數(shù)控機(jī)床上常用的SIEMENS 6RA系列直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理與6RA26**系列直流伺服驅(qū)動(dòng)*相同，其故障診斷與維修可參見6RA26**系列直流伺服驅(qū)動(dòng)器的維修，詳見本書第5章第5.3.1節(jié)。 
 
7.3.1  6SC650系列交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷與維修
 
1．6SC650系列產(chǎn)品簡(jiǎn)介
 
6SC650系列交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是SIEMENS公司20世紀(jì)80年代末開發(fā)的產(chǎn)品，P它與1PH5/6系列三相感應(yīng)式主軸電動(dòng)機(jī)配套，可組成完整的數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速，主軸定向準(zhǔn)?？刂坪虲軸控制功能。
6SC650系列主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用數(shù)字控制、閉環(huán)調(diào)節(jié)，并通過磁場(chǎng)定向、矢量變換控制系統(tǒng)，將電動(dòng)機(jī)的三相定子電流解耦成勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流，進(jìn)行獨(dú)立的閉環(huán)控制，使之具有與直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)相媲美的準(zhǔn)確、快速穩(wěn)定的控制特性。驅(qū)動(dòng)器通過選擇功能組件還可以實(shí)現(xiàn)C軸的進(jìn)給控制和獨(dú)立的主軸定向準(zhǔn)?？刂啤?br />驅(qū)動(dòng)器可以直接連接三相380V，50/60Hz電源。整流主回路由6只晶閘管，組成三相全控橋式整流電路，通過對(duì)晶閘管導(dǎo)通角的控制，可以工作在整流方式，向直流母線供電；制動(dòng)時(shí)也可工作于逆變方式，實(shí)現(xiàn)能量回饋電網(wǎng)的再生制動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)器正常工作時(shí)，控制電路將整流直流母線電壓調(diào)節(jié)在575V±2％范圍，在再生制動(dòng)逆變工作時(shí)，由控制電路完成對(duì)整流電路的極性變換，實(shí)現(xiàn)能量的回饋。
逆變主回路采用6只反并聯(lián)帶續(xù)流二極管的功率晶體管，通過控制電路對(duì)磁場(chǎng)矢量的運(yùn)算與控制，可輸出具有的頻率、幅值和相位的三相正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）電壓，使主電動(dòng)機(jī)獲得所需的轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流。輸出的三相SPWM電壓的幅值范圍為0~430V，頻率控制范圍為0~300Hz。
在再生制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)能量通過該變流器的6只續(xù)流二極管對(duì)直流母線的耦合電容充電，當(dāng)電容上的電壓超過600V時(shí)，就通過控制調(diào)節(jié)器和整流主回路觸發(fā)角，使整流回路工作在逆變狀態(tài)上的電能逆變回饋到電網(wǎng)。6只逆變晶體管有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電路，通過對(duì)各只功率管的Uce：和Ube：進(jìn)行監(jiān)控，可以有效防止電動(dòng)機(jī)超載并對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組短路進(jìn)行保護(hù)。
驅(qū)動(dòng)器的閉環(huán)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩控制由兩只16位微處理器（80186）為核心控制組件完成，動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)通過裝在電動(dòng)機(jī)軸上的編碼器進(jìn)行。
 
2．6SC650系列主軸驅(qū)動(dòng)器主要組成部件
 
6SC650系列交流主軸驅(qū)動(dòng)器對(duì)于不同的規(guī)格，其主要組件基本相同，但在結(jié)構(gòu)上，根據(jù)其功率大小分為兩種規(guī)格，即小功率的6SC6502/3（輸出電流20/30A）系列，其功率部件直接安裝在功率模塊A1上；大功率的6SC6504至6SC6520系列（輸出電流40-200A），其功率部件安裝在散熱器上，散熱器直接裝配在機(jī)柜內(nèi)壁。整個(gè)驅(qū)動(dòng)器主要由以下模塊構(gòu)成。
（1）控制器模塊N1  它用于對(duì)驅(qū)動(dòng)器的調(diào)節(jié)與控制，主要包括兩只CPU （80186），以及必要的軟件（5片EPROM）。在驅(qū)動(dòng)器中，控制器模塊的作用主要是形成整流主回路的觸發(fā)脈沖控制信號(hào)，以及進(jìn)行矢量變換計(jì)算，產(chǎn)生PWM調(diào)制信號(hào)。
（2）輸入/輸出（I/O）模塊U1  此模塊通過U/F轉(zhuǎn)換器用于進(jìn)行各種模擬信號(hào)的處理。
（3）電源模塊G01和電源控制模塊G02  G01和G02用于產(chǎn)生控制電路所需的各種輔助電源電壓，在G02上還可以輸出各種繼電器信號(hào)（如超溫、速度、監(jiān)視等信號(hào)），以便NC或PLC進(jìn)行控制。
（4） C軸驅(qū)動(dòng)模塊選件A73  通過此選擇功能，可以控制交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在低速下（0.01~375r/min）進(jìn)行位置控制，此時(shí)主軸電動(dòng)機(jī)必須裝備18000脈沖/r的正、余弦編碼器。
（5）主軸定向準(zhǔn)停模塊A74（選件）  使用本功能，可以使主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在不使用NC的位置控制功能的前提下，實(shí)現(xiàn)主軸的定向準(zhǔn)?？刂?。主軸位置給定可由內(nèi)部參數(shù)設(shè)定或通過接口從外部輸入16位位置給定信號(hào)。
（6）主軸定向準(zhǔn)停與定位模塊A75（選件）  它是集成了A73與A74功能的組件，同時(shí)具有以上A73與A74的功能。
（7）整流模塊A0  該模塊安裝在機(jī)架上，主要為主電路晶閘管及相應(yīng)的阻容保護(hù)電路。
（8）功率晶體管模塊A1  該模塊安裝在機(jī)架上，主要為逆變晶體管及相應(yīng)的阻容保護(hù)電路。
 
3．6SC650系列主軸驅(qū)動(dòng)器的故障診斷及其維修
 
（1）開機(jī)時(shí)顯示器無任何顯示  6SC650交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通?？梢酝ㄟ^驅(qū)動(dòng)器面板上的數(shù)碼管顯示器顯示故障代碼，根據(jù)故障代碼，即可判斷故障原因（詳見下述）。
若接通電源后，顯示器上所有數(shù)碼管均不亮，則可能的故障原因如下
1）主電路進(jìn)線斷路器跳閘。
2）主回路進(jìn)線電源至少有兩相以上存在缺相。
3）驅(qū)動(dòng)器至少有兩個(gè)以上的輸入熔斷器熔斷。
4）電源模塊AO中的電源熔斷器熔斷。
5）顯示模塊H1和控制器模塊N1之間連接故障。
6）輔助控制電壓中的5伏電源故障。
7）控制模塊N1故障。
（2）開機(jī)時(shí)顯示器顯示888888  若接通電源時(shí)，數(shù)碼管上所有數(shù)碼位均顯示8，即顯示狀態(tài)為888888，則可能的故障原因有：
1）控制器模塊N1故障。
2）控制模塊N1上的EPROM安裝不良或軟件出錯(cuò)
3）輸入/輸出模塊中的“復(fù)位”信號(hào)為“1”。