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：2146

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(jī)床關(guān)機(jī)后，無法重新起動(dòng)機(jī)床。


分析及處理過程：經(jīng)檢查，該機(jī)床電源輸入單元的電源指示(PIL)與報(bào)警(ALM)燈同時(shí)亮。根據(jù)本章4.1.1節(jié)分析可知，電源指示(PIL)與報(bào)警(ALM)燈同時(shí)亮的原因是系統(tǒng)電源模塊存在報(bào)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(guān)電源的一次側(cè)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(dòng)機(jī)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(hù)元件。


VSll：浪涌吸收器，用于吸收交流輸入側(cè)的瞬間高壓。


NFll：輸入濾波器，對(duì)輸入交流電源進(jìn)行濾波。


DSll：單相全波整流橋，整流產(chǎn)生直流母線電壓。當(dāng)輸入電壓為AC200V時(shí)，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(diǎn)并聯(lián)，作為起動(dòng)電流限流電阻，開機(jī)瞬間由于RYll觸點(diǎn)斷開，R11串聯(lián)接入直流母線主電路，限制開關(guān)主電路的沖擊電流；+24V輸出正常后，RYll吸合，通過RYll常開觸點(diǎn)短接限流電阻。


SHll：調(diào)試、測量用短接設(shè)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(guān)電源功率驅(qū)動(dòng)管，作為開關(guān)電源主變壓器輸出驅(qū)動(dòng)。


D24、D25：續(xù)流二極管，在驅(qū)動(dòng)管Q14、Q15關(guān)斷時(shí)，對(duì)電源變壓器進(jìn)行續(xù)流。


M11、T11、D11、C17(330μF/25V)：電源模塊輔助電源控制及驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)。主要由集成電路PS01，以及輔助開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)部分的輸出驅(qū)動(dòng)、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(zhǔn)電壓與DCl5V輔助控制電壓。


M12、T12：開關(guān)電源主回路PWM前級(jí)驅(qū)動(dòng)。主要由集成電路PS04，以及用于前級(jí)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)、放大的Q11、Q12、Q13、D12、D13等器件(圖中未畫出)組成，作為開關(guān)電源主變壓器輸出驅(qū)動(dòng)管Q14、Q15的開關(guān)控制信號(hào)輸入。


T13、D27、R23 (91Ω)：開關(guān)電源一次側(cè)電流檢測環(huán)節(jié)(實(shí)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(shí)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(diào)節(jié)與控制。實(shí)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(diào)節(jié)、濾波環(huán)節(jié)。實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(diào)節(jié)、濾波環(huán)節(jié)。實(shí)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(shí)際線路中，還包括R48(20mΩ／20W)，圖中未畫出。


R50(1Ω/20W)、Q21：+5V虛擬負(fù)載。實(shí)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(shí)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(shí)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(zhǔn)電壓調(diào)整、開關(guān)主電源PWM控制、DC5V、DC24V電壓調(diào)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(zhǔn)160kHz三角波生成環(huán)節(jié)等元器件組成。


VRll：DCl0V基準(zhǔn)電壓調(diào)整。    ，


VRl2、R72、R73、R75、R76．DC5V電壓調(diào)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(shè)定端子S1~S7組成。當(dāng)S1~S7全部插入(通常情況)時(shí)，全部電壓監(jiān)控功能生效；取下相應(yīng)的設(shè)定端子，該電壓監(jiān)控功能取消。


Q22．電源單元準(zhǔn)備好信號(hào)(EN)輸出驅(qū)動(dòng)，在電源單元全部輸出電壓、輔助電壓正常時(shí)，EN輸出為“1”(TTL高電平)：當(dāng)電源單元任何一路輸出電壓出現(xiàn)故障或外部報(bào)警信號(hào)(ALA、ALB觸點(diǎn)閉合)輸入時(shí)，EN輸出為“0”(TTL低電平)。實(shí)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(hào)(*PF)輸出驅(qū)動(dòng)，當(dāng)電源單元正常工作時(shí)，*PF輸出為“1” (TTL高電平)。實(shí)際線路中，還包括R83~R86等元件，圖中未畫出。


RYl2：電源單元報(bào)警輸出繼電器，當(dāng)任何一路輸出電壓出現(xiàn)故障或外部報(bào)警信號(hào)時(shí)，繼電器接通，它一般作為輸入單元的“互鎖”信號(hào)。它與電源單元的進(jìn)線熔斷器F11、F12的輔助觸點(diǎn)并聯(lián)后，在插頭CP34-5/6腳輸出電源故障信號(hào)


(觸點(diǎn))；在系統(tǒng)中，一般都作為輸入單元的報(bào)警輸入信號(hào)。


ALA、ALB：外部報(bào)警觸點(diǎn)輸入，在外部出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，通過觸點(diǎn)閉合ALA、ALB。


電源模塊主要元器件的型號(hào)見表4-2。


 


表4-2  電源模塊主要元器件一覽表











































































































































































































































    圖上代號(hào)
    名    稱
    型    號(hào)
    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

    Q12
    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(jī)床恢復(fù)正常(當(dāng)維修過程中，若無備件，以先取消VSll，臨時(shí)使用)。 


例32．整流橋不良引起的故障維修 


故障現(xiàn)象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，由工廠自發(fā)電供電，工件加工過程中，系統(tǒng)突然斷電，顯示消失，機(jī)床停機(jī)后無法重新起動(dòng)機(jī)床。


分析及處理過程：經(jīng)檢查，該機(jī)床電源輸入單元的電源指示(PIL)與報(bào)警(ALM)燈同時(shí)亮，表明電源模塊存在故障。檢查輸入熔斷器F11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。


故障分析過程同上例，對(duì)照原理圖檢查發(fā)現(xiàn)VSll短路，DSll整流橋損壞，更換后機(jī)床恢復(fù)正常。 


例33．功率管不良引起的故障維修 


故障現(xiàn)象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，在加工過程中，車間突然斷電，恢復(fù)供電后，無法重新起動(dòng)機(jī)床。


分析及處理過程：經(jīng)檢查，該機(jī)床電源輸入單元的電源指示(PIL)與報(bào)警(ALM)燈同時(shí)亮，表明電源模塊存在故障。檢查電源模塊輸入熔斷器F11、F12熔斷，測量電源輸入存在短路。


故障分析過程同例31，對(duì)照原理圖檢查各元器件，確認(rèn)VSll、NFll、DSll均正常，因此判定故障發(fā)生在開關(guān)電源的一次側(cè)驅(qū)動(dòng)部分。


斷開SHll后，測量驅(qū)動(dòng)輸出Q14、Q15、D24、D25，發(fā)現(xiàn)Q14的CE極短路，更換Q14(2SC3046)后，短路消失，開機(jī)后機(jī)床恢復(fù)正常。 

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