Cung cấp điện A06B-6087-H145 AO6B-6O87-H145 A06B6087H145

Fanuc A06B-6087-H145 | Mô-đun Nguồn Alpha PSM-45 — 55kW, 3 pha AC 200–230V, Đầu vào 185A, Bus DC 283–325V, Đầu ra 165A, Mô-đun 300mm, Làm mát cưỡng bức bên ngoài

Tổng quan

Fanuc A06B-6087-H145 là PSM-45, và nó đại diện cho một bước tiến rõ ràng so với phần còn lại của dòng A06B-6087 về quy mô vật lý, công suất và yêu cầu lắp đặt. Trong khi PSM-15 đến PSM-37 chia sẻ cùng một khung gầm rộng 150mm và dấu chân lắp đặt tương tự, PSM-45 sử dụng vỏ rộng 300mm và nặng khoảng 22kg — gấp hơn hai lần khối lượng của PSM-37.

Đây không chỉ đơn thuần là việc tăng thêm; PSM-45 thuộc một lớp vật lý khác mang theo các yêu cầu về không gian tủ khác, các cân nhắc về cố định và lắp đặt khác, và — quan trọng — các yêu cầu làm mát khác.

Công suất đầu ra liên tục 55kW ở đầu vào AC 185A đặt PSM-45 vào phạm vi công suất phù hợp cho các trung tâm gia công lớn với động cơ trục chính công suất cao (lớp 15kW đến 22kW), nhiều trục servo khung lớn, hoặc cấu hình đa trục chính nơi tổng nhu cầu công suất đồng thời vượt xa đáng kể những gì PSM-37 có thể xử lý ở mức 43kW. Các trung tâm gia công hàng không vũ trụ với dao cắt đường kính lớn, các trung tâm tiện hạng nặng cho các chi tiết trục và vỏ, và các máy 5 trục với dung lượng pallet lớn đều xuất hiện như các cài đặt PSM-45 điển hình.

Dòng điện đầu ra bus DC 165A là con số xác định số lượng và kích thước của các mô-đun SVM và SPM hạ nguồn.

Ở mức 165A liên tục, PSM-45 có thể duy trì nhu cầu dòng điện của một mô-đun trục chính SPM lớn với công suất trục chính cao đồng thời với nhiều mô-đun trục SVM tải đầy đủ — một hồ sơ nhu cầu sẽ đẩy mức 43kW của PSM-37 đến hoặc vượt quá giới hạn của nó.

Không giống như PSM-15, PSM-26 và PSM-37, PSM-45 yêu cầu làm mát bằng khí cưỡng bức bên ngoài ngoài quạt tích hợp của nó.

Đây là điểm khác biệt quan trọng nhất trong lắp đặt: một PSM-45 được lắp đặt trong tủ mà không có hệ thống ống dẫn và nguồn cấp khí cưỡng bức cần thiết sẽ không thể tránh khỏi việc gặp sự cố tắt máy AL03 (quá nhiệt tản nhiệt) trong điều kiện tải sản xuất. 

Yêu cầu làm mát bằng khí cưỡng bức bên ngoài không phải là tùy chọn hoặc phụ thuộc vào môi trường — nó là bắt buộc để mô-đun đạt được công suất liên tục định mức ở bất kỳ nhiệt độ môi trường nào.

Thông số kỹ thuật chính

Khung gầm 300mm — Ý nghĩa của kích thước

Sự chuyển đổi vật lý từ khung gầm 150mm của PSM-15/26/37 sang khung gầm 300mm của PSM-45 là một ranh giới kiến trúc trong hệ thống ổ đĩa alpha.

Chiều rộng 300mm cung cấp diện tích bề mặt tản nhiệt và thể tích bố trí bảng mạch cần thiết để xử lý các yêu cầu nhiệt và điện ở đầu vào 185A, mô-đun transistor 400A và công suất liên tục 55kW. 

Trọng lượng 22kg có nghĩa là PSM-45 yêu cầu hỗ trợ giá đỡ phù hợp trong tủ điện — nó không thể dựa vào giá đỡ kẹp nhẹ đủ cho các mô-đun PSM nhỏ hơn.

Các điểm kết nối bus DC trên PSM-45 khác với các mô-đun khung gầm 150mm về mặt vật lý, và bố cục tủ phải phù hợp với dấu chân mô-đun lớn hơn.

Các nhà sản xuất máy đã chỉ định PSM-45 trong thiết kế ban đầu đã cấu hình tủ điện của họ cho phù hợp. 

Đối với mục đích nâng cấp hoặc thay thế, PSM-45 chỉ có thể thay thế một PSM-45 khác (hoặc bộ kế nhiệm PSM-55 của nó) — hạ cấp xuống PSM-37 khung gầm 150mm là không thể về mặt cơ khí, và ngay cả khi có thể, giới hạn 43kW sẽ không đủ cho tải yêu cầu PSM-45.

Làm mát bằng khí cưỡng bức bên ngoài — Tại sao nó không thể thương lượng

Kiến trúc làm mát của PSM-45 sử dụng hai quạt bên trong để lưu thông không khí bên trong vỏ mô-đun và loại bỏ nhiệt khỏi các bộ phận điện tử điều khiển.

Tản nhiệt bên ngoài chịu tải nhiệt từ ba mô-đun transistor 400A — đây là nơi phần lớn nhiệt được tạo ra. Trong các mô-đun 150mm (PSM-15 đến PSM-37), quạt bên ngoài thổi qua các cánh tản nhiệt là đủ để loại bỏ nhiệt này dưới điều kiện tải định mức. 

Trong PSM-45, luồng nhiệt từ các transistor 400A ở đầu vào 185A quá lớn đối với một quạt bên ngoài để loại bỏ — cần có nguồn cấp khí cưỡng bức qua ống dẫn đến tản nhiệt.

Trong thực tế, điều này có nghĩa là tủ điện phải có đường dẫn luồng khí chuyên dụng — thường là một hệ thống ống dẫn đưa không khí mát hơn từ bên ngoài tủ trực tiếp đến đầu vào tản nhiệt của PSM-45, hoặc một cụm quạt làm mát cưỡng bức bên ngoài riêng biệt được lắp đặt ở bên ngoài tủ.

Các nhà sản xuất máy sử dụng PSM-45 trong thiết kế ban đầu đã tích hợp hệ thống làm mát này như một tính năng tiêu chuẩn.

Đối với PSM-45 thay thế được lắp vào tủ mà hệ thống làm mát bên ngoài ban đầu đã bị sửa đổi, suy giảm hoặc ảnh hưởng, việc đảm bảo hệ thống làm mát bằng khí cưỡng bức bên ngoài hoạt động đầy đủ trước khi vận hành máy dưới tải sản xuất là điều cần thiết.

Hai quạt bên trong (A90L-0001-0422, cùng loại được sử dụng trong các mô-đun PSM nhỏ hơn) có sẵn riêng lẻ dưới dạng phụ tùng thay thế và có thể được thay thế mà không cần thay thế toàn bộ mô-đun.

Mô-đun Transistor 400A và Tuổi thọ dịch vụ

Ba mô-đun transistor 400A bên trong PSM-45 hoạt động ở mức dòng điện tuyệt đối cao hơn so với bất kỳ mô-đun PSM alpha nhỏ hơn nào.

Mặc dù các transistor 400A hoạt động ở mức đầu vào liên tục 185A có khoảng trống điện đáng kể, chu kỳ nhiệt trong nhiều năm hoạt động sản xuất gây ra sự suy giảm dần dần các đặc tính tiếp giáp của transistor và tính toàn vẹn của mối hàn. 

Chế độ lỗi cuối cùng do suy giảm transistor theo tuổi tác thường là sự gia tăng dần dần điện áp bão hòa, làm tăng tổn thất chuyển mạch và sinh nhiệt trước khi transistor cuối cùng bị lỗi — thường ban đầu biểu hiện dưới dạng nhiệt độ tủ tăng lên thay vì báo động ngay lập tức.

Các transistor 400A có sẵn dưới dạng phụ tùng thay thế riêng lẻ và việc thay thế mô-đun transistor bị lỗi là một con đường sửa chữa khả thi.

Khối lượng 22kg của PSM-45 có nghĩa là việc sửa chữa trong tủ là không thực tế; mô-đun phải được tháo ra khỏi tủ để thay thế transistor ở cấp độ bàn làm việc.

Bảng đấu dây (A20B-2001-067x) và thẻ điều khiển (A16B-2202-042x) không có sẵn riêng lẻ — các tình trạng bảng mạch bị lỗi yêu cầu trao đổi đơn vị hoặc sửa chữa bảng mạch chuyên dụng.

PSM-45 và bộ kế nhiệm PSM-55

Tài liệu chính thức của Fanuc lưu ý rằng PSM-45 đã được thay thế bởi PSM-55 từ tháng 8 năm 1999.

Trong thực tế, cả hai mô-đun vẫn đang hoạt động tích cực trên cơ sở lắp đặt toàn cầu — các đơn vị PSM-45 được lắp đặt trong các máy được sản xuất trước năm 1999 tiếp tục hoạt động trong các cơ sở sản xuất và hỗ trợ dịch vụ hậu mãi cho PSM-45 vẫn hoạt động. 

PSM-55 sử dụng thông số kỹ thuật bảng đấu dây khác và cung cấp công suất liên tục cao hơn, nhưng tương thích về mặt vật lý với cùng một bố trí lắp đặt tủ được thiết kế cho PSM-45 — làm cho nó trở thành đường nâng cấp được khuyến nghị khi PSM-45 đang được thay thế và cơ hội lắp đặt mô-đun có định mức cao hơn mang lại lợi ích hoạt động.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Điều gì cụ thể yêu cầu làm mát bằng khí cưỡng bức bên ngoài trên PSM-45 mà PSM-37 không cần?

Yếu tố quan trọng là mật độ luồng nhiệt từ các mô-đun transistor. Ba transistor 400A của PSM-45 tạo ra nhiệt đáng kể hơn trên mỗi đơn vị diện tích tản nhiệt so với các mô-đun IGBT nhỏ hơn trong PSM-37 dưới điều kiện tải định mức.

Diện tích cánh tản nhiệt có sẵn trong khung gầm 300mm, mặc dù lớn hơn khung gầm 150mm, vẫn không thể loại bỏ nhiệt lượng tỏa ra của các transistor 400A chỉ bằng quạt bên ngoài nếu quạt hoạt động chống lại không khí nóng đã có sẵn bên trong tủ điện đang tải.

Nguồn cấp khí cưỡng bức bên ngoài mang không khí mát hơn (không phải không khí tái tuần hoàn trong tủ) trực tiếp đến mặt tản nhiệt, đảm bảo tản nhiệt hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn có thể dự đoán được.

Nếu không có điều này, biên nhiệt độ tản nhiệt trên ngưỡng AL03 sẽ thu hẹp đến mức nhiệt độ môi trường mùa hè hoặc tắc nghẽn tủ một phần sẽ gây ra sự cố tắt máy AL03 dưới tải sản xuất.

Q2: Có thể thay thế trực tiếp PSM-45 bằng PSM-55 nếu PSM-45 bị lỗi và chỉ có PSM-55 có sẵn không?

Có, PSM-55 là bộ kế nhiệm chính thức của PSM-45 và sử dụng cùng định dạng khung gầm 300mm và cùng bố trí lắp đặt tủ. Cấu hình kết nối bus DC tương thích.

PSM-55 cung cấp công suất liên tục cao hơn PSM-45, điều này an toàn cho một hệ thống được định cỡ xung quanh PSM-45 — bus chỉ có dung lượng lớn hơn yêu cầu của các mô-đun hạ nguồn. 

Phiên bản thẻ điều khiển trên PSM-55 có thể hơi khác so với PSM-45, nhưng không cần thay đổi tham số CNC cho việc thay thế này, vì mô-đun nguồn điện là trong suốt đối với cấu hình tham số servo và trục chính của CNC.

Q3: PSM-45 nặng 22kg — những biện pháp phòng ngừa lắp đặt nào mà trọng lượng này yêu cầu?

Khối lượng 22kg yêu cầu mô-đun phải được lắp trên các giá đỡ được định mức cho trọng lượng này với hệ số an toàn phù hợp.

Không dựa vào một kết nối vít duy nhất ở đỉnh mô-đun để treo — sử dụng toàn bộ mẫu lắp đặt được chỉ định trong hướng dẫn lắp đặt dòng alpha của Fanuc (B-65162). Khi tháo và lắp PSM-45 để thay thế hoặc bảo trì, hãy sử dụng hai người hoặc xe đẩy được định vị để đỡ trọng lượng mô-đun khi nó trượt ra khỏi giá tủ. 

Làm rơi mô-đun 22kg có thể làm hỏng thân mô-đun, bảng đấu dây và bất kỳ kết nối thanh bus nào mà nó tiếp xúc. Khi lắp lại, hãy kết nối lại các kết nối thanh bus DC trước khi siết chặt các chốt lắp đặt để tránh ứng suất thanh bus tại các điểm kết nối.

Q4: AL02 xuất hiện trên màn hình PSM-45 — đó là quạt bên trong hay hệ thống làm mát bên ngoài?

AL02 cho biết lỗi quạt làm mát — cụ thể là một trong hai quạt bên trong (A90L-0001-0422) đã dừng. Các quạt bên trong lưu thông không khí bên trong vỏ mô-đun và quản lý môi trường nhiệt của các bộ phận điện tử điều khiển.

AL02 không trực tiếp chỉ ra lỗi trong hệ thống ống dẫn khí cưỡng bức bên ngoài; đường lỗi đó thường gây ra AL03 (quá nhiệt tản nhiệt) thay vì AL02. Khi AL02 xuất hiện, hãy xác định quạt bên trong nào đã dừng (lắng nghe quạt đang chạy và quạt im lặng), thay thế quạt bị lỗi và xác minh hoạt động trước khi tiếp tục sản xuất. Nếu cả hai quạt bên trong đều chạy và AL02 vẫn xuất hiện, hãy kiểm tra mạch giám sát quạt trên thẻ điều khiển.

Q5: Mối quan hệ giữa công suất định mức 55kW, đầu vào AC 185A và đầu ra DC 165A của PSM-45 là gì — tại sao dòng điện đầu vào và đầu ra lại khác nhau?

Sự khác biệt giữa đầu vào AC 185A và đầu ra DC 165A phản ánh vật lý của việc chuyển đổi AC sang DC.

Đầu vào AC của PSM-45 là AC ba pha ở 200–230V. Sau khi chỉnh lưu, bus DC hoạt động ở 283–325V. Mối quan hệ công suất P = V × I có nghĩa là ở đầu vào AC 200V với 185A (dòng điện biểu kiến ba pha), công suất thực được truyền sau khi tính đến hệ số ba pha và hệ số công suất là khoảng 55kW.

Bus DC ở 325V mang 165A cũng cung cấp khoảng 54kW (325V × 165A = 53.6kW).

Sự khác biệt nhỏ này tính đến tổn thất chuyển đổi — bộ chỉnh lưu, bộ lọc và các mạch chuyển mạch chủ động không hiệu quả hoàn hảo, và một phần nhỏ công suất đầu vào bị tiêu tán dưới dạng nhiệt bên trong chính mô-đun.

Dòng điện đầu ra 165A là con số liên quan để định cỡ nhu cầu dòng điện đỉnh kết hợp của các mô-đun SVM và SPM hạ nguồn so với dung lượng bus DC của mô-đun.