供電質(zhì)量對(duì)數(shù)控設(shè)備的影響和應(yīng)對(duì)措施
2018-4-4 來(lái)源：中國(guó)一拖集團(tuán)有限公司第三裝配廠 作者：高中漢，劉安寧，蘇海龍
摘 要：從供電質(zhì)量角度，介紹供電質(zhì)量對(duì)數(shù)控設(shè)備的影響和解決方法。
關(guān)鍵詞：供電質(zhì)量；數(shù)控設(shè)備；措施
0 前言
在實(shí)際數(shù)控設(shè)備維修中，經(jīng)常遇到莫名其妙的故障，重新開(kāi)機(jī)一切又恢復(fù)正常；有時(shí)控制線路板損壞或燒毀等問(wèn)題。這些除了數(shù)控系統(tǒng)本身質(zhì)量外，還有一些其他原因。從供電質(zhì)量角度出發(fā)，談?wù)剬?duì)數(shù)控設(shè)備的影響。
1 、電壓變化種類(lèi)（圖 1）
圖 1 電壓變化種類(lèi)
數(shù)控機(jī)床的性能與使用環(huán)境密切相關(guān)。高質(zhì)量的環(huán)境包括高質(zhì)量的供電、工作環(huán)境潔凈無(wú)塵、機(jī)床附件適當(dāng)、機(jī)床工具恰當(dāng)以及員工的熟練操作等。然而，有些因素，特別是可靠的供電人們無(wú)法控制。
（1）欠電壓或電壓不足，是指供電電壓持續(xù)不足，持續(xù)時(shí)間超過(guò)數(shù)秒。
（2）過(guò)電壓是指供電電壓持續(xù)超高，持續(xù)時(shí)間超過(guò)數(shù)秒。
（3）電壓跌落是指供電電壓突然下降，持續(xù)時(shí)間不超過(guò)數(shù)秒。
（4）電壓上升（亦稱(chēng)為電涌）是指供電電壓突然升高，持續(xù)時(shí)間不超過(guò)數(shù)秒。
2 、供電不穩(wěn)定對(duì)設(shè)備的影響
供電不穩(wěn)定或供電不純凈會(huì)造成設(shè)備停機(jī)、性能下降，嚴(yán)重的使設(shè)備損壞。
（1）停機(jī)。盡管沒(méi)有造成物理?yè)p壞，但系統(tǒng)的邏輯或模擬電平失常，造成數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)和軟件損壞。CNC 數(shù)據(jù)（報(bào)括操作系統(tǒng)、參數(shù)、程序等）不得不重新建立。供電不純凈還可能造成計(jì)算機(jī)意外死機(jī)、鎖死、非正常觸發(fā)設(shè)備 NC—PLC 復(fù)位故障、CNC系統(tǒng)停止響應(yīng)故障。軟件可能運(yùn)行不正常，造成事故。將系統(tǒng)復(fù)位（通常是關(guān)機(jī)）才能使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。很多這樣的事故并沒(méi)有充分的日志記錄。
（2） 性能下降。如果長(zhǎng)時(shí)間存在一定程度瞬時(shí)脈沖現(xiàn)象的話，其影響更加嚴(yán)重，電子元件和電路性能下降，使設(shè)備使用壽命縮短和失效可能性增加，這些是用戶(hù)難以感覺(jué)到的。
3）損壞。供電不穩(wěn)或供電不純凈可造成電子元件損壞，如，CPU、I/O 接口電路板、驅(qū)動(dòng)電路板、CRT 或 LCD\LED 監(jiān)視器，存儲(chǔ)設(shè)備如 RAM、硬盤(pán)和通信接口。嚴(yán)重的瞬時(shí)過(guò)電壓可能造成電路板燒壞。
3 、解決方法
（1）使用知名廠家生產(chǎn)的伺服穩(wěn)壓器，其可以在 3 相不平衡的負(fù)載環(huán)境中使用，其特點(diǎn)為：過(guò)濾掉過(guò)輸入、輸出的過(guò)電壓和欠電壓；具有單相保護(hù)功能、短路保護(hù)功能；能夠縮短輸入電壓突然增加或降低的響應(yīng)時(shí)間；抑制自偶變壓器產(chǎn)生的尖脈沖；穩(wěn)壓器啟動(dòng)功能應(yīng)設(shè)為手動(dòng)，在供電斷電時(shí)，穩(wěn)壓器不能自動(dòng)開(kāi)機(jī)；輸出電壓應(yīng)為設(shè)備要求的電壓范圍和誤差。
（2）采用隔離變壓器，用于抑制感性負(fù)載產(chǎn)生的電涌、尖脈沖、電壓跌落及瞬時(shí)脈沖。
（3）正確接地。機(jī)床必須單獨(dú)接地。如果除供電電路板外還使用發(fā)電機(jī)的話，接地點(diǎn)應(yīng)為同一點(diǎn)并與機(jī)床相連，一般使用12 ×4 mm 的銅條用作連接電網(wǎng)—穩(wěn)壓器—隔離變壓器—機(jī)床間的地線。檢查接地是否正確時(shí)，測(cè)量中性線和地線間電壓，該電壓應(yīng)≤100 m V。接地錯(cuò)誤會(huì)造成復(fù)雜設(shè)備的損壞，如計(jì)算機(jī)、以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等。
例如，第三裝配廠意大利進(jìn)口的加工中心時(shí)常出現(xiàn)亂報(bào)警、中途停機(jī)現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察和了解發(fā)現(xiàn)，故障總是發(fā)生在附近一臺(tái)大型鏜銑床設(shè)備主軸電機(jī)啟動(dòng)的瞬間，而且在某段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的較頻繁，這段時(shí)間正是車(chē)間用電負(fù)荷大的時(shí)間。經(jīng)測(cè)量，電網(wǎng)電壓只有 340 V 左右，用示波器測(cè)電源電壓波形，當(dāng)上述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電源電壓波形嚴(yán)重畸變（圖 2）。由此可確定為故障是由于電源電壓過(guò)低引起電源干擾所致。通過(guò)采取將兩臺(tái)設(shè)備電源線路分由兩處配電箱供電、將加工中心的控制部分加裝穩(wěn)壓電源等措施后，問(wèn)題解決。
圖 2 電源電壓波形
4 、結(jié)束語(yǔ)
供電質(zhì)量對(duì)數(shù)控設(shè)備的影響是多方面的，但人們?cè)谌粘９ぷ髦卸鄶?shù)輕視，對(duì)造成的影響也不去深究。特別是供電的變化有時(shí)是一瞬間，加之技術(shù)手段有限，難以獲得有效信息，但它對(duì)數(shù)控設(shè)備的影響是深刻的，甚至難以恢復(fù)。因此，有必要進(jìn)行一些研究工作，防止故障發(fā)生。
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