例32．FANUC電源模塊故障之浪涌吸收器引起的故障維修

發(fā)布日期：2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽：4943

故障現(xiàn)象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，在工件加工過程中，系統(tǒng)突然斷電，機床關機后，無法重新起動機床。

 

分析及處理過程：經(jīng)檢查，該機床電源輸入單元的電源指示(PIL)與報警(ALM)燈同時亮。根據(jù)本章4.1.1節(jié)分析可知，電源指示(PIL)與報警(ALM)燈同時亮的原因是系統(tǒng)電源模塊存在報警。

    測量系統(tǒng)電源模塊(A14B-0061-B002)，發(fā)現(xiàn)輸出+5V、+15V、-15V、24V全部為0V，且電源模塊的輸入熔斷器F11、F12熔斷，換上熔斷器后，測量發(fā)現(xiàn)電源輸入存在短路現(xiàn)象。因此，初步判斷開關電源的一次側存在短路故障，必須根據(jù)原理圖，找出短路原因，排除故障后才能起動機床。

    FANUC 6電源模塊A14B-0061-B002的原理框圖如圖4-10所示，圖中各主要元器件的作用如下：

    F11、F12：輸入熔斷器，主回路短路保護元件。

    VSll：浪涌吸收器，用于吸收交流輸入側的瞬間高壓。

    NFll：輸入濾波器，對輸入交流電源進行濾波。

    DSll：單相全波整流橋，整流產(chǎn)生直流母線電壓。當輸入電壓為AC200V時，通過DSll整流以及C12、C13的濾波穩(wěn)壓，可以在直流母線上獲得DC210~230V左右的直流電壓。

    C12、C13(220μF/400V)：直流母線濾波電容。

    R11(2Ω/20W)：與RYll常開觸點并聯(lián)，作為起動電流限流電阻，開機瞬間由于RYll觸點斷開，R11串聯(lián)接入直流母線主電路，限制開關主電路的沖擊電流；+24V輸出正常后，RYll吸合，通過RYll常開觸點短接限流電阻。

    SHll：調試、測量用短接設定端子，通過斷開SHll可以使Q14、D24、Q15、D25與整流電路分離。

    Q14、Q15：開關電源功率驅動管，作為開關電源主變壓器輸出驅動。

    D24、D25：續(xù)流二極管，在驅動管Q14、Q15關斷時，對電源變壓器進行續(xù)流。

    M11、T11、D11、C17(330μF/25V)：電源模塊輔助電源控制及驅動環(huán)節(jié)。主要由集成電路PS01，以及輔助開關電源驅動部分的輸出驅動、放大環(huán)節(jié)的Q24、Q25、C14、C15、C16等元器件(圖中未畫出)組成，用于產(chǎn)生電源模塊用的DCl0V基準電壓與DCl5V輔助控制電壓。

    M12、T12：開關電源主回路PWM前級驅動。主要由集成電路PS04，以及用于前級驅動進行驅動、放大的Q11、Q12、Q13、D12、D13等器件(圖中未畫出)組成，作為開關電源主變壓器輸出驅動管Q14、Q15的開關控制信號輸入。

    T13、D27、R23 (91Ω)：開關電源一次側電流檢測環(huán)節(jié)(實際線路中，還包括C63、ZDl9等元器件，圖中未畫出)。

    DSl2、CHll：+24V電源整流、控制回路，CHll為整流輸出平波電感。實際線路中，還包括R24、R25(200Ω/2W)、C26(1000pF/1200V)等元件，圖中未畫出。

    Q19：用于+24VPWM輸出電壓的調節(jié)與控制。實際線路中，還包括Q20、D30、D31、D32、D44、ZDl5、C32、R38~R43等元器件，圖中未畫出。

    CRl3、Q16、C26~C30(1000μF/35V)：DC24V輸出電壓調節(jié)、濾波環(huán)節(jié)。實際線路中，還包括Q17、Q18、D28、D29、ZDl3、ZDl4、C31、C27、R28~R37等，圖中未畫出。

    R26(75mQ/5W)：DC24V輸出過電流檢測。實際線路中，還包括R27(200mΩ/5W)等元件，圖中未畫出。

 

 

    RGll、CRll：由HAl7815集成穩(wěn)壓器等組成的DCl5V穩(wěn)壓環(huán)節(jié)。實際線路中，還包括。D33、D34、D35、ZDl6、C33、C34、C61、R44、R51/R52(13Ω/3W)等元器件，圖中未畫出。

DSl3/14/15：+5V電源整流回路。實際線路中，還包括C40、C41、R46/R47(10Ω/lW)等元件，圖中未畫出。

    CRl4、C43~C47(2200μF/10V)：DC5V輸出電壓調節(jié)、濾波環(huán)節(jié)。實際線路中，還包括ZDl8、C42、R49等元器件，圖中未畫出。

    R48(4mΩ/20W)：DC5V輸出過電流檢測。實際線路中，還包括R48(20mΩ／20W)，圖中未畫出。

    R50(1Ω/20W)、Q21：+5V虛擬負載。實際線路中，還包括R87、R88，圖中未畫出。

    CHl2、D36、C36(470μF/50V)：－15V電源整流回路。實際線路中，還包括C37，圖中未畫出。

    CRl2、RGl2：DC-15V由HAl7815集成穩(wěn)壓器等組成的DC-15V穩(wěn)壓環(huán)節(jié)。實際線路中，還包括D37、D38、ZDl7、C38、C39、C62、R45等元器件，圖中未畫出。

    M13：基準電壓調整、開關主電源PWM控制、DC5V、DC24V電壓調整與電源單元監(jiān)控環(huán)節(jié)。主要由集成電路HAl6630G、R68/C97組成的PWM基準160kHz三角波生成環(huán)節(jié)等元器件組成。

    VRll：DCl0V基準電壓調整。VRl2、R72、R73、R75、R76．DC5V電壓調整環(huán)節(jié)。

    M14、S1~S8、D41：電壓監(jiān)控環(huán)節(jié)。主要由集成電路VC02、“電壓檢測撤消”設定端子S1~S7組成。當S1~S7全部插入(通常情況)時，全部電壓監(jiān)控功能生效；取下相應的設定端子，該電壓監(jiān)控功能取消。

    Q22：電源單元準備好信號(EN)輸出驅動，在電源單元全部輸出電壓、輔助電壓正常時，EN輸出為“1”(TTL高電平)：當電源單元任何一路輸出電壓出現(xiàn)故障或外部報警信號(ALA、ALB觸點閉合)輸入時，EN輸出為“0”(TTL低電平)。實際線路中，還包括D43、R79~R82等元器件，圖中未畫出。

    Q23：電源單元OFF信號(*PF)輸出驅動，當電源單元正常工作時，*PF輸出為“1” (TTL高電平)。實際線路中，還包括R83~R86等元件，圖中未畫出。

RYl2：電源單元報警輸出繼電器，當任何一路輸出電壓出現(xiàn)故障或外部報警信號時，繼電器接通，它一般作為輸入單元的“互鎖”信號。它與電源單元的進線熔斷器F11、F12的輔助觸點并聯(lián)后，在插頭CP34-5/6腳輸出電源故障信號(觸點)；在系統(tǒng)中，一般都作為輸入單元的報警輸入信號。

    ALA、ALB：外部報警觸點輸入，在外部出現(xiàn)報警時，通過觸點閉合ALA、ALB。

電源模塊主要元器件的型號見表4-2。

表4-2  電源模塊主要元器件一覽表









































































































































































































































圖上代號
名    稱
型    號
備    注

M11
集成電路
PS01
 

M12
集成電路
PS04
 

M13
集成電路
HAl6630G
 

M14
集成電路
VC02
 

RGll、RGl2
集成穩(wěn)壓電路
HAl7815PB或：μPC14315HA
 

VSll
浪涌吸收器
ENB4010-14Z
 

DSll
單相全波整流橋
ESAC06-06 S5VB60
 

DSl2
整流橋
ESAD33-02CV
 

DSl3、14、15
整流橋
ESAD01—004 S30SC4
 

D39~43、27、29
二極管
IS953
圖中未全畫出

D11、D32
二極管
V09C
圖中未畫出

D30、D31
二極管
V19G
圖中未畫出

D20~25
二極管
U19E
圖中未全畫出

D28、34、35、37、38
二極管
V06C
圖中未畫出

D36
二極管
ERD33-02
圖中未畫出

D12~19
二極管
ER061-004
圖中未全畫出

D33、45
二極管
U05C
圖中未畫出

D44
二極管
1SSl22H
圖中未畫出

ZDl4
穩(wěn)壓管
2.7EB
圖中未畫出

ZDl5
穩(wěn)壓管
3.9EB
圖中未畫出

ZDl8、19
穩(wěn)壓管
6.2EBl
圖中未畫出

ZDl6、17
穩(wěn)壓管
16EB3
圖中未畫出

ZDl3
穩(wěn)壓管
30EB2
圖中未畫出

ZDll
穩(wěn)壓管
75EB
圖中未畫出

Q18、22、23
晶體管
2SAll52
圖中未全畫出

Q11、16、25
晶體管
2SCl983
圖中未全畫出

Q13
晶體管
2SCl983-O
圖中未畫出

Q1
晶體管
2SCl983-R
圖中未畫出

Q14、15
晶體管
2SC3046
 

Q19
晶體管
2SC2333
 

Q24
晶體管
2SCl247AF-B
圖中未畫出

Q17、20
晶體管
2SC639S
圖中未畫出

Q21
晶體管
2SDl027
 

CRll-CRl4
晶閘管
CSM5B2
 

VRll、VRl2
電位器
5kΩ
 

RYll
繼電器
NC2D-P-DC24V
 

RYl2
繼電器
LADl-DCl2
 

    根據(jù)以上原理圖可以判定：F11、F12間存在短路的原因可能是由于VSll或NFll、DSll損壞而發(fā)生短路。

    經(jīng)檢查，本例中為VSll短路，更換后，機床恢復正常(當維修過程中，若無備件，以先取消VSll，臨時使用)。 

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