1 電柜的電源部分設(shè)計(jì)

　　在設(shè)計(jì)電柜前，先要了解客戶(hù)的供電形式，一般的供電形式按照中線連接方式分3種：即TN系統(tǒng)，TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)，而我國(guó)較常采用的是TN—C系統(tǒng)。這3種系統(tǒng)的定義如下，TN—C系統(tǒng)：系統(tǒng)的地線和中線共用1根線，在電源側(cè)這根線與大地相連，俗稱(chēng)三相四線制；TT系統(tǒng)：中線在電源側(cè)直接接地，地線單獨(dú)直接接地；IT系統(tǒng)：中線懸空，地線單獨(dú)接地。對(duì)于這樣的供電系統(tǒng)，由于沒(méi)有中線，需要有附加的隔離變壓器來(lái)提供1個(gè)中線。

　　西門(mén)子系統(tǒng)可以適合多種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但最好是采用TT結(jié)構(gòu)的三相五線制，這樣地線和零線分開(kāi)，避免了因?yàn)槿嚯妷旱牟痪舛斐芍芯€帶電，從而影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。電柜設(shè)計(jì)時(shí)也最好采用三相五線制結(jié)構(gòu)，它的輸入電壓有3種，400 V+-10％、415 V和480 V，通過(guò)電源模塊上面的撥碼來(lái)進(jìn)行設(shè)定。輸入電源頻率為50～60 Hz。在中國(guó)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中采用是380 V的TN結(jié)構(gòu)的三相四線制，這樣地線和零線共用1根線，這時(shí)地線的接地電阻至關(guān)重要，一般對(duì)數(shù)控機(jī)床而言，接地電阻要求在10 Ω以?xún)?nèi)。同時(shí)對(duì)電柜中需要220 V的場(chǎng)合(比如空調(diào)等)，需要用附加的380 V轉(zhuǎn)220 V的變壓器降壓來(lái)得到220 V，原則上不允許用1根火線和1根零線來(lái)得到，因?yàn)檫@樣會(huì)在地線上形成大的電流，容易損害數(shù)控系統(tǒng)，對(duì)用戶(hù)電網(wǎng)上其他設(shè)備也是一種危險(xiǎn)。對(duì)一些接地不能符合要求的地方，

建議采用隔離變廠獲器，避免接地不好對(duì)系統(tǒng)造成損害

　　根據(jù)電拒電源容量來(lái)選擇相應(yīng)截而積的進(jìn)線電纜和地線，特別是地線截而積的選擇不要過(guò)細(xì)，否則會(huì)影響接地的效果。電源在進(jìn)入驅(qū)動(dòng)單元前要加合適的熔斷器來(lái)保護(hù)電源模塊，建議采川西門(mén)子推薦的快速熔斷器，也可以用相近參數(shù)的空氣開(kāi)關(guān)來(lái)代替，但描注意選扦空氣開(kāi)關(guān)的額定電流和反應(yīng)時(shí)間這組熔斷器是單獨(dú)保護(hù)驅(qū)動(dòng)部分，不能和電柜里面其他電源部分共用表1是根據(jù)電網(wǎng)容斌推薦的接地線的截面積。

　　在電柜爪面除了強(qiáng)電以外.還需要用到24 V等弱電。電磁閥的控制信號(hào)和其他開(kāi)關(guān)信號(hào)都使用的是24V電源。數(shù)控系統(tǒng)的部件也大部份使用24V電源，在設(shè)計(jì)時(shí)盡量使用2個(gè)分開(kāi)的獨(dú)立電源，因?yàn)闉橛淙胼敵鲂盘?hào)在實(shí)際使用中有雙路的危險(xiǎn)。如果使用同一個(gè)電源，短路時(shí)強(qiáng)大的短路電流會(huì)通過(guò)公用的電源影響到系統(tǒng)部件，從而換壞這些部件

2 電柜內(nèi)的空間布局

　　在電柜中為了防止電氣元件相互之問(wèn)的電磁干擾，在設(shè)計(jì)時(shí):要盡示把強(qiáng)電部件和弱電部件在空間上分開(kāi)，西門(mén)子的驅(qū)動(dòng)部分和其他的一終變頻器是電柜內(nèi)主要的干擾魏在空問(wèn)上要與其他敏感的電氣部件保持大于200mm的安裝距離。PLC的輸人輸出模塊是電柜容易受千擾的部分，安裝時(shí)要把驅(qū)動(dòng)的金屬外殼接到電柜的接地排卜，有條件的話(huà)可以把這些驅(qū)動(dòng)部分安裝在電拒里的無(wú)漆鍍鋅板上，再用大面積的接地線把這收鍍鋅板連接在一起.然后接到電柜的接地排上。

　　驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力電纜在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電滋+擾，因而電源線要盡覺(jué)和其他線分開(kāi)布線在接線時(shí)動(dòng)力電纜從驅(qū)動(dòng)模塊的下方走、而信號(hào)電纜從驅(qū)動(dòng)卜方走，要盡址避免和動(dòng)力電纜走同一線柄一其他的共控制電纜〔比如63.64等)用線扎綁扎到一起后從驅(qū)動(dòng)的上方走，理想情況下，這些控制信號(hào)和編碼器反饋電纜之問(wèn)要保持一定距離，如果在同一線槽走線時(shí)要保持一定距離。最好采用保持架，從驅(qū)動(dòng)上方走的線不要搭驅(qū)動(dòng)的金屬表面上。因?yàn)檫@樣會(huì)擋住驅(qū)動(dòng)上方的通風(fēng)口。同時(shí)驅(qū)動(dòng)在工作時(shí)金城表面溫度很高會(huì)損害電纜電，電柜里其他的信號(hào)電纜最好和動(dòng)力電纜分翻開(kāi)布置，可以在空間上垂直交又走線，但絕對(duì)不能平行于功力電纜走在問(wèn)一個(gè)走線槽中。不能將價(jià)號(hào)電纜直接接經(jīng)過(guò)產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)的裝置。比如電動(dòng)機(jī)、變壓器等。盡可能將同一電路中未屏蔽的出線和回線相互繞在電氣柜中布置。

　　在電拒梁的線要越短越好。特別是電源的進(jìn)線和電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力線，如果電氣拒有電杭器和濾波器的話(huà)，這些器件要盡談錐近電源模塊和電源的進(jìn)線處濾波器在工作時(shí)金屬表面處在帶電狀態(tài)，所以濾波器的接地更重要:柜內(nèi)過(guò)長(zhǎng)的電源線不要盤(pán)在一起，避免天線效應(yīng)產(chǎn)生電磁于擾、對(duì)一些強(qiáng)的干擾源比如大的接觸器繼電器如果不能在空問(wèn)卜隔離的話(huà)，可以考慮加上一個(gè)金屬的隔離板。防止互相干擾。

　　在電柜空間的布局上.除了要考慮電磁干擾以外，還要考慮散熱要求一系統(tǒng)要求，工作在40℃以下、溢度過(guò)病不僅容易損害系統(tǒng)硬件、還會(huì)降低驅(qū)動(dòng)的輸出功率。驅(qū)動(dòng)足電柜中需要散熱的主要元件。根據(jù)功率不同有幾種散熱方式、一般是采用內(nèi)部風(fēng)冷。風(fēng)的流向是從模塊的下部吹向上部.所以要在摸塊的上部和下部頂留至少100mm的空間用來(lái)散熱?，F(xiàn)在大部份的電柜采用空調(diào)來(lái)散熱、也有采用熱交換器式的風(fēng)扇教熱。但山于排風(fēng)扇不能做到很好的密封，使得粉塵和潮濕的空氣能進(jìn)入到電柜里面，空氣中的水分子凝結(jié)將會(huì)導(dǎo)致電氣部件的故障，因而只能在氣候千燥.環(huán)境整潔的車(chē)間內(nèi)使用這種方式散熱。其他地方盡最采用空調(diào)，空調(diào)大小的選擇和安裝位置直接影響到散熱效果，一般對(duì)西門(mén)子驅(qū)動(dòng)來(lái)說(shuō)，建議空調(diào)的功率按電源模塊的2%~3%來(lái)選擇安裝位置要盡可能地靠近電源模塊。因?yàn)殡娫茨K是發(fā)熱的主要部分。同時(shí)還得考慮空調(diào)出來(lái)的風(fēng)的流向。冷風(fēng)不能直接吹到摸塊上面，因?yàn)檫@洋會(huì)容易結(jié)露，圖1是空調(diào)正確的安裝方法。

3 電柜內(nèi)電磁兼容性的設(shè)計(jì)

　　除了上述在空間上盡獄減少電磁干擾以外。還得在屏蔽和接地方面采取相應(yīng)的措施保證滿(mǎn)足電磁兼容性要求。電磁旅蕎性除了保證自己設(shè)備免受電磁十?dāng)_而正常工作以外，還得保證不對(duì)外部電網(wǎng)和環(huán)境產(chǎn)生電進(jìn)干擾，這就是國(guó)際上的電磁兼容性要求，簡(jiǎn)稱(chēng)EMC -良好的接地除了是保護(hù)操作者人身安個(gè)的必要條件以外。也是保護(hù)沒(méi)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要條件。西門(mén)子所有的部件都需要良好的接地.接地時(shí)要保證接地線的截面積，通常電氣拒中各部件接地導(dǎo)線的截面積要大6 mm2，同時(shí)還要保證有良好的接觸，接線的線頭要采用端子結(jié)構(gòu)、采用敵日的黃綠顛色標(biāo)準(zhǔn)的接地電纜，不許串行連接，圖2是整個(gè)系統(tǒng)接地示意圖。所有的接地采用星形連接，連接到電扣里而的接地排上。接地排址好采川導(dǎo)電好的銅排。不能用電氣柜的底板代替。

　　良好的屏蔽也是減少電磁干擾的措施之一，如前所述變頻器驅(qū)動(dòng)是主要的電磁干擾源，因而對(duì)他們的屏蔽很重要。伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力電纜應(yīng)采用解蔽電纜.特別是主軸的動(dòng)力電纜一定要采川屏蔽電纜，否則會(huì)容易損害與它靠近的其他電氣元件，有時(shí)甚至?xí)p害主軸的編碼器。西門(mén)子的動(dòng)力電纜都帶有屏蔽層。上而連接有一個(gè)喉箍，連接時(shí)把喉報(bào)周定在驅(qū)動(dòng)電源的屏蔽架上(如圖3)，也可以把電攬的期料皮剝開(kāi).利用電纜固定支架把電纜的屏蔽網(wǎng)與電氣柜中的殼體緊密連接一對(duì)于傳愉模擬信號(hào)和數(shù)據(jù)電纜的兩端的屏蔽也必須接地。對(duì)接觸器、繼電器、電磁閥等其他電感部們的線圈應(yīng)直接連接限容元件，即常說(shuō)的滅弧裝置。電抗器、濾波器和進(jìn)線開(kāi)關(guān)之間最好也要使用屏蔽電纜甲電杭器是保護(hù)驅(qū)動(dòng)電源上作的的重要部件.對(duì)西門(mén)子驅(qū)功而言，5 kW和10W的電源模塊已經(jīng)內(nèi)置1個(gè)電批器，其他1號(hào)的電源需要單獨(dú)配的西門(mén)子電抗器、濾波器是防止驅(qū)動(dòng)對(duì)外圍電路干擾的裝置。對(duì)于大于36kW的驅(qū)動(dòng)，必須要使用濾波器、如果在電拒里面單獨(dú)使用的變頻器址好也要使用單獨(dú)的濾波器電氣柜內(nèi)其他需要濾波器的地方要另外增加濾波器，驅(qū)動(dòng)的濾波器只能單獨(dú)提供給驅(qū)動(dòng)用。

4 其他要注意的一些事項(xiàng)

　　電氣拒不僅是各種元器件集中的地方.也是這些電氣部件的保護(hù)層按閑家規(guī)定，電氣柜的防護(hù)等級(jí)要達(dá)到IP54標(biāo)準(zhǔn)，既要防護(hù)粉塵的有限授人。還要防止水和其他液體以任何角度的噴灑。特別是對(duì)些活動(dòng)部件的密封設(shè)計(jì)，還要考慮電纜出線日的設(shè)計(jì)和密封二在電氣柜內(nèi)的布局上，要允分一考慮各部件的重量避免電氣柜頭重腳輕，受力不平衡;在一些強(qiáng)電電柜門(mén)上要有開(kāi)門(mén)斷電裝置，保證人身安全對(duì)析門(mén)要川盡可能短的金屬編織線在電氣柜的高、中和低3個(gè)位置與電氣柜相連，保證叮衣的接地。對(duì)一典環(huán)境惡劣的地方還得增加一些檢側(cè)裝置。保證數(shù)控系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)部分運(yùn)行在允許的環(huán)境下，一般要求運(yùn)行溫度在0~40℃之問(wèn)、環(huán)境粼度應(yīng)在90%以下。如果漢度超標(biāo)應(yīng)考慮增加合適的除艱設(shè)務(wù)有些高海拔地區(qū)(超過(guò)1000m)，還得考慮因?yàn)楹０胃叨鴰?lái)的功率卜降，同時(shí)因?yàn)闅饨档蜁?huì)影響到電拒的冷卻效果。