전기 공급 A06B-6087-H145 AO6B-6O87-H145 A06B6087H145

Fanuc A06B-6087-H145 | Alpha 전원 공급 장치 모듈 PSM-45 — 55kW, 200–230V AC 3상, 185A 입력, 283–325V DC 버스, 165A 출력, 300mm 모듈, 외부 강제 냉각

개요

Fanuc A06B-6087-H145 는 PSM-45이며, 물리적 크기, 전력 용량 및 설치 요구 사항에서 A06B-6087 시리즈의 다른 제품보다 명확한 발전을 나타냅니다. PSM-15부터 PSM-37까지는 동일한 150mm 너비 섀시와 유사한 설치 공간을 공유하지만, PSM-45는 더 넓은 300mm 하우징을 사용하며 무게는 약 22kg으로 PSM-37의 두 배 이상입니다.

이것은 단순히 더 많은 동일한 것이 아닙니다. PSM-45는 다른 캐비닛 공간 요구 사항, 다른 고정 및 장착 고려 사항, 그리고 가장 중요하게는 다른 냉각 요구 사항을 수반하는 다른 물리적 등급에 속합니다.

185A AC 입력에서 55kW의 연속 출력을 제공하는 PSM-45는 고출력 스핀들 모터(15kW ~ 22kW 등급), 여러 개의 대형 서보 축 또는 PSM-37이 43kW에서 처리할 수 있는 것보다 훨씬 초과하는 총 동시 전력 수요를 가진 다중 스핀들 구성의 대형 머시닝 센터에 적합한 전력 범위에 속합니다. 대형 직경 커터를 사용하는 항공 우주 머시닝 센터, 샤프트 및 하우징 공작물을 위한 중장비 선반 센터, 대형 팔레트 용량을 갖춘 5축 기계가 일반적인 PSM-45 설치 사례로 나타납니다.

165A DC 버스 출력 전류는 다운스트림 SVM 및 SPM 모듈의 수와 크기를 결정하는 수치입니다.

165A 연속 전류로 PSM-45는 PSM-37의 43kW를 한계까지 또는 그 이상으로 밀어붙이는 수요 프로필인 여러 개의 전체 부하 SVM 축 모듈과 동시에 고출력 스핀들 모듈의 대형 SPM 스핀들 모듈의 전류 수요를 지속할 수 있습니다.

PSM-15, PSM-26 및 PSM-37과 달리 PSM-45는 자체 내장 팬 외에 외부 강제 공기 냉각이 필요합니다.

이것은 가장 중요한 설치 차이점입니다. 필요한 외부 덕트 배열 및 강제 공기 공급 없이 캐비닛에 장착된 PSM-45는 생산 부하 조건에서 필연적으로 AL03(방열판 과열) 차단이 발생합니다. 

외부 강제 냉각 요구 사항은 선택 사항이거나 환경에 따라 달라지는 것이 아닙니다. 모듈이 어떤 주변 온도에서도 정격 연속 출력을 달성하기 위해 필수적입니다.

주요 사양

300mm 섀시 — 크기의 의미

PSM-15/26/37의 150mm 섀시에서 PSM-45의 300mm 섀시로의 물리적 전환은 알파 드라이브 시스템의 아키텍처 경계입니다.

300mm 너비는 185A 입력, 400A 트랜지스터 모듈 및 55kW 연속 전력에서 열 및 전기적 요구 사항을 처리하는 데 필요한 방열판 표면적과 보드 레이아웃 볼륨을 제공합니다. 

22kg의 무게는 PSM-45가 전기 캐비닛에 적절한 브래킷 지지대가 필요함을 의미합니다. 더 작은 PSM 모듈에 충분한 가벼운 클립 장착에 의존할 수 없습니다.

PSM-45의 DC 버스 연결 지점은 150mm 섀시 모듈과 물리적으로 다르며, 캐비닛 레이아웃은 더 큰 모듈 풋프린트를 수용해야 합니다.

원래 설계에서 PSM-45를 지정한 기계 제작자는 이에 따라 전기 캐비닛을 구성했습니다. 

개조 또는 교체 목적으로 PSM-45는 PSM-45(또는 그 후속 모델인 PSM-55)만 교체할 수 있습니다. 150mm 섀시 PSM-37로 다운사이징하는 것은 기계적으로 불가능하며, 설령 가능하다 하더라도 43kW 제한은 PSM-45를 필요로 했던 부하에 비해 불충분할 것입니다.

외부 강제 냉각 — 왜 협상 불가능한가

PSM-45의 냉각 아키텍처는 두 개의 내부 팬을 사용하여 모듈 하우징 내에서 공기를 순환시키고 제어 전자 장치의 열을 제거합니다.

외부 방열판은 세 개의 400A 트랜지스터 모듈에서 발생하는 열 부하를 처리합니다. 이곳이 대부분의 열이 발생하는 곳입니다. 150mm 모듈(PSM-15 ~ PSM-37)에서는 방열판 핀을 가로질러 불어오는 외부 팬이 정격 부하 조건에서 이 열을 방출하기에 충분합니다. 

PSM-45에서는 185A 입력에서 400A 트랜지스터의 열 유속이 단일 외부 팬이 방출하기에는 너무 커서 방열판에 덕트 강제 공기 공급이 필요합니다.

실제로는 전기 캐비닛에 전용 공기 흐름 경로가 있어야 함을 의미합니다. 일반적으로 캐비닛 외부에서 PSM-45의 방열판 입구로 시원한 공기를 직접 가져오는 덕트 배열 또는 캐비닛 외부에 장착된 별도의 외부 강제 냉각 팬 어셈블리입니다.

원래 설계에서 PSM-45를 사용한 기계 제작자는 이 냉각 배열을 표준 기능으로 통합했습니다.

원래 외부 냉각이 수정, 저하 또는 손상된 캐비닛에 장착된 교체용 PSM-45의 경우, 생산 부하에서 기계를 작동하기 전에 외부 강제 냉각이 완전히 작동하는지 확인하는 것이 필수적입니다.

두 개의 내부 팬(A90L-0001-0422, 더 작은 PSM 모듈에도 사용되는 동일한 유형)은 개별적으로 예비 부품으로 사용할 수 있으며 전체 모듈을 교체하지 않고도 교체할 수 있습니다.

400A 트랜지스터 모듈 및 서비스 수명

PSM-45 내부의 세 개의 400A 트랜지스터 모듈은 더 작은 알파 PSM 모듈보다 높은 절대 전류 수준에서 작동합니다.

185A 연속 입력 수준에서 작동하는 400A 트랜지스터는 상당한 전기적 헤드룸을 가지고 있지만, 수년간의 생산 작동 중 열 사이클링은 트랜지스터 접합 특성과 솔더 조인트 무결성의 점진적인 저하를 유발합니다. 

노후화 관련 트랜지스터 저하의 최종 고장 모드는 일반적으로 포화 전압의 점진적인 증가이며, 이는 트랜지스터가 결국 고장나기 전에 스위칭 손실과 열 발생을 증가시킵니다. 종종 즉각적인 경보보다는 캐비닛 온도 증가로 먼저 나타납니다.

400A 트랜지스터는 개별 예비 부품으로 사용할 수 있으며, 고장난 트랜지스터 모듈 교체는 실행 가능한 수리 경로입니다.

PSM-45의 22kg 무게는 캐비닛 내 수리가 비현실적임을 의미합니다. 모듈은 벤치 수준의 트랜지스터 교체를 위해 캐비닛에서 제거해야 합니다.

배선 보드(A20B-2001-067x) 및 제어 카드(A16B-2202-042x)는 별도로 제공되지 않습니다. 보드 고장 시 장치 교체 또는 전문 보드 수리가 필요합니다.

PSM-45 및 그 후속 모델인 PSM-55

Fanuc의 공식 문서에 따르면 PSM-45는 1999년 8월부터 PSM-55로 대체되었습니다.

실제로 두 모듈 모두 전 세계 설치 기반에서 활발하게 사용되고 있습니다. 1999년 이전에 제작된 기계에 장착된 PSM-45 장치는 생산 시설에서 계속 작동하고 있으며, PSM-45에 대한 애프터마켓 서비스 지원도 계속 활발합니다. 

PSM-55는 다른 배선 보드 사양을 사용하고 더 높은 연속 출력을 제공하지만, PSM-45용으로 설계된 동일한 캐비닛 장착 배열과 물리적으로 호환됩니다. 따라서 PSM-45를 교체하고 더 높은 등급의 모듈을 장착할 기회가 운영상 유리할 때 권장되는 업그레이드 경로입니다.

자주 묻는 질문

Q1: PSM-37은 필요하지 않은데 PSM-45에서 외부 강제 냉각이 특별히 필요한 이유는 무엇입니까?

핵심 요인은 트랜지스터 모듈의 열 유속 밀도입니다. PSM-45의 세 개의 400A 트랜지스터는 정격 부하 조건에서 PSM-37의 더 작은 IGBT 모듈보다 단위 방열판 면적당 훨씬 더 많은 열을 발생시킵니다.

300mm 섀시 내에서 사용 가능한 방열판 핀 면적은 150mm 섀시보다 크지만, 팬이 부하가 걸린 전기 캐비닛 내부의 뜨거운 공기에 대항하여 작동하는 경우 단일 외부 팬만으로는 400A 트랜지스터의 열 출력을 방출할 수 없습니다.

외부 강제 공기 공급은 시원한 공기(캐비닛 재순환 공기 아님)를 방열판 면에 직접 공급하여 방열판이 예측 가능하게 더 낮은 온도에서 작동하도록 합니다.

이것이 없으면 방열판 온도 여유가 AL03 임계값 위로 좁아져 여름 주변 온도 또는 부분적인 캐비닛 막힘이 생산 부하에서 AL03 차단을 유발합니다.

Q2: PSM-45가 고장나고 PSM-55만 사용 가능한 경우 PSM-45를 PSM-55로 직접 교체할 수 있습니까?

예, PSM-55는 PSM-45의 공식 후속 모델이며 동일한 300mm 섀시 형식과 동일한 캐비닛 장착 배열을 사용합니다. DC 버스 연결 구성은 호환됩니다.

PSM-55는 PSM-45보다 더 높은 연속 출력을 제공하며, 이는 PSM-45를 기준으로 크기가 조정된 시스템에 안전합니다. 버스는 다운스트림 모듈이 요구하는 것보다 더 많은 용량을 가집니다. 

PSM-55의 제어 카드 개정판은 PSM-45와 약간 다를 수 있지만, 전원 공급 장치 모듈은 CNC의 서보 및 스핀들 매개변수 구성에 투명하므로 이 대체에 대해 CNC 매개변수 변경이 필요하지 않습니다.

Q3: PSM-45의 무게는 22kg입니다. 이 무게에 대해 어떤 설치 주의 사항이 필요합니까?

22kg의 무게는 모듈이 적절한 안전 계수를 가진 이 무게에 대해 정격된 브래킷 지지대에 장착되어야 함을 의미합니다.

모듈 상단의 단일 나사 연결에만 의존하여 매달지 마십시오. Fanuc 알파 시리즈 설치 가이드(B-65162)에 명시된 전체 장착 패턴을 사용하십시오. PSM-45를 교체하거나 서비스하기 위해 제거 및 장착할 때는 두 사람이 함께 작업하거나 캐비닛 랙에서 모듈이 빠져나올 때 모듈 무게를 지지할 수 있는 트롤리를 사용하십시오. 

22kg 모듈을 떨어뜨리면 모듈 본체, 배선 보드 및 접촉하는 모든 버스 바 연결부가 손상될 수 있습니다. 재장착 시 버스 바 연결부를 다시 연결한 후 장착 패스너를 조여 연결 지점의 버스 바 스트레스를 방지하십시오.

Q4: PSM-45 디스플레이에 AL02가 표시됩니다. 이것은 내부 팬입니까, 아니면 외부 냉각 시스템입니까?

AL02는 냉각 팬 고장을 나타냅니다. 특히 두 개의 내부 팬(A90L-0001-0422) 중 하나가 멈춘 것입니다. 내부 팬은 모듈 하우징 내에서 공기를 순환시키고 제어 전자 장치의 열 환경을 관리합니다.

AL02는 외부 강제 냉각 덕트 배열의 고장을 직접 나타내지 않습니다. 해당 고장 경로는 일반적으로 AL02가 아닌 AL03(방열판 과열)을 발생시킵니다. AL02가 나타나면 멈춘 두 개의 내부 팬 중 어느 것인지 식별하고(작동하는 팬과 조용한 팬을 듣고) 고장난 팬을 교체하고 생산을 재개하기 전에 작동을 확인하십시오. 두 내부 팬이 모두 작동하고 AL02가 계속 나타나면 제어 카드의 팬 모니터링 회로를 검사하십시오.

Q5: PSM-45의 55kW 정격 전력, 185A AC 입력 및 165A DC 출력 간의 관계는 무엇입니까? 입력 및 출력 전류가 다른 이유는 무엇입니까?

185A AC 입력과 165A DC 출력 간의 차이는 AC-DC 변환의 물리적 특성을 반영합니다.

PSM-45의 AC 입력은 200–230V의 3상 AC입니다. 정류 후 DC 버스는 283–325V에서 작동합니다. 전력 관계 P = V × I는 185A(3상 피상 전류)의 200V AC 입력에서 3상 계수 및 역률을 고려한 후 전달되는 실제 전력이 약 55kW임을 의미합니다.

325V에서 165A를 전달하는 DC 버스도 약 54kW(325V × 165A = 53.6kW)를 제공합니다.

약간의 차이는 변환 손실을 설명합니다. 정류기, 필터 및 능동 스위칭 회로는 완벽하게 효율적이지 않으며, 입력 전력의 작은 부분이 모듈 자체 내에서 열로 소산됩니다.

165A 출력 전류 정격은 다운스트림 SVM 및 SPM 모듈의 결합된 피크 전류 수요를 모듈의 DC 버스 용량과 비교하여 크기를 조정하는 데 관련되는 수치입니다.