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供电质量对数控设备的影响和应对措施
2018-4-4  来源:中国一拖集团有限公司第三装配厂   作者:高中汉,刘安宁,苏海龙




     摘 要:从供电质量角度,介绍供电质量对数控设备的影响和解决方法。

     关键词:供电质量;数控设备;措施 
  
  
     0 前言
  
     在实际数控设备维修中,经常遇到莫名其妙的故障,重新开机一切又恢复正常;有时控制线路板损坏或烧毁等问题。这些除了数控系统本身质量外,还有一些其他原因。从供电质量角度出发,谈谈对数控设备的影响。
  
     1 、电压变化种类(图 1)
  
   
  
     图 1 电压变化种类
  
     数控机床的性能与使用环境密切相关。高质量的环境包括高质量的供电、工作环境洁净无尘、机床附件适当、机床工具恰当以及员工的熟练操作等。然而,有些因素,特别是可靠的供电人们无法控制。
    
     (1)欠电压或电压不足,是指供电电压持续不足,持续时间超过数秒。
     (2)过电压是指供电电压持续超高,持续时间超过数秒。
     (3)电压跌落是指供电电压突然下降,持续时间不超过数秒。
     (4)电压上升(亦称为电涌)是指供电电压突然升高,持续时间不超过数秒。

     2 、供电不稳定对设备的影响
  
     供电不稳定或供电不纯净会造成设备停机、性能下降,严重的使设备损坏。
  
    (1)停机。尽管没有造成物理损坏,但系统的逻辑或模拟电平失常,造成数据丢失、数据和软件损坏。CNC 数据(报括操作系统、参数、程序等)不得不重新建立。供电不纯净还可能造成计算机意外死机、锁死、非正常触发设备 NC—PLC 复位故障、CNC系统停止响应故障。软件可能运行不正常,造成事故。将系统复位(通常是关机)才能使系统恢复正常工作。很多这样的事故并没有充分的日志记录。
  
    (2) 性能下降。如果长时间存在一定程度瞬时脉冲现象的话,其影响更加严重,电子元件和电路性能下降,使设备使用寿命缩短和失效可能性增加,这些是用户难以感觉到的。
    
    3)损坏。供电不稳或供电不纯净可造成电子元件损坏,如,CPU、I/O 接口电路板、驱动电路板、CRT 或 LCD\LED 监视器,存储设备如 RAM、硬盘和通信接口。严重的瞬时过电压可能造成电路板烧坏。
  
     3 、解决方法
  
    (1)使用知名厂家生产的伺服稳压器,其可以在 3 相不平衡的负载环境中使用,其特点为:过滤掉过输入、输出的过电压和欠电压;具有单相保护功能、短路保护功能;能够缩短输入电压突然增加或降低的响应时间;抑制自偶变压器产生的尖脉冲;稳压器启动功能应设为手动,在供电断电时,稳压器不能自动开机;输出电压应为设备要求的电压范围和误差。
  
    (2)采用隔离变压器,用于抑制感性负载产生的电涌、尖脉冲、电压跌落及瞬时脉冲。
  
    (3)正确接地。机床必须单独接地。如果除供电电路板外还使用发电机的话,接地点应为同一点并与机床相连,一般使用12 ×4 mm 的铜条用作连接电网—稳压器—隔离变压器—机床间的地线。检查接地是否正确时,测量中性线和地线间电压,该电压应≤100 m V。接地错误会造成复杂设备的损坏,如计算机、以计算机为基础的系统、网络等。
  
     例如,第三装配厂意大利进口的加工中心时常出现乱报警、中途停机现象。经现场观察和了解发现,故障总是发生在附近一台大型镗铣床设备主轴电机启动的瞬间,而且在某段时间内发生的较频繁,这段时间正是车间用电负荷大的时间。经测量,电网电压只有 340 V 左右,用示波器测电源电压波形,当上述电机启动时,电源电压波形严重畸变(图 2)。由此可确定为故障是由于电源电压过低引起电源干扰所致。通过采取将两台设备电源线路分由两处配电箱供电、将加工中心的控制部分加装稳压电源等措施后,问题解决。

  
 
 
     图 2 电源电压波形
  
     4 、结束语
  
     供电质量对数控设备的影响是多方面的,但人们在日常工作中多数轻视,对造成的影响也不去深究。特别是供电的变化有时是一瞬间,加之技术手段有限,难以获得有效信息,但它对数控设备的影响是深刻的,甚至难以恢复。因此,有必要进行一些研究工作,防止故障发生。

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