El número de unidades de energía eléctrica de las que se trate será el número de unidades de energía eléctrica de las que se trate.

Fanuc A06B-6087-H145 | Módulo de Fuente de Alimentación Alpha PSM-45 — 55kW, 200–230V CA Trifásico, 185A de Entrada, Bus de CC de 283–325V, 165A de Salida, Módulo de 300mm, Refrigeración Forzada Externa

Descripción general

El Fanuc A06B-6087-H145 es el PSM-45, y representa un claro salto con respecto al resto de la serie A06B-6087 en tamaño físico, capacidad de potencia y requisitos de instalación. Mientras que los PSM-15 a PSM-37 comparten el mismo chasis de 150 mm de ancho y una huella de instalación similar, el PSM-45 utiliza una carcasa más ancha de 300 mm y pesa aproximadamente 22 kg, más del doble de la masa del PSM-37.

Esto no es simplemente más de lo mismo; el PSM-45 pertenece a una clase física diferente que conlleva diferentes requisitos de espacio en el armario, diferentes consideraciones de fijación y montaje y, de manera crítica, diferentes requisitos de refrigeración.

La salida continua de 55 kW a una entrada de CA de 185 A sitúa al PSM-45 en el rango de potencia adecuado para grandes centros de mecanizado con motores de husillo de alta potencia (clase de 15 kW a 22 kW), múltiples ejes servo de gran tamaño o configuraciones multihusillo donde la demanda de potencia simultánea total excede sustancialmente lo que el PSM-37 puede manejar a 43 kW. Los centros de mecanizado aeroespacial con cortadores de gran diámetro, los centros de torneado de alta resistencia para trabajos en ejes y carcasas, y las máquinas de 5 ejes con gran capacidad de palets se presentan como instalaciones típicas del PSM-45.

La corriente de salida del bus de CC de 165 A es la cifra que determina cuántos y cuán grandes pueden ser los módulos SVM y SPM posteriores.

Con 165 A continuos, el PSM-45 puede mantener la demanda de corriente de un gran módulo de husillo SPM a alta potencia de husillo simultáneamente con múltiples módulos de eje SVM a plena carga, un perfil de demanda que llevaría los 43 kW del PSM-37 a su límite o más allá.

A diferencia de los PSM-15, PSM-26 y PSM-37, el PSM-45 requiere refrigeración forzada por aire externa además de sus propios ventiladores incorporados.

Esta es la distinción de instalación más crítica: un PSM-45 montado en un armario sin el conducto externo requerido y el suministro de aire forzado experimentará inevitablemente paradas por AL03 (sobretemperatura del disipador de calor) en condiciones de carga de producción. 

El requisito de refrigeración forzada externa no es opcional ni depende del entorno; es obligatorio para que el módulo alcance su potencia de salida continua nominal a cualquier temperatura ambiente.

Especificaciones clave

El chasis de 300 mm — Lo que significa el tamaño

La transición física del chasis de 150 mm del PSM-15/26/37 al chasis de 300 mm del PSM-45 es un límite arquitectónico en el sistema de accionamiento Alpha.

El ancho de 300 mm proporciona la superficie del disipador de calor y el volumen de diseño de la placa necesarios para manejar las demandas térmicas y eléctricas a una entrada de 185 A, módulos de transistores de 400 A y una potencia continua de 55 kW. 

El peso de 22 kg significa que el PSM-45 requiere un soporte de soporte adecuado en el armario eléctrico; no puede depender del montaje ligero con clip suficiente para los módulos PSM más pequeños.

Los puntos de conexión del bus de CC en el PSM-45 son físicamente diferentes de los de los módulos de chasis de 150 mm, y la disposición del armario debe acomodar la huella del módulo más grande.

Los fabricantes de máquinas que especificaron el PSM-45 en el diseño original configuraron sus armarios eléctricos en consecuencia. 

Para fines de modernización o reemplazo, un PSM-45 solo puede reemplazar a otro PSM-45 (o a su sucesor PSM-55); la reducción a un PSM-37 de chasis de 150 mm no es mecánicamente posible, e incluso si lo fuera, el límite de 43 kW sería insuficiente para la carga que requirió un PSM-45.

Refrigeración forzada externa — Por qué no es negociable

La arquitectura de refrigeración del PSM-45 utiliza dos ventiladores internos para hacer circular el aire dentro de la carcasa del módulo y eliminar el calor de la electrónica de control.

El disipador de calor externo soporta la carga térmica de los tres módulos de transistores de 400 A; aquí es donde se genera la mayor parte del calor. En los módulos de 150 mm (PSM-15 a PSM-37), el ventilador externo que sopla sobre las aletas del disipador de calor es suficiente para disipar este calor en condiciones de carga nominal. 

En el PSM-45, el flujo de calor de los transistores de 400 A a una entrada de 185 A es demasiado grande para que un solo ventilador externo lo disipe; se requiere un suministro de aire forzado canalizado al disipador de calor.

En la práctica, esto significa que el armario eléctrico debe tener una ruta de flujo de aire dedicada, típicamente una disposición de conductos que lleva aire más frío desde el exterior del armario directamente a la entrada del disipador de calor del PSM-45, o un conjunto de ventilador de refrigeración forzada externo separado montado en el exterior del armario.

Los fabricantes de máquinas que utilizaron el PSM-45 en diseños originales incorporaron esta disposición de refrigeración como una característica estándar.

Para un PSM-45 de reemplazo instalado en un armario donde la refrigeración externa original ha sido modificada, degradada o comprometida, es esencial asegurar que la refrigeración forzada externa funcione correctamente antes de operar la máquina bajo carga de producción.

Los dos ventiladores internos (A90L-0001-0422, el mismo tipo utilizado en módulos PSM más pequeños) están disponibles individualmente como piezas de repuesto y se pueden reemplazar sin cambiar todo el módulo.

Módulos de transistores de 400 A y vida útil

Los tres módulos de transistores de 400 A dentro del PSM-45 operan a niveles de corriente absolutos más altos que en cualquier módulo PSM Alpha más pequeño.

Si bien los transistores de 400 A que operan a un nivel de entrada continuo de 185 A tienen un margen eléctrico significativo, el ciclo térmico durante años de operación de producción causa una degradación progresiva en las características de la unión del transistor y la integridad de la soldadura. 

El modo de falla eventual de la degradación del transistor relacionada con la edad suele ser un aumento gradual del voltaje de saturación, lo que aumenta las pérdidas de conmutación y la generación de calor antes de que el transistor falle eventualmente, a menudo presentándose inicialmente como un aumento de la temperatura del armario en lugar de una alarma inmediata.

Los transistores de 400 A están disponibles como piezas de repuesto individuales, y el reemplazo de un módulo de transistor defectuoso es una vía de reparación viable.

La masa de 22 kg del PSM-45 significa que la reparación dentro del armario es poco práctica; el módulo debe retirarse del armario para el reemplazo de transistores a nivel de banco.

La placa de cableado (A20B-2001-067x) y la tarjeta de control (A16B-2202-042x) no están disponibles por separado; las condiciones de falla de la placa requieren el cambio de unidad o la reparación especializada de la placa.

PSM-45 y su sucesor PSM-55

La documentación oficial de Fanuc señala que el PSM-45 fue reemplazado por el PSM-55 a partir de agosto de 1999.

En la práctica, ambos módulos permanecen en servicio activo en la base instalada global; las unidades PSM-45 instaladas en máquinas fabricadas antes de 1999 continúan operando en instalaciones de producción, y el soporte de servicio postventa para el PSM-45 sigue activo. 

El PSM-55 utiliza una especificación de placa de cableado diferente y ofrece una potencia continua mayor, pero es físicamente compatible con la misma disposición de montaje en armario diseñada para el PSM-45, lo que lo convierte en la ruta de actualización recomendada cuando se reemplaza un PSM-45 y la oportunidad de instalar el módulo de mayor potencia es operativamente beneficiosa.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Qué requiere específicamente refrigeración forzada externa en el PSM-45 que el PSM-37 no necesita?

El factor crítico es la densidad del flujo de calor de los módulos de transistores. Los tres transistores de 400 A del PSM-45 generan sustancialmente más calor por unidad de área de disipador de calor que los módulos IGBT más pequeños del PSM-37 en condiciones de carga nominal.

El área de aletas del disipador de calor disponible dentro del chasis de 300 mm, aunque más grande que el chasis de 150 mm, aún no puede disipar la salida de calor de los transistores de 400 A utilizando solo el ventilador externo si el ventilador opera contra el aire caliente ya presente dentro de un armario eléctrico cargado.

El suministro de aire forzado externo lleva aire más frío (no aire recirculado del armario) directamente a la cara del disipador de calor, asegurando que el disipador de calor funcione a una temperatura predeciblemente más baja.

Sin esto, el margen de temperatura del disipador de calor por encima del umbral AL03 se reduce hasta el punto en que las temperaturas ambiente de verano o el bloqueo parcial del armario producen paradas AL03 bajo carga de producción.

P2: ¿Puede el PSM-55 reemplazar directamente al PSM-45 si este falla y solo hay disponible un PSM-55?

Sí, el PSM-55 es el sucesor oficial del PSM-45 y utiliza el mismo formato de chasis de 300 mm y la misma disposición de montaje en armario. La configuración de conexión del bus de CC es compatible.

El PSM-55 ofrece una potencia continua mayor que el PSM-45, lo cual es seguro para un sistema dimensionado en torno al PSM-45; el bus simplemente tiene más capacidad de la que requieren los módulos posteriores. 

La revisión de la tarjeta de control en el PSM-55 puede diferir ligeramente del PSM-45, pero no se requieren cambios en los parámetros de la CNC para esta sustitución, ya que la fuente de alimentación es transparente a la configuración de parámetros de servo y husillo de la CNC.

P3: El PSM-45 pesa 22 kg, ¿qué precauciones de instalación requiere este peso?

La masa de 22 kg requiere que el módulo se monte en soportes clasificados para este peso con un factor de seguridad adecuado.

No confíe en una sola conexión atornillada en la parte superior del módulo para la suspensión; utilice el patrón de montaje completo especificado en la guía de instalación de la serie Alpha de Fanuc (B-65162). Al retirar e instalar el PSM-45 para su reemplazo o servicio, utilice dos personas o un carro posicionado para soportar el peso del módulo mientras se desliza fuera del rack del armario. 

Dejar caer un módulo de 22 kg puede dañar el cuerpo del módulo, las placas de cableado y cualquier conexión de barra colectora con la que entre en contacto. Al volver a colocarlo, reconecte las conexiones de la barra colectora de CC antes de apretar los sujetadores de montaje para evitar tensiones en la barra colectora en los puntos de conexión.

P4: Aparece AL02 en la pantalla del PSM-45, ¿son los ventiladores internos o el sistema de refrigeración externa?

AL02 indica una falla del ventilador de refrigeración, específicamente uno de los dos ventiladores internos (A90L-0001-0422) se ha detenido. Los ventiladores internos hacen circular el aire dentro de la carcasa del módulo y gestionan el entorno térmico de la electrónica de control.

AL02 no indica directamente una falla en la disposición del conducto de refrigeración forzada externa; esa ruta de falla típicamente produce AL03 (sobretemperatura del disipador de calor) en lugar de AL02. Cuando aparece AL02, identifique cuál de los dos ventiladores internos se ha detenido (escuchando el ventilador en funcionamiento y el silencioso), reemplace el ventilador defectuoso y verifique el funcionamiento antes de reanudar la producción. Si ambos ventiladores internos están funcionando y AL02 todavía aparece, inspeccione el circuito de monitoreo del ventilador en la tarjeta de control.

P5: ¿Cuál es la relación entre la potencia nominal de 55 kW del PSM-45, la entrada de CA de 185 A y la salida de CC de 165 A? ¿Por qué las corrientes de entrada y salida son diferentes?

La diferencia entre la entrada de CA de 185 A y la salida de CC de 165 A refleja la física de la conversión de CA a CC.

La entrada de CA al PSM-45 es CA trifásica a 200–230 V. Después de la rectificación, el bus de CC opera a 283–325 V. La relación de potencia P = V × I significa que a una entrada de CA de 200 V con 185 A (corriente aparente trifásica), la potencia real transferida después de tener en cuenta el factor trifásico y el factor de potencia es aproximadamente 55 kW.

El bus de CC a 325 V que transporta 165 A también entrega aproximadamente 54 kW (325 V × 165 A = 53.6 kW).

La ligera diferencia se debe a las pérdidas de conversión: el rectificador, el filtro y los circuitos de conmutación activa no son perfectamente eficientes, y una pequeña fracción de la potencia de entrada se disipa como calor dentro del propio módulo.

La clasificación de corriente de salida de 165 A es la cifra relevante para dimensionar la demanda de corriente pico combinada de los módulos SVM y SPM posteriores frente a la capacidad del bus de CC del módulo.