機床電氣柜設計原則、溫升、滅弧的研究

韓 笑，張悅華

（沈陽機床股份有限公司電裝分公司 遼寧 沈陽 110142）

1 電氣柜設計原則

在機床電器柜的設計上需要考慮的方面很多，需要綜合分析運輸和使用的環境，同時還要考慮附近有沒有電磁干擾，預防噪聲和針對后期的維修，設計時候需要考慮的因素見表1。

表1 設計電柜需考慮的運輸及環境條件

在電氣柜設計的時候，還需要對密封進行設計，要防止機床在金屬切削時候，冷卻液或者其他液體進入到電氣柜中，對電氣元件進行損傷，同時電氣柜長時間使用的時候，放置的位置會有灰塵，電氣柜的空氣入口需要增加空氣過濾器，將外部的灰塵過濾掉，柜上方的換氣扇也需要增加，換氣扇的外邊還要有保護罩。

電氣柜到機床之間的線路，一種是電線外部有管體，管體與電氣柜相連接，這樣可以保證柜體的密封，另一種是在電線出柜口位置增加橡膠密封件，還有的接口采用電纜鎖緊裝置，這種裝置不僅可以密封還能對電纜進行固定。

電氣柜門的密封采用密封條或者其他密封件進行密封，最常見的是密封條，經濟實惠，電氣柜如果長時間進入灰塵，灰塵附著在元件上邊，會出現偶爾絕緣的情況，影響機床的使用。

電氣柜的設計上還需要考慮設備柜使用空間，避免柜體過大，還要考慮每部的布線，強弱電的分離，柜內溫度控制等。

電氣柜在制造的時候，需要設計一個可靠的保護箱體，而且還需要有良好的接地性，有些電氣柜內的螺栓采用鍍鋅，長時間使用會出現生銹，所以需要采用鍍銅螺絲，增加導電和防銹。

2 電氣柜溫升設計

機床電氣柜在使用或者工作狀態下，需要控制柜內的溫度，不要將柜內的溫度超過柜外的10℃，主要就需要將電氣柜上方安裝一個風扇，或者換氣扇，有的設備電氣柜內部元件比較多，溫度難以通過風扇進行降低，這種情況下的電氣柜需要配備一個空調，在設備使用的時候開啟它，保持柜內的溫度不變。

在電氣柜溫升控制設計中，可以通過計算的方式，大概算出電氣柜內部的發熱量，這樣就可以選取相應的降溫裝置，電氣柜內部的發熱量等于電柜散熱能力、電柜表面積、溫升三者的乘積，將這個計算出來之后，通過換算成散熱裝置的效率，選取最終的設備進行降溫。

在安裝風扇或者換氣扇的電氣柜使用的時候，不能長期直吹，需要保持空氣以0.5m/sec的速度流過電氣柜內部的元件，因為如果直吹會將灰塵帶到元件上，最終出現故障。

在安裝空調的電氣柜，在柜上邊安裝時候，需要將柜子的底部開一個通風口，這個通風口需要有風堵，原因是熱空氣會往上升，這樣就會形成一個空氣流動，不會將電氣元件表面形成熱點或者局部熱導效應。

有些高精密機床的電氣柜是有模塊放大器（如圖2），這種裝置外部帶有散熱片，這就要求它不要安裝在電氣柜內部，將它安裝在柜子的外部，緊貼柜子，這種散熱器發散出的熱量很大，對柜內溫度影響也很大。

圖2 模塊放大器

3 滅弧裝置

在電氣柜的強電路中，線圈的自感會產生很高的脈沖電壓，這個脈沖電壓產生之后可以對電路進行干擾，為了降低這個脈沖干擾，我們在電柜中增加滅弧裝置，對線路中的脈沖電壓進行抑制，如圖3。

圖3 滅弧器

滅弧裝置在使用時候需要選取電阻和電容組成的滅弧器，這種滅弧器也被稱為CR滅弧裝置，這個裝置的優點是，在交流電路中，電阻可以將脈沖電壓的峰值抑制住，在選取這種滅弧器的時候通過靜態線圈的直流阻值和電流來決定。

在電氣柜的設計中還需要添加浪涌吸收器，電氣柜在使用的時候，打弧會產生浪涌電壓，需要在輸入電源的線間和各線與地之間安裝浪涌吸收器。

4 結語

數控機床的數量和使用量在不斷的提升，不僅是因為機床本身的原因，還有就是對機床的控制，再好的零件，裝配不好也不行，同樣再好的機床，沒有動力和控制系統它也不能工作，電氣柜不僅能夠對機床提供動力，還能控制機床的運作，電氣柜的設計要節省空間，避免組裝完成之后出現先天設計缺陷，增加工作量和設計成本。