της για ενεργή αναγέννηση ισχύος. Όταν ένας σερβοκινητήρας ή ένας κινητήρας ατράκτου επιβραδύνει, η κινητική ενέργεια που αποθηκεύεται στη περιστρεφόμενη μάζα ρέει πίσω μέσω του ενισχυτή προς το DC bus.

Σε ένα σύστημα PSMR, αυτή η ενέργεια διαχέεται σε μια αντίσταση ως θερμότητα. Στην PSM-15, ένα κύκλωμα ενεργού μπροστινού άκρου επιστρέφει αυτήν την αναγεννημένη ενέργεια στην τριφασική παροχή AC — ουσιαστικά τροφοδοτώντας την ενέργεια πίσω στο ηλεκτρικό σύστημα της εγκατάστασης αντί να την καίει ως θερμότητα. 

Για μηχανές με υψηλή αδράνεια ατράκτου ή συχνές έντονες επιβραδύνσεις, αυτή η ικανότητα αναγέννησης μειώνει σημαντικά την παραγωγή θερμότητας μέσα στο ηλεκτρικό ντουλάπι και βελτιώνει τη συνολική ενεργειακή απόδοση του συστήματος κίνησης.

Η PSM-15 είναι μια μονάδα πλάτους 150mm — ευρύτερη από τις μονάδες σερβοκινητήρων SVM πλάτους 60mm έως 90mm που τροφοδοτεί — και φέρει εσωτερικούς και εξωτερικούς ανεμιστήρες ψύξης, καθώς και ένα εξωτερικό μπλοκ πτερυγίων ψύκτρας.

Αυτή η διάταξη θερμικής διαχείρισης αντικατοπτρίζει τη συνεχή λειτουργία υψηλού ρεύματος που υποστηρίζει η PSM-15: οι μονάδες τρανζίστορ 200A στον πυρήνα της παράγουν σημαντική θερμότητα που πρέπει να αφαιρείται συνεχώς για να διατηρούνται οι θερμοκρασίες των εξαρτημάτων εντός των ονομαστικών ορίων.

Ο εξωτερικός ανεμιστήρας (A90L-0001-0335/B) και ο εσωτερικός ανεμιστήρας (A90L-0001-0422) είναι διαθέσιμοι ξεχωριστά ως ανταλλακτικά, κάτι που είναι σημαντικό επειδή μια βλάβη ανεμιστήρα είναι ένα ανακτήσιμο συμβάν συντήρησης αντί για αιτία πλήρους αντικατάστασης της μονάδας.

Βασικές Προδιαγραφές

Το DC Bus — Τι Σημαίνει για την Τροφοδοσία Κάθε Άξονα

Το DC bus 283–325V που διατηρεί η PSM-15 δεν είναι απλώς μια ράβδος τροφοδοσίας — είναι η δεξαμενή ενέργειας από την οποία αντλούνται όλες οι στιγμιαίες απαιτήσεις ρεύματος κινητήρα. Όταν τρεις άξονες σερβοκινητήρων επιταχύνουν ταυτόχρονα, και οι τρεις αντλούν ρεύμα από το DC bus ταυτόχρονα.

Ο ανορθωτής μπροστινού άκρου της PSM-15 και η τράπεζα πυκνωτών φίλτρου είναι διαστασιολογημένοι για να υποστηρίζουν τις στιγμιαίες μέγιστες απαιτήσεις των κάτω συνδεδεμένων ενισχυτών, διατηρώντας την τάση του bus εντός του ρυθμιζόμενου εύρους 283–325V.

Εάν η συνδυασμένη μέγιστη ζήτηση ρεύματος υπερβαίνει αυτό που μπορεί να παρέχει στιγμιαία η τράπεζα πυκνωτών, η τάση του bus πέφτει και το CNC ανιχνεύει την υπο-τάση ως συναγερμό κίνησης.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η επιλογή PSM για μια συγκεκριμένη μηχανή πρέπει να λαμβάνει υπόψη όχι μόνο τη συνεχή ζήτηση ισχύος, αλλά και το προφίλ μέγιστου ταυτόχρονου ρεύματος όλων των συνδεδεμένων αξόνων.

Η ονομαστική ονομασία 15kW αντιστοιχεί σε συνεχή ονομαστική τιμή. το πραγματικό υλικό PSM-15 υποστηρίζει υψηλότερα μέγιστα ρεύματα για τις σύντομες διάρκειες που χαρακτηρίζουν τα συμβάντα επιτάχυνσης σερβοκινητήρων. 

Η διαδικασία επιλογής PSM της Fanuc λαμβάνει υπόψη αυτό εφαρμόζοντας έναν παράγοντα ταυτόχρονης λειτουργίας στο άθροισμα όλων των ονομαστικών ισχύων των αξόνων — η PSM-15 στα 17.5kW συνεχούς είναι συνήθως κατάλληλη για συστήματα των οποίων η μέγιστη ταυτόχρονη ζήτηση εμπίπτει στην κατευθυντήρια γραμμή επιλογής.

Αναγέννηση Ισχύος — Ενέργεια και Θερμότητα

Σε μια μηχανή χωρίς ενεργή αναγέννηση, η επιβράδυνση του ατράκτου από την ονομαστική ταχύτητα σε μηδέν αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό πρόβλημα διάθεσης ενέργειας.

Ένας κινητήρας ατράκτου 7.5kW ή 11kW που περιστρέφεται στις 6000rpm αποθηκεύει σημαντική περιστροφική κινητική ενέργεια. Η ακινητοποίησή του σε έναν κύκλο αλλαγής εργαλείου 2–3 δευτερολέπτων απαιτεί την απορρόφηση όλης αυτής της κινητικής ενέργειας κάπου — σε ένα σύστημα PSMR, σε μια αντίσταση. σε ένα σύστημα PSM, πίσω στο δίκτυο AC.

Το κύκλωμα ενεργού αναγέννησης της PSM-15 παρακολουθεί συνεχώς την τάση του DC bus και, όταν η ενέργεια επιβράδυνσης προκαλεί την αύξηση του bus προς το ανώτατο όριό του, ενεργοποιεί το ενεργό μπροστινό άκρο για να επιστρέψει ρεύμα στην τριφασική παροχή.

Αυτό διατηρεί το DC bus εντός των ορίων ρύθμισης χωρίς συμβάν θερμικής διάχυσης, εξαλείφει την ανάγκη για ξεχωριστή διάταξη αντίστασης αναγέννησης και μειώνει το θερμικό φορτίο μέσα στο ηλεκτρικό ντουλάπι.

Κατά τη διάρκεια μιας πλήρους βάρδιας παραγωγής σε μια μηχανή με συχνές αλλαγές εργαλείων και κύκλους επιτάχυνσης/επιβράδυνσης ατράκτου, το θερμικό όφελος εντός του ντουλαπιού είναι σημαντικό — οι θερμοκρασίες του ντουλαπιού είναι χαμηλότερες, η διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων αυξάνεται και η ανάγκη για χωρητικότητα κλιματισμού του ντουλαπιού μπορεί να μειωθεί.

Σύστημα Ψύξης και Συντήρηση Ανεμιστήρα

Η θερμική διαχείριση της PSM-15 χρησιμοποιεί τρεις παράλληλες διαδρομές: το εξωτερικό μπλοκ πτερυγίων ψύκτρας μεταφέρει θερμότητα από τις μονάδες τρανζίστορ στον εξωτερικό αέρα. ο εξωτερικός ανεμιστήρας (τοποθετημένος στο εξωτερικό της μονάδας) αντλεί ατμοσφαιρικό αέρα μέσω των πτερυγίων της ψύκτρας. και ο εσωτερικός ανεμιστήρας κυκλοφορεί αέρα μέσα στο περίβλημα της μονάδας για να αποτρέψει τα καυτά σημεία στα ηλεκτρονικά ελέγχου.

Και οι τρεις διαδρομές πρέπει να είναι λειτουργικές για να μπορεί η μονάδα να υποστηρίζει συνεχή ονομαστική έξοδο.

Η συντήρηση του ανεμιστήρα είναι η πιο κοινή προληπτική ενέργεια για τη μακροζωία της PSM-15. Και οι δύο ανεμιστήρες είναι διαθέσιμοι ως ξεχωριστά ανταλλακτικά και μπορούν να αντικατασταθούν χωρίς την αντικατάσταση ολόκληρης της μονάδας.

Ο κωδικός συναγερμού AL02 στην οθόνη LED 7 τμημάτων της μπροστινής όψης της PSM-15 υποδεικνύει ότι ο ανεμιστήρας του εσωτερικού κυκλώματος ελέγχου έχει σταματήσει — αυτό είναι μια προειδοποίηση πριν από μια συνθήκη υπερθέρμανσης και πρέπει να αντιμετωπίζεται ως επείγον συμβάν συντήρησης αντί για αναβληθείσα επισκευή.

Η διαδρομή βλάβης του εξωτερικού ανεμιστήρα είναι παρόμοια: η θερμοκρασία της ψύκτρας αυξάνεται μέχρι ο AL03 (υπερθέρμανση ψύκτρας) να προκαλέσει διακοπή λειτουργίας της κίνησης.

Μια πρακτική σύσταση για εγκαταστάσεις που λειτουργούν μηχανές της σειράς alpha είναι να καταγράφουν το ιστορικό συναγερμών και να αντικαθιστούν και τους δύο ανεμιστήρες κατά τη διάρκεια οποιασδήποτε προγραμματισμένης διακοπής συντήρησης της μηχανής, ανεξάρτητα από το αν έχει αποτύχει κάποιος ανεμιστήρας, εάν η μονάδα είναι γνωστό ότι είναι άνω των πέντε ετών σε συνεχή παραγωγική λειτουργία.

Η φθορά των ρουλεμάν του ανεμιστήρα εξαρτάται από την ηλικία και δεν παρουσιάζει πάντα εμφανή θόρυβο πριν από την αστοχία του ρουλεμάν.

Εσωτερικές Πλακέτες και Επισκευάσιμα Εξαρτήματα

Η PSM-15 περιέχει δύο κύριες πλακέτες: η πλακέτα καλωδίωσης A20B-1006-0470 χειρίζεται τις συνδέσεις του τμήματος ισχύος, τα σήματα οδήγησης πύλης στις μονάδες τρανζίστορ και τη διεπαφή εισόδου/εξόδου. η κάρτα ελέγχου A16B-2202-042x (το επίθημα ποικίλλει ανάλογα με την αναθεώρηση) εκτελεί τον αλγόριθμο ρύθμισης, τη λογική προστασίας και την οθόνη συναγερμού LED.

Καμία από τις δύο πλακέτες δεν πωλείται ξεχωριστά — η μονάδα είναι η μονάδα σέρβις.

Οι μονάδες τρανζίστορ (τρεις μονάδες 200A), ο εσωτερικός ανεμιστήρας, ο εξωτερικός ανεμιστήρας, η μπαταρία για το κύκλωμα ελέγχου και οι ασφάλειες του DC bus είναι διαθέσιμα ως μεμονωμένα ανταλλακτικά και μπορούν να αντικατασταθούν από εξειδικευμένους μηχανικούς σέρβις κατά τη διάρκεια μιας αναθεώρησης.

Αναφορά Κωδικών Συναγερμού Alpha PSM-15

Η οθόνη LED 7 τμημάτων της μπροστινής όψης της PSM-15 εμφανίζει κωδικούς συναγερμού κατά τη διάρκεια συνθηκών σφάλματος. Βασικές σημασίες συναγερμού ειδικά για την PSM-15:

AL01 — Υπερβολικό ρεύμα στο κύκλωμα εισόδου (ειδικό για την κλάση PSM-15 έως PSM-30. διαφέρει από τις PSM-5.5 και PSM-11 όπου το AL01 υποδεικνύει βλάβη IPM). Ελέγξτε την ισορροπία τάσης τριφασικής παροχής, τις ασφάλειες γραμμής εισόδου και την κατάσταση του αντιδραστήρα AC.

AL02 — Ανεμιστήρας ψύξης κυκλώματος ελέγχου σταμάτησε. Αντικαταστήστε τον εσωτερικό ανεμιστήρα πριν συνεχίσετε τη λειτουργία.

AL03 — Υπερθέρμανση ψύκτρας κύριου κυκλώματος. Ελέγξτε τη λειτουργία του εξωτερικού ανεμιστήρα, επαληθεύστε ότι η θερμοκρασία περιβάλλοντος του ντουλαπιού είναι εντός προδιαγραφών και επιβεβαιώστε ότι οι πτερυγίδες της ψύκτρας δεν είναι φραγμένες από ομίχλη ψυκτικού ή εναποθέσεις γρεζιών.

AL04 — Πτώση τάσης συνδέσμου DC. Υποδεικνύει ότι το DC bus έχει πέσει κάτω από το ελάχιστο όριο λειτουργίας. Μπορεί να υποδεικνύει πρόβλημα στην είσοδο τροφοδοσίας, ελαττωματικό τμήμα ανορθωτή εντός της PSM, ή υπερβολική ταυτόχρονη ζήτηση ρεύματος από κάτω συνδεδεμένες μονάδες.

AL07 — Χαμηλή τάση DC (βλάβη κυκλώματος φόρτισης συνδέσμου DC κατά την εκκίνηση). Το κύκλωμα προ-φόρτισης του DC bus απέτυχε να ανεβάσει το bus στην τάση λειτουργίας εντός του αναμενόμενου χρόνου — συχνά υποδεικνύει ελαττωματική αντίσταση προ-φόρτισης ή επαφέτη εντός της PSM.

Συχνές Ερωτήσεις

Ε1: Μπορεί η A06B-6087-H115 να τροφοδοτήσει τόσο ενισχυτές alpha όσο και alpha i series στην ίδια μονάδα κίνησης;

Η οικογένεια PSM A06B-6087 είναι η γενιά τροφοδοσίας που ευθυγραμμίζεται με τις μονάδες ενισχυτών alpha (προ-i) — συγκεκριμένα τις οικογένειες SVM και SPM A06B-6079, A06B-6080, A06B-6088, A06B-6089 και A06B-6096.

Οι ενισχυτές γενιάς alpha i (ai) (σειρά A06B-6114 SVM) χρησιμοποιούν τροφοδοτικά aiPS σειράς A06B-6110.

Αυτές οι δύο γενιές τροφοδοτικών δεν είναι συμβατές μεταξύ τους εντός του ίδιου bus κίνησης. 

Μια μηχανή που υποβάλλεται σε μερική αναβάθμιση συστήματος κίνησης από alpha σε alpha i θα απαιτούσε την αντικατάσταση της PSM, καθώς και των μονάδων SVM και SPM, για τη διατήρηση μιας συμβατής αρχιτεκτονικής bus τροφοδοσίας.

Ε2: Ποιος είναι ο σκοπός του συνιστώμενου αντιδραστήρα AC (A81L-0001-0123) στην είσοδο της PSM-15;

Ο αντιδραστήρας AC (που ονομάζεται επίσης αντιδραστήρας γραμμής) εγκαθίσταται μεταξύ της παροχής ρεύματος της εγκατάστασης και των τριφασικών ακροδεκτών εισόδου της PSM-15.

Εξυπηρετεί δύο σκοπούς: περιορίζει τον ρυθμό αύξησης του ρεύματος κατά τη φάση προ-φόρτισης του DC bus κατά την εκκίνηση, μειώνοντας την πίεση ρεύματος εισόδου στους διόδους ανορθωτή της PSM και στη γραμμή τροφοδοσίας της εγκατάστασης. και εξασθενεί την αρμονική παραμόρφωση που ο ανορθωτής της PSM θα εισήγαγε διαφορετικά πίσω στο σύστημα τροφοδοσίας της εγκατάστασης. 

Σε εγκαταστάσεις με αυστηρές απαιτήσεις ποιότητας ισχύος ή όπου η PSM μοιράζεται μια τροφοδοσία με ευαίσθητο εξοπλισμό, ο αντιδραστήρας δεν είναι προαιρετικός — είναι προστασία τόσο για το σύστημα κίνησης όσο και για την ηλεκτρολογική υποδομή της εγκατάστασης.

Ε3: Όταν η PSM-15 εμφανίζει AL01, θα πρέπει να αντικατασταθεί ολόκληρη η μονάδα ή μπορεί η βλάβη να διαγνωστεί πιο συγκεκριμένα;

Για την κλάση PSM-15, το AL01 υποδεικνύει υπερβολικό ρεύμα στο κύκλωμα εισόδου — το τριφασικό ρεύμα AC που ρέει στο τμήμα ανορθωτή έχει υπερβεί το όριο προστασίας. Πριν καταλήξετε ότι οι εσωτερικοί ανορθωτές ή οι μονάδες τρανζίστορ της PSM έχουν υποστεί βλάβη, ελέγξτε: την τάση τριφασικής παροχής στους ακροδέκτες εισόδου της PSM (η ανισορροπία τάσης ή η πτώση παροχής μπορεί να προκαλέσει φαινομενικό υπερβολικό ρεύμα), τις ασφάλειες γραμμής εισόδου, τον αντιδραστήρα AC εάν υπάρχει (μια συνθήκη ανοιχτής φάσης στον αντιδραστήρα παράγει σοβαρή ανισορροπία παροχής) και εάν ο συναγερμός συσχετίζεται με ένα συγκεκριμένο συμβάν λειτουργίας (εκκίνηση ατράκτου, ταυτόχρονη επιτάχυνση πολλαπλών αξόνων).

Μια βλάβη που εμφανίζεται μόνο υπό βαρύ φορτίο μπορεί να υποδεικνύει μια οριακή μονάδα τρανζίστορ, ενώ μια βλάβη που εμφανίζεται αμέσως κατά την ενεργοποίηση υποδεικνύει πρόβλημα στον ανορθωτή ή στο κύκλωμα προ-φόρτισης.

Ε4: Πώς χρησιμοποιείται η ονομαστική ισχύς εξόδου 17.5kW για τη διαστασιολόγηση της PSM-15 για μια συγκεκριμένη διαμόρφωση μηχανής;

Τα 17.5kW της PSM-15 είναι μια συνεχής ονομαστική τιμή — η συνολική ισχύς που μπορεί να παρέχει η μονάδα σε όλες τις συνδεδεμένες μονάδες SVM και SPM ταυτόχρονα χωρίς να υπερβαίνει τα θερμικά όρια.

Για να επαληθεύσετε ότι η PSM-15 είναι επαρκής για μια δεδομένη μηχανή, αθροίστε την ονομαστική συνεχή ισχύ όλων των συνδεδεμένων μονάδων ενισχυτών (σερβοκινητήρας + άξονας), εφαρμόστε έναν παράγοντα ταυτόχρονης λειτουργίας (συνήθως 0.7 για να ληφθεί υπόψη το γεγονός ότι όλοι οι άξονες σπάνια απαιτούν πλήρη ονομαστική ισχύ ταυτόχρονα) και επιβεβαιώστε ότι αυτό το νούμερο είναι κάτω από 17.5kW. 

Επιπλέον, επαληθεύστε ότι η μέγιστη ζήτηση ρεύματος του κινητήρα του ενισχυτή ατράκτου κατά την εκκίνηση ή κατά τη διάρκεια έντονης κοπής δεν υπερβαίνει την ικανότητα μέγιστου ρεύματος της PSM για τη διάρκεια του συμβάντος.

Ε5: Ποια είναι η επίδραση στη μηχανή εάν αποτύχει ο εσωτερικός ή ο εξωτερικός ανεμιστήρας στην PSM-15, και πόσο επείγουσα είναι η επισκευή;

Μια βλάβη ανεμιστήρα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως επείγουσα — όχι επειδή η μηχανή σταματά αμέσως, αλλά επειδή το υπόλοιπο θερμικό περιθώριο μειώνεται και ο χρόνος μέχρι μια διακοπή λόγω θερμότητας γίνεται απρόβλεπτος.

Με τον εξωτερικό ανεμιστήρα σταματημένο, η θερμοκρασία της ψύκτρας αυξάνεται κατά τη λειτουργία μέχρι να ενεργοποιηθεί ο AL03 και η PSM να διακοπεί για την προστασία των μονάδων τρανζίστορ.

Σε ένα δροσερό περιβάλλον, αυτό μπορεί να διαρκέσει λεπτά ή ώρες. σε ένα περιβάλλον παραγωγής καλοκαιριού με ζεστό ντουλάπι, μπορεί να συμβεί μέσα σε λίγα λεπτά από το σταμάτημα του ανεμιστήρα. Η βλάβη του εσωτερικού ανεμιστήρα έχει παρόμοιες συνέπειες για τη θερμοκρασία της πλακέτας ελέγχου.

Σε κάθε περίπτωση, συνεχίστε τη λειτουργία της μηχανής μόνο με στενή παρακολούθηση και προγραμματίστε την άμεση αντικατάσταση του ανεμιστήρα — η αντικατάσταση του ανεμιστήρα είναι μια μικρή επισκευή σε σύγκριση με την αντικατάσταση της μονάδας τρανζίστορ που θα συνεπαγόταν μια βλάβη υπερθέρμανσης.