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西门子数控机床电磁兼容(EMC)接地要求

数控机床电气系统中,电磁兼容性(EMC)设计的目的是为了控制和消除电磁干扰,而其中的屏蔽与接地技术,直接影响到系统运行的稳定性与可靠性。

本文从以下几个方面介绍数控机床电磁兼容的基本知识及注意事项。

 

1. 等电位连接

为确保复杂系统中各组件顺畅的合作运行,需要建立良好的等电位连接,此连接作用于技术频率和超过 10MHz 以上的高频率范围。

数控机床电磁兼容(EMC)接地要求

[0]:黑色标记的接地连接点显示了常规的驱动组件接地。使用普通的没有特殊高频特性的动力 PE 电缆就能进行连接并确保了低频等电位连接和人员保护

[1]:暗红色标记的控制柜内部的连接点连接安装在变频器组件导电良好的高频技术金属外壳和控制柜中的 PE 母线排和 EMC 屏蔽母线排。此内部连接片可以通过控制柜的金属构造大面积实现,此处的金属接触面必须裸露且其最小横截面积必须为每个接触点几 cm2或者也可以使用短的、细线的、网状铜导线(横截面> 95 mm2)进行连接。

[2]:橙色标记的电机电缆的屏蔽层确定了逆变器或电机模块和电机端子盒之间的高频等电位连接。在使用屏蔽层高频特性欠佳的电缆或欠佳的接地系统时,也可使用红色标记的、细线的、网状铜芯线进行布线。使用带屏蔽动力电缆

[3],[4],[5]:红色标记的连接线将电机端子盒或变速器和高频技术导电良好的负载机械连接至电机外壳上。

1.1 低频等电位连接最小截面积

各个分离部件的等电位连接,如电柜到操作站,电柜到机床…,若使用铜导线,最小截面积是6mm2

  • 铜 6 mm2
  • 铝 16 mm2
  • 钢 50 mm2

数控机床电磁兼容(EMC)接地要求

数控机床电磁兼容(EMC)接地要求

1.2驱动部件高频等电位连接

参考章节2驱动系统接地要求。

 

2. 驱动系统接地要求

2.1 原理

数控机床电磁兼容(EMC)接地要求

为使高频噪声电流Is 能沿确定路线流回变频器,需要采用屏蔽电机电缆。电缆屏蔽层必须连接到变频器外壳和电机外壳上。当高频噪声电流Is 必须流回变频器时,屏蔽层形成一条最有效的通道。

滤波器安装,流回电源的噪声电流会大大减少。

数控机床电磁兼容(EMC)接地要求

   电源进线保护接地

   按功率要求

   S120模块接地

   动力线自带

2.2 电源进线保护接地

根据当地的高放电电流装置安装规定确定保护接地线 (PE)。至少必须满足以下条件之一:

  • 保护接地线的布线设有保护,以避免机械损伤。
  • 保护接地线横截面≥ 10 mm2(铜线)。
  • 准备第二根横截面相同的保护接地线。
  • 通过工业插头连接器连接时,按照 EN 60309 的规定,保护接地线多芯电缆中单根芯线横截面最小为 2.5 mm2(铜线)。
  • 多芯电缆中单根芯线的横截面最小为 2.5 mm2(铜线)。

2.3 S120驱动部件接地

包含接口模块(AIM),电源模块(ALM),驱动模块(MM),编码器模块(SMC)等等驱动部件。基本原则:

数控机床电磁兼容(EMC)接地要求

数控机床电磁兼容(EMC)接地要求

2.4 电机的保护接地

电机的保护接地必须由电机电缆实现。为确保电磁兼容,电机电缆屏蔽层既需要在电机模块一侧接地,也需要在电机一侧接地。

数控机床电磁兼容(EMC)接地要求

数控机床电磁兼容(EMC)接地要求

 

3. 其他设备的接地要求

3.1 IPC477E 接地要求

芯线横截面积最小为 2.5 mm2 的 1 个保护导体。

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