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机床电气柜元件的设计与干扰研究

2021-09-15艾明旺 钟一鸣

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机床的内容包含很多,有液压、气动、电气、计算机等,机床的控制主要是集中于电气柜,对电气柜的设计要懂得如何对电气元件和组件的划分,屏蔽电气柜干扰对设计运行的影响,增加控制精度。
1 电气柜

       机床控制系统包含控制系统、伺服系统,控制系统相当于机床的大脑,伺服系统就是机床驱动系统,控制系统是结合计算机技术,结合柔性控制方法,有点就是在于控制系统的精度高,智能化也也强,要是想体现控制系统的柔性化,需要电器柜的控制技术高,设备电气故障率低。

       机床伺服系统有开环控制和闭环控制,还有半闭环控制系统,主要是对终端执行件的监控和机床传动系统的控制。

       机床电器柜(如图1)的设计主要通过考虑使用和运输,还有就是电器柜密封装置,锁紧装置,温升因素。

机床电气柜

图1 机床电气柜

       机床电气柜主要分强电和弱点,电气柜是提供电气控制系统的输入、短路、过载、欠压等保护,机床的控制装置、元件都是在电气柜,通过电气元件与线路的结合,控制机床的电动机、液压控制系统等,强电柜的里边包含继电器、接触器等元件,各种电气元件控制着机床的运动,但是电气柜为了降低强弱电之间的干扰,在电气柜使用中,需要对电动机、接触器中的电磁感应器并联一个RC阻容吸收器,将干扰降低。

       电气柜密封性能要好,必须保证不会有灰尘进入电气柜,密封性好了也会产生弊端,因为电气柜元件和变频器会发热,气密性好热量不会散发出去,需要对电气柜增加风扇,但是风扇需要有过滤网和护罩,如图2。

风扇过滤器和护罩

图2 风扇过滤器和护罩

2 电气元件及组件划分

       电气柜元件的选择主要是通过额定电压、额定电流等来进行选择,在低压电器中,断路器(如图3)和自动空气开关是主要的保护元件。

断路器实物图

图3 断路器实物图

       对熔断器的选择主要通过以下几个方面选择:

       (1)断路器的额定电压要大于电气控制电路的额定电压;

       (2)断路器额定电流大于线路计算负荷电流;

       (3)断路器脱扣额定电流大于线路计算负荷电流;

       接触器的选择主要是通过电路的参数、负载、触点等进行选择,在选择的时候要区分回路是直流还是交流,因为接触器分为交流和直流,选取错误就会损坏接触器。

       变频器的作用是改变线路中电源频率的元件,变频器的结构上主要是由整流、滤波、逆变等组成,同时还有驱动、检测和微处理三个单元。

       电气控制柜组件的划分的原则是将功能一样的元件安装和组合在一起;把关联的元件放置在一个区域,避免元件之间的接线数量;强电和弱点元件要分开安装;元件的排布要规范、整齐,经常维修和调节的元件,容易损坏的元件,都要安装在一起。

3 电气柜干扰

       电柜设计的设计中要进行干扰的设计,主要是避免对线路和控制的影响,主要是从元件的布局着手,先将元件之间的干扰排除掉,还有就是电器柜的噪声降低。

       (1)电气柜内干扰元件的安装和布局一定要易于维修,避免有干扰的位置;

       (2)直流和交流线的排布要分离,避免它们之间的干扰;

       (3)辐射元件不要安装在带有显示器的位置,避免对其干扰;

       要设有接地装置。

       电气柜中元件会产生噪声,例如伺服放大器在工作过程中,会向四周辐射像天线的噪声信号,如图4,所以在安装时候,避免在电子元件旁边安装。

辐射噪声

图4 辐射噪声

4 结语

       电气控制系统是一个非常普遍的系统,设备和机床是离不开的,机床电器柜是承载控制系统的,通过元件和线路的设计,精确的控制机床,保证机床的加工质量,同时还要考虑电器柜的干扰装置,避免对机床的影响,最终影响机床的使用性能。
 
责任编辑:程玥
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