1 电柜的电源部分设计
在设计电柜前，先要了解客户的供电形式，一般的供电形式按照中线连接方式分3种：即TN系统，TT系统和IT系统，而我国较常采用的是TN—C系统。这3种系统的定义如下，TN—C系统：系统的地线和中线共用1根线，在电源侧这根线与大地相连，俗称三相四线制；TT系统：中线在电源侧直接接地，地线单独直接接地；IT系统：中线悬空，地线单独接地。对于这样的供电系统，由于没有中线，需要有附加的隔离变压器来提供1个中线。
西门子系统可以适合多种电网结构，但最好是采用TT结构的三相五线制，这样地线和零线分开，避免了因为三相电压的不均衡而造成中线带电，从而影响到系统的稳定运行。电柜设计时也最好采用三相五线制结构，它的输入电压有3种，400 V+-10％、415 V和480 V，通过电源模块上面的拨码来进行设定。输入电源频率为50～60 Hz。在中国的电网结构中采用是380 V的TN结构的三相四线制，这样地线和零线共用1根线，这时地线的接地电阻至关重要，一般对数控机床而言，接地电阻要求在10 Ω以内。同时对电柜中需要220 V的场合(比如空调等)，需要用附加的380 V转220 V的变压器降压来得到220 V，原则上不允许用1根火线和1根零线来得到，因为这样会在地线上形成大的电流，容易损害数控系统，对用户电网上其他设备也是一种危险。对一些接地不能符合要求的地方，
建议采用隔离变厂获器，避免接地不好对系统造成损害
根据电拒电源容量来选择相应截而积的进线电缆和地线，特别是地线截而积的选择不要过细，否则会影响接地的效果。电源在进入驱动单元前要加合适的熔断器来保护电源模块，建议采川西门子推荐的快速熔断器，也可以用相近参数的空气开关来代替，但描注意选扦空气开关的额定电流和反应时间这组熔断器是单独保护驱动部分，不能和电柜里面其他电源部分共用表1是根据电网容斌推荐的接地线的截面积。
在电柜爪面除了强电以外.还需要用到24 V等弱电。电磁阀的控制信号和其他开关信号都使用的是24V电源。数控系统的部件也大部份使用24V电源，在设计时尽量使用2个分开的独立电源，因为为愉入输出信号在实际使用中有双路的危险。如果使用同一个电源，短路时强大的短路电流会通过公用的电源影响到系统部件，从而换坏这些部件
2 电柜内的空间布局
在电柜中为了防止电气元件相互之问的电磁干扰，在设计时:要尽示把强电部件和弱电部件在空间上分开，西门子的驱动部分和其他的一终变频器是电柜内主要的干扰魏在空问上要与其他敏感的电气部件保持大于200mm的安装距离。PLC的输人输出模块是电柜容易受千扰的部分，安装时要把驱动的金属外壳接到电柜的接地排卜，有条件的话可以把这些驱动部分安装在电拒里的无漆镀锌板上，再用大面积的接地线把这收镀锌板连接在一起.然后接到电柜的接地排上。
驱动器的动力电缆在工作时会产生强大的电滋+扰，因而电源线要尽觉和其他线分开布线在接线时动力电缆从驱动模块的下方走、而信号电缆从驱动卜方走，要尽址避免和动力电缆走同一线柄一其他的共控制电缆〔比如63.64等)用线扎绑扎到一起后从驱动的上方走，理想情况下，这些控制信号和编码器反馈电缆之问要保持一定距离，如果在同一线槽走线时要保持一定距离。最好采用保持架，从驱动上方走的线不要搭驱动的金属表面上。因为这样会挡住驱动上方的通风口。同时驱动在工作时金城表面温度很高会损害电缆电，电柜里其他的信号电缆最好和动力电缆分翻开布置，可以在空间上垂直交又走线，但绝对不能平行于功力电缆走在问一个走线槽中。不能将价号电缆直接接经过产生强磁场的装置。比如电动机、变压器等。尽可能将同一电路中未屏蔽的出线和回线相互绕在电气柜中布置。
在电拒梁的线要越短越好。特别是电源的进线和电动机的动力线，如果电气拒有电杭器和滤波器的话，这些器件要尽谈锥近电源模块和电源的进线处滤波器在工作时金属表面处在带电状态，所以滤波器的接地更重要:柜内过长的电源线不要盘在一起，避免天线效应产生电磁于扰、对一些强的干扰源比如大的接触器继电器如果不能在空问卜隔离的话，可以考虑加上一个金属的隔离板。防止互相干扰。
在电柜空间的布局上.除了要考虑电磁干扰以外，还要考虑散热要求一系统要求，工作在40℃以下、溢度过病不仅容易损害系统硬件、还会降低驱动的输出功率。驱动足电柜中需要散热的主要元件。根据功率不同有几种散热方式、一般是采用内部风冷。风的流向是从模块的下部吹向上部.所以要在摸块的上部和下部顶留至少100mm的空间用来散热。现在大部份的电柜采用空调来散热、也有采用热交换器式的风扇教热。但山于排风扇不能做到很好的密封，使得粉尘和潮湿的空气能进入到电柜里面，空气中的水分子凝结将会导致电气部件的故障，因而只能在气候千燥.环境整洁的车间内使用这种方式散热。其他地方尽最采用空调，空调大小的选择和安装位置直接影响到散热效果，一般对西门子驱动来说，建议空调的功率按电源模块的2%~3%来选择安装位置要尽可能地靠近电源模块。因为电源模块是发热的主要部分。同时还得考虑空调出来的风的流向。冷风不能直接吹到摸块上面，因为这洋会容易结露，图1是空调正确的安装方法。
3 电柜内电磁兼容性的设计
除了上述在空间上尽狱减少电磁干扰以外。还得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。电磁旅荞性除了保证自己设备免受电磁十扰而正常工作以外，还得保证不对外部电网和环境产生电进干扰，这就是国际上的电磁兼容性要求，简称EMC -良好的接地除了是保护操作者人身安个的必要条件以外。也是保护没备和系统正常运行的必要条件。西门子所有的部件都需要良好的接地.接地时要保证接地线的截面积，通常电气拒中各部件接地导线的截面积要大6 mm2，同时还要保证有良好的接触，接线的线头要采用端子结构、采用敌日的黄绿颠色标准的接地电缆，不许串行连接，图2是整个系统接地示意图。所有的接地采用星形连接，连接到电扣里而的接地排上。接地排址好采川导电好的铜排。不能用电气柜的底板代替。
良好的屏蔽也是减少电磁干扰的措施之一，如前所述变频器驱动是主要的电磁干扰源，因而对他们的屏蔽很重要。伺服电动机的动力电缆应采用解蔽电缆.特别是主轴的动力电缆一定要采川屏蔽电缆，否则会容易损害与它靠近的其他电气元件，有时甚至会损害主轴的编码器。西门子的动力电缆都带有屏蔽层。上而连接有一个喉箍，连接时把喉报周定在驱动电源的屏蔽架上(如图3)，也可以把电揽的期料皮剥开.利用电缆固定支架把电缆的屏蔽网与电气柜中的壳体紧密连接一对于传愉模拟信号和数据电缆的两端的屏蔽也必须接地。对接触器、继电器、电磁阀等其他电感部们的线圈应直接连接限容元件，即常说的灭弧装置。电抗器、滤波器和进线开关之间最好也要使用屏蔽电缆甲电杭器是保护驱动电源上作的的重要部件.对西门子驱功而言，5 kW和10W的电源模块已经内置1个电批器，其他1号的电源需要单独配的西门子电抗器、滤波器是防止驱动对外围电路干扰的装置。对于大于36kW的驱动，必须要使用滤波器、如果在电拒里面单独使用的变频器址好也要使用单独的滤波器电气柜内其他需要滤波器的地方要另外增加滤波器，驱动的滤波器只能单独提供给驱动用。
4 其他要注意的一些事项
电气拒不仅是各种元器件集中的地方.也是这些电气部件的保护层按闲家规定，电气柜的防护等级要达到IP54标准，既要防护粉尘的有限授人。还要防止水和其他液体以任何角度的喷洒。特别是对些活动部件的密封设计，还要考虑电缆出线日的设计和密封二在电气柜内的布局上，要允分一考虑各部件的重量避免电气柜头重脚轻，受力不平衡;在一些强电电柜门上要有开门断电装置，保证人身安全对析门要川尽可能短的金属编织线在电气柜的高、中和低3个位置与电气柜相连，保证叮衣的接地。对一典环境恶劣的地方还得增加一些检侧装置。保证数控系统和驱动部分运行在允许的环境下，一般要求运行温度在0~40℃之问、环境粼度应在90%以下。如果汉度超标应考虑增加合适的除艰设务有些高海拔地区(超过1000m)，还得考虑因为海拔高而带来的功率卜降，同时因为气降低会影响到电拒的冷却效果。
(审核编辑: 智汇胡妮)
