摘要：随着社会的发展，电气控制逐步成为各类生产机械的重要组成部分，而现在工厂所用的电气自动化系统通常是将用到的各种断路器、接触器、继电器等传统低压电器与PLC、变频器、触摸屏等现代智能化控制设备组合装配成电气控制柜,同时也将控制系统的控制、测量、信号、保护、调节等功能组合在一起，安装在生产现场或控制室内。本文分析了如何布局能使机床拥有更好的电气性能和电磁兼容性，规范电气柜内部的布局，提高机床电气的稳定性，增强操作机床的安全性。
关键词：布局；电气性能；电磁兼容性
前言：伴随着国家经济社会的全面发展，科学技术的不断创新，二十一世纪已经正式进入了一个电器时代，在目前的电气设备制造过程中，电气控制柜的应用已经非常广泛。电源、开关、配电、线路保护等都设置于电气控制柜中。电气控制柜的功能非常多，作用具有不可替代性，对整个电气的正常运行具有重要作用，电气控制柜是由接触器、断路器等设备组成，电气控制柜的组成部分是完全根据不同的需要而不断变化的，在制造过程中和应用过程中是可以实现转换的。
1 电气柜简介
电气柜是由钢材质加工而成用来保护元器件正常工作的柜子。电气柜制作材料一般分为热轧钢板和冷轧钢板两种。冷轧钢板相对热轧钢板更材质柔软，更适合电气柜的制作。电气柜用途广泛主要用于化工行业，环保行业，电力系统，冶金系统，工业，核电行业，消防安全监控，交通行业等等。电气控制柜的主要作用是负责配电和线路保护，因此其组成部分主要包含电源和开关两大部分。同时，电气控制柜还肩负着控制功能。在控制功能的结构内部，有断路器、接触器、继电器、PLC、变频器以及接线端等原件。电气控制柜要实现的功能根据不同的需要制定。被控制设备的数量以及被控制设备功率的大小是电气控制柜选择电器元件的依据。根据被控制设备的数量和功率大小选定电气元件之后，将其集中组合在一个电柜中，从而形成了需要的电气控制柜。但是电气控制柜为了保障运行和操作的基本安全，要在设计过程中充分的考虑，尽量做到结构简单，造价经济适用。
2 电柜内电磁兼容性的设计
数控机床电气柜的电磁兼容性是指电柜内的电气设备能够共同协作完成所需的电气功能，而不会因为电磁干扰导致电柜内的某些电气部件性能的下降。数控机床电柜的电磁兼容性设计对整个数控机床可靠性，稳定性是至关重要的，如果电柜的电磁兼容性设计的不合理，可能会由于电磁而干扰造成数控机床的数控系统及其其他设备不能正常工作。因此，需要通过有效的措施实现设备对电磁干扰应有足够的抗扰度水平，以保证电气设备在预期使用环境中可以安全可靠地运行。限制电磁干扰（即传导和辐射的发射）产生的主要措施包括：电源滤波；电缆屏蔽；最小射频辐射的外壳设计；射频抑制技术。在数控机床电柜布线过程中，主要应该在屏蔽和接地方面采取相应的措施保证满足电磁兼容性要求。
2.1 屏蔽
良好的屏蔽是减少电磁干扰的重要措施。在数控机床电气柜中，主要的电磁干扰源就是变频器和伺服驱动，因此对他们的屏蔽非常重要。为保证系统稳定可靠的运行，数控机床的进给伺服系统和主轴伺服系统的动力电缆必须采用屏蔽电缆。同时，系统中的强电设备金属外壳，包括伺服驱动器，变频器，步进电机，开关电源，电机等都需要可靠接地，实现主动屏蔽，敏感设备数控装置等的外壳也需要可靠接地，从而实现被动屏蔽。对于驱动部件来说，电抗器是保护驱动电源工作的装置，滤波器是防止驱动对外围电路干扰的重要部件，因此，电抗器，滤波器和进线开关之间也需要使用屏蔽电缆。
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2.2 接地
可靠的电柜接地是保护设备和系统正常运行的必要条件，同时也可以很好地保护操作者和使用者的人身安全。电柜内的各个设备要分别使用短，粗接地电缆与电柜背板相连；各个设备的连接电缆的屏蔽层要使用导电良好的接地铜排进行接地；电柜内和系统相关的所有部件，包括数控系统，伺服驱动，变频器等都需要良好的接地。各电气装置接地点必须单独引线接地，要采用醒目的黄绿颜色标准的接地电缆，且不许串行过渡；电柜移动部件要使用金属编织网连接起来，柜门接地要采用铜编织的软连接；所有打在电盘和柜体的接地钉正下方10 mm处粘贴接地符号标识，接地符号标识白底黑字，尺寸为Φ10；电柜中的设备接地必须使用OT端子。
3 电气柜布局
电气控制柜内部的布局布线很重要，好的布局布线不仅方便于生产和维护，更可以提高数控系统的可靠性。电源部件、电源滤波器、电源电抗器、供电模块和电缆在配电柜中应该如何排列，必须遵守一些重要的安装准则。如果您遵循了这些准则，就可以保证设备可靠和顺利运行，并维持完整的使用寿命。
3.1 符合EMC准则的驱动组排列
由于高频干扰电流，设备组中电源滤波器、电源电抗器和电源的外壳必须和低电阻配电柜接地相连。配电柜接地必须和电机及机床低阻抗相连。因此应该将组件紧凑地安装在一个共同的镀锌装配板上，并与装配板保持大面积、持久导电连接。如果装配板相互连接，则必须在信号电缆或者动力电缆附近进行接地连接。由于电源电抗器可能会变得很热，因此应至少保持100 mm的间距，防止过热。图1展示了符合EMC准则的驱动组排列。请注意电缆屏蔽应放置在屏蔽板上。配电柜外部的电缆屏蔽应放置在配电柜过线槽开口处，以降低干扰。
3.2 电气柜配盘
电器柜布局必须严格按电气柜设计规范进行：布局时需要应把强电器件和弱电器件在空间上分开；马达启动器、断路器、端子排等器件需安装在方便操作、易于维修的位置；数控机床的数控系统，驱动部件及变频器在空间上要与其他敏感的电气部件保持大于200 MM的安装距离；驱动器的动力电缆在工作时会产生强大的电磁干扰，要尽量避免信号线和动力电缆走同一线糟；空调的安装位置要尽可能的靠近电源模块，同时不要让空调出来的风直接吹到模块上面，以防止产生结露。滤波器、电抗器和驱动器靠近安装，用尽量短的屏蔽电缆连接，并通过接地排接地；需要接地的设备要分别单独接地；信号电缆与动力电缆分开布线；同时各器件之间的放置还需考虑连接导线最短原则。
4 电气柜的安装调试
电气控制柜的安装过程，要根据安装环境是否存在震动，安装设计要求存在一定的差异。在存在震动的环境中，为了确保电气控制柜的正常运行，要采取防震措施。设备接电线要尽量利用粗、短的线路连接公共接地点。在安装完成调试过程中，要根据电气控制柜的特点，对子系统单独调试后进行联机调试，遵循由简单到复杂、由局部到整体的原则。确保电气控制柜各项性能运能达到设计要求，满足客户的需求。
5 结束语
本文对于数控机床电气柜柜内元器件如何布局装配能够拥有更好的电气性能和电磁兼容性做了详细介绍，希望电气设计人员能够以文此为例，规范机床电气柜内部的布局，从而提高机床电气的稳定性。
参考文献：
[1]上海维宏电子科技有限公司.机床电气控制柜的注意事项[M].2011，1.
[2]刘畅.数控机床电气柜设计简明要点[J].制造技术与机床，2011，3.
[3]赵鹏睿.电气控制柜的人机工程学评价与设计[D].华北电力大学（保定），2013.
论文作者:刘冰
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/22
标签：电气论文; 电缆论文; 柜内论文; 屏蔽论文; 控制柜论文; 设备论文; 数控机床论文; 《基层建设》2017年4期论文;