数控机床电气柜设计简明要点

1 电柜的电源部分设计

　　在设计电柜前，先要了解客户的供电形式，一般的供电形式按照中线连接方式分3种：即TN系统，TT系统和IT系统，而我国较常采用的是TN—C系统。这3种系统的定义如下，TN—C系统：系统的地线和中线共用1根线，在电源侧这根线与大地相连，俗称三相四线制；TT系统：中线在电源侧直接接地，地线单独直接接地；IT系统：中线悬空，地线单独接地。对于这样的供电系统，由于没有中线，需要有附加的隔离变压器来提供1个中线。

　　西门子系统可以适合多种电网结构，但最好是采用TT结构的三相五线制，这样地线和零线分开，避免了因为三相电压的不均衡而造成中线带电，从而影响到系统的稳定运行。电柜设计时也最好采用三相五线制结构，它的输入电压有3种，400 V+-10％、415 V和480 V，通过电源模块上面的拨码来进行设定。输入电源频率为50～60 Hz。在中国的电网结构中采用是380 V的TN结构的三相四线制，这样地线和零线共用1根线，这时地线的接地电阻至关重要，一般对数控机床而言，接地电阻要求在10 Ω以内。同时对电柜中需要220 V的场合(比如空调等)，需要用附加的380 V转220 V的变压器降压来得到220 V，原则上不允许用1根火线和1根零线来得到，因为这样会在地线上形成大的电流，容易损害数控系统，对用户电网上其他设备也是一种危险。对一些接地不能符合要求的地方，

建议采用隔离变厂获器，避免接地不好对系统造成损害

　　根据电拒电源容量来选择相应截而积的进线电缆和地线，特别是地线截而积的选择不要过细，否则会影响接地的效果。电源在进入驱动单元前要加合适的熔断器来保护电源模块，建议采川西门子推荐的快速熔断器，也可以用相近参数的空气开关来代替，但描注意选扦空气开关的额定电流和反应时间这组熔断器是单独保护驱动部分，不能和电柜里面其他电源部分共用表1是根据电网容斌推荐的接地线的截面积。

　　在电柜爪面除了强电以外.还需要用到24 V等弱电。电磁阀的控制信号和其他开关信号都使用的是24V电源。数控系统的部件也大部份使用24V电源，在设计时尽量使用2个分开的独立电源，因为为愉入输出信号在实际使用中有双路的危险。如果使用同一个电源，短路时强大的短路电流会通过公用的电源影响到系统部件，从而换坏这些部件

2 电柜内的空间布局

　　在电柜中为了防止电气元件相互之问的电磁干扰，在设计时:要尽示把强电部件和弱电部件在空间上分开，西门子的驱动部分和其他的一终变频器是电柜内主要的干扰魏在空问上要与其他敏感的电气部件保持大于200mm的安装距离。PLC的输人输出模块是电柜容易受千扰的部分，安装时要把驱动的金属外壳接到电柜的接地排卜，有条件的话可以把这些驱动部分安装在电拒里的无漆镀锌板上，再用大面积的接地线把这收镀锌板连接在一起.然后接到电柜的接地排上。

　　驱动器的动力电缆在工作时会产生强大的电滋+扰，因而电源线要尽觉和其他线分开布线在接线时动力电缆从驱动模块的下方走、而信号电缆从驱动卜方走，要尽址避免和动力电缆走同一线柄一其他的共控制电缆〔比如63.64等)用线扎绑扎到一起后从驱动的上方走，理想情况下，这些控制信号和编码器反馈电缆之问要保持一定距离，如果在同一线槽走线时要保持一定距离。最好采用保持架，从驱动上方走的线不要搭驱动的金属表面上。因为这样会挡住驱动上方的通风口。同时驱动在工作时金城表面温度很高会损害电缆电，电柜里其他的信号电缆最好和动力电缆分翻开布置，可以在空间上垂直交又走线，但绝对不能平行于功力电缆走在问一个走线槽中。不能将价号电缆直接接经过产生强磁场的装置。比如电动机、变压器等。尽可能将同一电路中未屏蔽的出线和回线相互绕在电气柜中布置。

　　在电拒梁的线要越短越好。特别是电源的进线和电动机的动力线，如果电气拒有电杭器和滤波器的话，这些器件要尽谈锥近电源模块和电源的进线处滤波器在工作时金属表面处在带电状态，所以滤波器的接地更重要:柜内过长的电源线不要盘在一起，避免天线效应产生电磁于扰、对一些强的干扰源比如大的接触器继电器如果不能在空问卜隔离的话，可以考虑加上一个金属的隔离板。防止互相干扰。