A06B-6120-H045 Модуль питания Fanuc A06B6120H045 AO6B-6I2O-HO45

Fanuc A06B-6120-H045 | Alpha i HV Power Supply PSM-45HVi — Корпус 150 мм, транзисторы 1200 В, 50 кВт, вход 400–480 В, плата управления A16B-2203-0637, диагностика вентилятора AL-A / AL-2

Обзор

Fanuc A06B-6120-H045 — это модуль мощностью 50 кВт первого поколения семейства высоковольтных (HV) блоков питания Fanuc alpha i — серии A06B-6120, который принимает трехфазное напряжение 400–480 В непосредственно от сети предприятия и преобразует его в повышенное напряжение шины постоянного тока 565–679 В, необходимое для высоковольтных серво- и шпиндельных усилителей alpha i.

Его корпус шириной 150 мм является физическим идентификатором, отличающим его в электрическом шкафу: он уже, чем самые большие классы PSM в серии 200 В, но значительно шире модулей 90 мм или 60 мм, что отражает требования к рассеиванию тепла и пространству для компонентов конструкции мощностью 50 кВт, 92 А, работающей с транзисторами, рассчитанными на 1200 В.

Номинальное напряжение транзисторов 1200 В не является случайным.

Шина постоянного тока, которую производит этот модуль, колеблется от 565 В на нижнем пределе до 679 В при нормальной работе, с переходными пиками выше этого значения во время активных событий рекуперации. Транзисторы, коммутирующие эту шину, должны иметь номинальное напряжение пробоя значительно выше пикового напряжения шины — номинальное значение 1200 В обеспечивает необходимый запас по снижению нагрузки.

Это одно из наиболее явных инженерных отличий между семейством 200 В aiPS (A06B-6110) и семейством HV (A06B-6120): транзисторы HV имеют совершенно иные характеристики, выбранные для повышенного напряжения шины, а не просто масштабированные по сравнению с конструкцией 200 В.

Плата управления в A06B-6120-H045 имеет номер детали Fanuc A16B-2203-0637.

Эта плата выполняет функции интерфейса между внутренними схемами модуля и силовыми подключениями к внешнему источнику питания и шине постоянного тока. Как и другие платы PSM alpha i, она недоступна в качестве отдельной запасной части через стандартные каналы — обмен модуля или специализированный ремонт платы являются путями обслуживания при диагностике неисправности на уровне платы.

Ключевые характеристики

Корпус 150 мм — Планирование шкафа и механическая совместимость

Ширина 150 мм ставит PSM-45HVi в тот же класс корпуса, что и несколько модулей среднего диапазона семейства 200 В alpha i. В стойке привода HV модуль PSM-45HVi соседствует с модулями alpha i HV SVM и SPM со стороны шины постоянного тока, а с другой стороны — с реактором переменного тока и подключениями к источнику питания.

Механическая компоновка следует той же схеме шин, что и в серии 200 В — верхние и нижние подключения шин для звена постоянного тока, боковые разъемы для питания управления и сигналов тревоги.

Станок, изначально разработанный для PSM-45HVi, будет иметь слот шкафа, рассчитанный на 150 мм; установка модуля другой ширины потребует физической модификации монтажного узла.

Для производителей станков, закупающих PSM-45HVi для новой сборки, стандартный формат 150 мм означает, что модуль интегрируется в стойки привода с использованием того же монтажного оборудования и узлов шин, которые указаны Fanuc для семейства HV.

Для инженеров по техническому обслуживанию, закупающих замену, формат 150 мм является полезным параметром проверки — убедитесь, что заменяемый блок является вариантом на 150 мм перед заказом, поскольку семейство A06B-6120 охватывает несколько классов мощности с разной шириной корпуса.

Шина постоянного тока 565–679 В — почему эти напряжения

Трехфазное напряжение переменного тока 400 В имеет пиковое междуфазное напряжение примерно 566 В (400 × √2). Трехфазный диодный мост во входном выпрямителе PSM-45HVi заряжает конденсаторы шины постоянного тока до этого пикового значения при отсутствии нагрузки — отсюда нижний предел регулируемого диапазона выходного напряжения 565 В.

При регулировании напряжения активным входным каскадом шина поддерживается в пределах 565–679 В при нормальной работе. Верхний предел представляет собой максимальное допустимое напряжение шины перед срабатыванием схемы защиты от перенапряжения (AL-7).

Во время быстрого замедления шпинделя — например, шпиндельный двигатель мощностью 22 кВт, замедляющийся с 6000 об/мин до нуля менее чем за две секунды — двигатель действует как генератор, возвращая ток обратно в шину. Активный входной каскад инвертирует эту энергию обратно в сеть 400 В, вместо того чтобы позволить напряжению шины подняться до AL-7.

Эффективность этой активной рекуперации является причиной того, что PSM-45HVi используется для больших станков с высокоинерционными шпинделями; без нее рекуперированная энергия от замедления тяжелого шпинделя потребовала бы очень большого разрядного резистора, а тепловая нагрузка шкафа во время смены повторяющихся ускорений и замедлений шпинделя была бы значительной.

Сигналы тревоги вентилятора: AL-2 и AL-A в контексте системы HV

PSM-45HVi использует ту же двухвентиляторную архитектуру, что и семейство 200 В alpha i PSM, и разделение сигналов тревоги между AL-2 (внутренний вентилятор) и AL-A (внешний вентилятор радиатора) имеет еще большую срочность при выходной мощности 50 кВт, чем при более низких уровнях мощности.

При мощности 50 кВт тепло, выделяемое в транзисторных модулях 1200 В при номинальной нагрузке, значительно.

Внешний вентилятор радиатора (A90L-0001-0509) является основным механизмом отвода этого тепла — он прогоняет окружающий воздух через оребренный блок радиатора, на котором установлены транзисторы. Если этот вентилятор останавливается (AL-A), температура радиатора быстро растет. Насколько быстро, зависит от нагрузки: при выходной мощности 50 кВт в производственном режиме скорость повышения температуры без вентилятора значительно выше, чем при частичной нагрузке.

Запас между температурой окружающей среды и порогом защиты AL-3 (перегрев радиатора) расходуется за минуты, а не за часы. Поэтому AL-A на PSM-45HVi в производстве является сигналом тревоги, требующим остановки и расследования, а не просто записи и продолжения работы.

Внутренний вентилятор (A90L-0001-0441#39) выполняет другую, но не менее важную роль: он управляет тепловым режимом платы управления внутри корпуса модуля. Температура платы влияет на долгосрочную надежность электролитических конденсаторов и других термочувствительных компонентов на плате управления.

AL-2 (остановлен внутренний вентилятор) требует немедленной замены вентилятора — продолжение работы с неисправным внутренним вентилятором ускоряет старение компонентов платы управления со скоростью, которая заметно сокращает срок службы модуля.

Оба вентилятора являются отдельными запасными частями и могут быть заменены без замены всего модуля.

Первое поколение A06B-6120 в эксплуатации сегодня

Серия HV aiPS первого поколения A06B-6120 производилась в ту же эпоху, что и семейство 200 В A06B-6110 — примерно с 2004 года до конца 2000-х годов, до того, как ее сменила серия HV второго поколения A06B-6150.

Станки, построенные в этот период, сейчас приближаются или превышают пятнадцать лет эксплуатации, что означает, что блоки PSM-45HVi, находящиеся в эксплуатации, входят в возраст, когда проактивный осмотр тепловых компонентов и замена вентиляторов имеют сильный экономический смысл.

Незапланированная остановка производства на большом обрабатывающем центре — типичном станке для PSM-45HVi — несет значительно более высокую почасовую стоимость простоя, чем плановая остановка технического обслуживания.

Часто задаваемые вопросы

В1: Может ли PSM-45HVi использоваться с североамериканской сетью 480 В в дополнение к европейской сети 400 В?

Да. Диапазон входного напряжения 400–480 В охватывает как стандартные для Европы сети 400 В, так и трехфазные сети 480 В (линия-линия), распространенные в промышленных предприятиях Северной Америки. Поддерживаются оба варианта частоты 50 Гц и 60 Гц.

Активный входной каскад модуля регулирует выход шины постоянного тока в пределах 565–679 В во всем этом диапазоне входных напряжений, поддерживая стабильную производительность независимо от того, является ли питание предприятия 400 В/50 Гц или 480 В/60 Гц.

В2: Когда на PSM-45HVi появляется AL-3 (перегрев радиатора), это всегда сбой охлаждения, или это может указывать на неисправность транзистора?

AL-3 срабатывает от теплового датчика на радиаторе, превышающего свой порог. Наиболее частой причиной является сбой охлаждения — AL-A (остановлен внешний вентилятор), который был пропущен или отложен, или заблокированный радиатор из-за скопления пыли и стружки, препятствующей воздушному потоку.

Неисправный транзистор, потребляющий ток покоя выше нормы, также может генерировать избыточное тепло и в конечном итоге довести температуру радиатора до порога AL-3, даже при работающем вентиляторе. 

Если AL-3 возникает при работающих обоих вентиляторах и чистых ребрах радиатора, транзисторные модули требуют проверки. Если перед AL-3 появился AL-A, сначала восстановите охлаждение; AL-3 исчезнет после охлаждения радиатора, и транзисторы могут быть не повреждены, если событие перегрева было кратковременным.

В3: Как первое поколение серии A06B-6120 PSM-45HVi соотносится с модулями HV aiPS второго поколения? Существует ли обозначение замены?

Семейство PSM HV alpha i второго поколения имеет обозначение серии A06B-6150. A06B-6150-H045 является эквивалентом A06B-6120-H045 второго поколения, обеспечивая ту же выходную мощность 50 кВт при том же входном напряжении 400–480 В и том же выходном напряжении шины постоянного тока 565–679 В.

Они совместимы с теми же последующими модулями усилителей alpha i HV (A06B-6127 SVM, A06B-6121 SPM). Установка A06B-6150-H045 в качестве замены вышедшего из строя A06B-6120-H045 не требует изменения параметров или перекоммутации.

В4: Плата управления PSM-45HVi A06B-6120 имеет номер A16B-2203-0637. Это та же плата, что используется в других модулях серии A06B-6120?

A16B-2203-0637 используется конкретно в A06B-6120-H045. Другие модули серии A06B-6120 (различной мощности) могут использовать другие номера плат.

При поиске ремонта на уровне платы для H045 необходимо точно соответствовать обозначению A16B-2203-0637 — замена платы от другого варианта A06B-6120 не является подходящей без проверки соответствия спецификаций платы. 

Для большинства полевых ситуаций замена всего блока более практична, чем поиск на уровне платы.

В5: Какой код AL появляется, когда PSM-45HVi теряет одну фазу на входе, и как его следует расследовать?

AL-E указывает на то, что модуль обнаружил обрыв фазы — одна из трех входных фаз переменного тока отсутствует или сильно снижена. Шаги расследования: проверьте все три входных предохранителя по отдельности (один оборванный предохранитель фазы является частой причиной и не всегда виден при визуальном осмотре — используйте мультиметр для проверки целостности), убедитесь, что автоматический выключатель, питающий модуль, не сработал по одному полю, и измерьте три фазных напряжения на входных клеммах PSM-45HVi под нагрузкой, чтобы исключить неисправность питающего кабеля. AL-E не указывает на внутреннюю неисправность PSM; это событие качества питания.