Moduł zasilania FANUC A06B-6081-H106 A06B6081H106 AO6B-6O81-H1O6

Fanuc A06B-6081-H106 | Moduł zasilacza Alpha PSMR-5.5 — 200–230V AC 3-fazowy, 35A wejściowy, 283–325V DC magistrala, typ z rozładowaniem rezystancyjnym 

Przegląd

Fanuc A06B-6081-H106 to PSMR-5.5, a najważniejszą rzeczą, którą należy o nim zrozumieć przed jego specyfikacją lub wymianą, jest zawarta w literze "R" w jego oznaczeniu: jest to zasilacz typu z rozładowaniem rezystancyjnym, a nie typu z aktywną regeneracją.

Każdy inny moduł zasilacza Alpha opisany w rodzinach A06B-6087 i A06B-6077 PSM zwraca energię hamowania silnika do trójfazowego zasilania AC poprzez stopień falownika z aktywnym front-endem. A06B-6081-H106 tego nie robi.

Generuje on takie samo wyjście magistrali DC o napięciu 283–325V i takie samo wejście AC o napięciu 200–230V, ale mechanizm obsługi energii regeneracyjnej z hamujących silników jest zupełnie inny — a ta różnica ma bezpośrednie implikacje dla dodatkowego sprzętu, którego wymaga system.

W systemie PSMR, gdy serwo- lub wrzecionowy silnik hamuje, energia kinetyczna przekształcona w energię elektryczną przez silnik przepływa z powrotem do magistrali DC. Napięcie magistrali DC wzrasta wraz z gromadzeniem się tej energii.

Moduł PSMR nie posiada aktywnego obwodu do zwracania tej energii do zasilania AC; zamiast tego polega na zewnętrznym urządzeniu rozładowania regeneracyjnego — oddzielnie zamontowanym zespole rezystora z własnym sterowaniem przełączającym — do absorpcji energii i rozpraszania jej w postaci ciepła. Bez podłączenia i sprawnego działania tego zewnętrznego urządzenia rozładowania, magistrala DC przekroczy swój limit napięcia podczas hamowania i wywoła ochronę przed przepięciem (AL07), zatrzymując maszynę.

Jest to fundamentalny kompromis architektury PSMR: prostsza i tańsza niż PSM z aktywną regeneracją na etapie początkowego zasilania, ponieważ pominięto obwód falownika z aktywnym front-endem, ale wymaga oddzielnego urządzenia rozładowania, którego koszt częściowo równoważy oszczędność i które generuje ciepło w szafie, które aktywny PSM zwróciłby do sieci.

PSMR ma sens inżynieryjny w zastosowaniach, gdzie zdarzenia hamowania są rzadkie, bezwładność obciążenia jest niska, lub energia regenerowana na cykl jest niewielka — kompaktowe maszyny z małymi silnikami i pozycjonowaniem o niskiej liczbie cykli, gdzie koszt sprzętu do aktywnej regeneracji byłby trudny do uzasadnienia.

PSMR-5.5 obsługuje dolny zakres mocy napędów Alpha.

Przy mocy 5,5 kW nadaje się do maszyn z minimalnym obciążeniem osi serwo — pojedynczy mały moduł SVM i brak wzmacniacza wrzeciona na tej samej magistrali, lub konfiguracje, w których całkowite jednoczesne zapotrzebowanie na moc mieści się w granicach 5,5 kW.

Kluczowe specyfikacje

PSMR vs PSM: Dwa różne podejścia do tego samego problemu

Wybór zasilacza w systemie napędów Alpha zawsze wiąże się z fundamentalnym wyborem: PSM (aktywna regeneracja) czy PSMR (rozładowanie rezystancyjne)? A06B-6081-H106 PSMR-5.5 reprezentuje jedną stronę tego wyboru.

Zrozumienie różnicy nie jest opcjonalne przy konserwacji lub wymianie tych modułów — zainstalowanie PSMR zamiast PSM, lub PSM zamiast PSMR, ma konsekwencje dla zdolności systemu do obsługi energii hamowania.

Aktywny PSM (seria A06B-6077/6087): Stopień IGBT front-endu aktywnie odwraca energię hamowania z powrotem do zasilania AC. Nie jest wymagane zewnętrzne urządzenie rozładowania. Wyższy koszt modułu.

Zwraca energię do sieci — zużycie energii netto jest niższe w maszynach o wysokiej liczbie cykli. Szafa pracuje chłodniej podczas intensywnych cykli hamowania.

PSMR (seria A06B-6081): Brak aktywnego stopnia falownika. Wymagane zewnętrzne urządzenie rozładowania regeneracyjnego, które musi być odpowiednio dobrane i zainstalowane.

Niższy koszt modułu. Energia hamowania rozpraszana jako ciepło w zewnętrznym rezystorze. 

Odpowiedni do zastosowań o niskiej liczbie cykli lub niskiej bezwładności, gdzie moc regenerowana na zdarzenie jest niewielka.

Seria PSMR obejmuje PSMR-3 (A06B-6081-H103) i PSMR-5.5 (A06B-6081-H106).

Oznaczenia "3" i "5.5" odzwierciedlają tę samą filozofię klasy mocy co rodzina PSM: PSMR-3 obsługuje jeszcze lżejsze obciążenia, a PSMR-5.5 jest większy z tych dwóch.

Zewnętrzne urządzenie rozładowania regeneracyjnego — czym jest i dlaczego jest ważne

Zewnętrzne urządzenie rozładowania regeneracyjnego nie jest opcjonalne w systemie PSMR — jest to wymagany komponent systemu. Bez niego PSMR-5.5 nie jest w stanie obsłużyć żadnej energii hamowania z podłączonych silników, a pierwsze zdarzenie hamowania osi po pominięciu lub awarii urządzenia rozładowania spowoduje wyzwolenie AL07 (przepięcie) i zatrzymanie maszyny.

Urządzenie rozładowania składa się z rezystora dużej mocy (lub zespołu rezystorów) i obwodu przełączającego, który podłącza rezystor do magistrali DC, gdy napięcie magistrali wzrośnie powyżej progu.

Gdy napięcie magistrali wzrasta z powodu regeneracji silnika, obwód przełączający uruchamia się, a rezystor pochłania energię, rozpraszając ją w postaci ciepła. Obwód przełączający odłącza rezystor, gdy napięcie magistrali powróci do normy, zapobiegając ciągłemu poborowi mocy z zasilania magistrali.

Urządzenie rozładowania musi być fizycznie zamontowane w miejscu, gdzie jego znaczna emisja ciepła może być bezpiecznie rozproszona — zazwyczaj poza główną szafą elektryczną, na zewnętrznej konstrukcji maszyny lub w oddzielnie wentylowanej obudowie.

Dokumentacja serii Alpha firmy Fanuc określa odpowiedni model urządzenia rozładowania do użytku z PSMR-5.5 oraz jego wymagania dotyczące montażu i okablowania. 

Termiczny wyłącznik rezystora jest zawarty w standardowych urządzeniach rozładowania i zapewnia wyjście alarmowe w przypadku przegrzania rezystora — dokumentacja uruchomieniowa Alpha firmy Fanuc (B-65165E) określa, jak ten sygnał termicznego wyłącznika musi być podłączony do obwodu bezpieczeństwa maszyny.

Odwołanie do alarmów i karta sterująca

Karta sterująca A06B-6081-H106 (A20B-2001-0890) i płyta okablowania (A16B-2202-0541) są specyficzne dla serii A06B-6081 PSMR. Struktura alarmów jest zgodna z tym samym wzorem alfanumerycznym co rodzina PSM:

AL01 — Prąd przetężeniowy w głównym module zasilania. Sprawdzić zasilanie trójfazowe, bezpieczniki wejściowe i połączenia magistrali poniżej.

AL02 — Wentylator chłodzący zatrzymany. Wymienić uszkodzony wentylator niezwłocznie, aby przywrócić margines termiczny.

AL03 — Przegrzanie radiatora. Sprawdzić ścieżkę przepływu powietrza chłodzącego; w PSMR-5.5 upewnić się, że wentylacja szafy działa.

AL04 — Spadek napięcia w obwodzie DC. Może wskazywać na nadmierne obciążenie lub usterkę w obwodzie wstępnego ładowania.

AL05 — Niekompletne wstępne ładowanie. Napięcie magistrali DC nie osiągnęło napięcia roboczego w oczekiwanym czasie — sprawdzić rezystor/kontakt wstępnego ładowania.

AL06 — Nienormalne zasilanie wejściowe. Problem z jakością zasilania trójfazowego; sprawdzić równowagę napięć i bezpieczniki.

AL07 — Przepięcie na magistrali DC. W PSMR prawie zawsze wskazuje na problem z zewnętrznym urządzeniem rozładowania — obwód rezystora nie zadziałał, urządzenie rozładowania nie jest podłączone, lub jego pojemność jest niewystarczająca dla bezwładności podłączonych silników.

AL07 w PSMR to alarm, który jednoznacznie wskazuje na urządzenie rozładowania, a nie na sam PSM. Przed zdiagnozowaniem A06B-6081-H106 jako wadliwego przy alarmie AL07, zweryfikować, czy obwód przełączający zewnętrznego urządzenia rozładowania działa i czy jego termiczny wyłącznik nie zadziałał.

FAQ

P1: Czy A06B-6081-H106 PSMR-5.5 można zastąpić modułem PSM (np. A06B-6077-H106 PSM-5.5) bez innych zmian w systemie?

Nie bezpośrednio. Moduły A06B-6087 PSM zawierają stopień front-endu z aktywną regeneracją, który eliminuje potrzebę zewnętrznego urządzenia rozładowania.

Jeśli PSMR zostanie zastąpiony przez odpowiedni typ PSM, zewnętrzne urządzenie rozładowania stanie się zbędne i powinno zostać odłączone — PSM z podłączonym aktywnym urządzeniem rozładowania nie jest obsługiwaną konfiguracją. 

Dodatkowo, specyfikacje wewnętrznych płyt różnią się między PSMR i PSM, więc płyta okablowania i karta sterująca nie są takie same.

Napięcie magistrali DC i specyfikacja wyjściowa są kompatybilne, więc zastępczy PSM będzie poprawnie sterował tymi samymi modułami SVM i SPM poniżej.

P2: Jakie zewnętrzne urządzenie rozładowania jest wymagane dla PSMR-5.5 i jak powinno być dobrane?

Fanuc określa odpowiednie urządzenie rozładowania dla PSMR-5.5 w przewodniku wyboru serii Alpha (B-65162).

Dobór zależy od maksymalnej mocy regenerowanej, jaką podłączone silniki wytwarzają podczas hamowania, która jest obliczana na podstawie bezwładności silnika, zmiany prędkości podczas każdego hamowania i czasu hamowania.

Procedura doboru Fanuca obejmuje obliczenie średniej mocy regenerowanej w cyklu pracy i wybór urządzenia rozładowania, którego moc znamionowa przekracza tę średnią, z marginesem dla szczytowych zdarzeń rozładowania.

Numer modelu urządzenia rozładowania i jego specyfikacje są udokumentowane obok modułu PSMR w B-65162.

P3: W systemie, w którym urządzenie rozładowania uległo awarii, czy maszyna może w ogóle działać?

Nie. System PSMR bez sprawnego urządzenia rozładowania nie jest w stanie bezpiecznie hamować żadnego silnika z prędkością generującą znaczącą energię regenerowaną. Każde zatrzymanie silnika spowoduje wzrost napięcia magistrali DC, aż do wyzwolenia AL07 i wykonania przez CNC zatrzymania awaryjnego.

Maszyna nie będzie w stanie utrzymać normalnych cykli pracy bez sprawnego urządzenia rozładowania.

Jeśli urządzenie rozładowania uległo awarii, musi zostać naprawione lub wymienione przed wznowieniem normalnej pracy maszyny. 

Jako tymczasowe rozwiązanie, ręczne zmniejszenie wszystkich współczynników hamowania osi w celu wydłużenia czasu hamowania zmniejsza chwilową moc regenerowaną na zdarzenie — ale jest to obejście diagnostyczne, a nie rozwiązanie operacyjne.

P4: Płyty wewnątrz PSMR-5.5 (A16B-2202-0541 i A20B-2001-0890) pojawiają się na niektórych listach jako te same numery co płyty w innych modułach Alpha. Czy są one faktycznie wymienne?

Numery płyt mogą pojawiać się w wielu modułach rodziny Alpha, jednocześnie pełniąc różne funkcje lub posiadając różne oprogramowanie układowe.

A16B-2202-0541 i A20B-2001-0890 są specyficzne dla serii PSMR i nie należy zakładać ich wymienności z płytami o identycznych numerach w modułach PSM bez weryfikacji.

Najbardziej niezawodnym podejściem jest pozyskiwanie modułów zamiennych PSMR-5.5 (A06B-6081-H106) jako kompletnych jednostek z rynku wymiany, co pozwala uniknąć konieczności oceny kompatybilności poszczególnych płyt.

Naprawy na poziomie płyt powinny być wykonywane wyłącznie przez specjalistów posiadających dostęp do dokumentacji Fanuc na poziomie komponentów.

P5: Jaka jest różnica między PSMR-3 (A06B-6081-H103) a PSMR-5.5 (A06B-6081-H106) i kiedy należy wybrać każdy z nich?

PSMR-3 i PSMR-5.5 różnią się klasą mocy: PSMR-3 obsługuje lżejsze obciążenia (klasa 3 kW), a PSMR-5.5 obsługuje kolejny poziom mocy 5,5 kW. Wybór odbywa się na tej samej zasadzie co wybór między dwiema klasami mocy PSM — sumuje się ciągłe zapotrzebowanie na moc wszystkich podłączonych modułów SVM i SPM, stosuje współczynnik jednoczesnego działania i wybiera PSMR, którego moc znamionowa przekracza wynik.

Jeśli obliczenie mieści się między 3 kW a 5,5 kW, PSMR-5.5 jest właściwym wyborem.

Wymiary fizyczne obu jednostek są podobne (obie z serii A06B-6081, format 60 mm szerokości), ale specyfikacje okablowania i karty sterującej różnią się i nie są wymienne między H103 i H106.