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机床电气回路保护应用2

目前,对于最常见的数控车床,它的电气设备通常由六部分组成,包括数控单元、人员和设备的操作单元、测量系统、伺服系统、可编程逻辑控制系统、必备的机床电气回路和电柜等。其中,动力电路、控制电路、保护联结电路又是机床电气回路中最常见的三种。
动力电路和控制电路,顾名思义它的设计功能主要是为了满足机床的基本电气输送及控制,具体为机床电气设备的配电、加电、断电和电力紧急控制等。其主要组成要素有控制器件、保护器件、连接器、线缆和耗能器件。这些器件分别用来保护原件和线路、连接各原件、发出各种指令等。当电路出现短路或过载现象时,电气回路各器件将依照设计标准协同工作,自动切断电力输出。
为了防止间接接触产生电击而连接在一起的保护导线称之为保护联结电路,而与此相关联的功能联结电路,是为了有效避免因电磁干扰引起的系统非正常运行而连接在一起的保护导线。两者的保护导线可独立排布,在电源引入端的保护接地排位置,可选择连接或不连接(有外部功能接地导体)在一起。其主要由电气外壳装置、用于固定原件的地板、保护接地汇流排和起保护作用的地线等组成。为了满足接地连续性,确保安全,保护联结电路通常都是依据GB5226.1标准,设计为树形(即Y形)排布连接。
1.过载保护
过载保护原理可简单表述如下:假设电路允许的最小通过电流为Imin,最大电流为Imax,保护的器件电流为I,I2表示在规定时间范围内,保护器件有效工作的最小电流,那么我们可得出公式(1)Imax≤I≤Imin(2)I2≤1.45Imin值得注意的是,多种因素都会对电流产生一定的影响,如温度、多芯电缆、机床设备的安装密度等,因此要想机床设备正常工作,必须要确保通过保护器件的电流大于最小电流,并在大于最大电流时执行保护。
2.过流保护
过流保护公式可参考如下:(3)T=(K*S/I)
其中,T表示切断负载电路所需时间;K表示绝缘铜导线系数;S表示导线的截面积;I表示短路时电流大小。
通过以上三个公式我们可以清楚的看出,动力和控制电路在设计中首先考虑的是机床器件的额定电流和线路负载电流,之后确定机床中使用导体线缆的横截面积。当截容量达到1.45倍时是安全临界点,超过这个临界点时就会比较危险,要确保安全,必须在规定时间内通过。在达到Imax之前必须切断电源。
联结电路在选择保护导线时,我们通常要考虑整个设备供电线路的规格,最常见的材料是选择铜和铝。如果这两种材料仍不能满足电流负荷,一般就要采取其他措施,如增加附加保护导线。
3.操作方式
通过实践证明,首先要计算出机床的电气回路在负载条件下,负载电流的大小。根据负载电流从而得到保护器件的电流I,I必须要满足以上的三个公式。然后确定器件保护种类,根据机床设备的实际状况,计算相应参数。在此基础上判断公式(2)是否成立,当此公式不成立时,可通过两种途径进行弥补,一是增大导体规格,另外还可调低细分额定值,之后再确定机床的导线保护器件是否同时满足公式(1)和公式(2)。最后可根据公式(3)来计算时间,通常将时间控制在五秒之内。当时间大于五秒时,就要根据保护器的具体类型对短路类型进行判断。
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