數控銑床的電氣柜散熱分析計算
2020-8-13 來源：成都航空職業技術學院 作者：周麗霞 周樹強 覃琴
摘 要：文章以 XK714B 數控銑床的數控系統 FANUC 0i-D 數控系統為例 , 并結合 FANUC 公司提供的模塊發熱量公式，計算電氣柜內元件的總體發熱量，進行數控銑床電氣柜的散熱設計，根據計算結果進行數控銑床電氣柜散熱方案的選型。
關鍵字：FANUC0i-D 系統；電氣柜；散熱；發熱量
1 、引言
文章以 XK714B 數控銑床的系統升級改造的電氣柜為例，分析其內部模塊的發熱，由于數控銑床電氣柜內安裝有數控伺服驅動模塊、控制變壓器、變頻器等大量發熱電氣元件，引起電器柜內溫度升高。為了維持機床電器柜內的溫度在正常工作范圍內，保證元器件能正常工作，就需要對電柜內的元器件的發熱進行計算。
對于機床電器柜，CNC 及其驅動器等部件的最高允許溫度為 58℃，考慮到我國夏天最高氣溫一般為 40℃左右，局部生產場所的環境溫度要達到 45℃，因此，作為電氣柜散熱設計的原則，電氣柜內部的溫升應限制在 10 ～ 13℃以內。為使數控機床能正常工作，必須使數控機床電氣柜中的溫度、濕度和清潔度保持在一個允許的范圍內。
筆者以 XK714B 數控銑床的數控數控銑床的電氣柜散熱分析計算系統改造項目中，將原有的 XK714B 數控銑床系統升級為 FANUC0i MD 數控系統。文章以實際的改造的電氣柜實例來說明電氣柜的散熱分析。
2、 電氣柜元器件的散熱分析計算
數控機床電氣柜的散熱方式主要是通過電氣柜表面自然散熱、通過熱交換器散熱和通過空調器散熱。用空調器散熱的冷卻方法使用方便，制冷量較大，可以使內部溫度低于環境溫度，并且環境溫度的變化對散熱能力的影響較小，對于數控系統的發熱可以有效散熱。風扇適用于柜內溫度高于環境溫度，但是當環境溫度高于柜內溫度或者環境溫度高于柜內要求的溫度（一般為 35℃）時，那就應該考慮使用工業空調器了。還有當柜內外空氣循環要求隔絕時，也應該考慮使用工業空調器。
安裝于電氣柜內部的元器件發熱量( 功率 ) 應根據元器件的具體信號與參數進行計算，總發熱量等于所有元器件發熱量之和。數控系統的主要的發熱量來自于驅動器，伺服放大器發熱量取決于伺服模塊規格和伺服電機的持續工作額定電流（參考值）。
（1）單軸低壓伺服模塊發熱量計算公式如下：
根據單軸低壓伺服模塊發熱量計算公式算出單軸低壓伺服模塊發熱量，通過查單軸低壓伺服模塊發熱量表（如表1 所示）得到 13+5*7=48。
（2）雙軸低壓伺服模塊發熱量計算按照下面公式：
根據雙軸低壓伺服模塊發熱量計算公式算出雙軸低壓伺服模塊發熱量，通過表 2 得出數據并且帶入公式得（單位 W）：雙軸低壓伺服模塊發熱量 =17+5×7+5×7=87。系統升級后的XK714B數控銑床電氣柜內元器件發熱量，及總發熱量如表 3 所示。
3、 空調的制冷功率計算
本次進行機床系統升級改造，電氣柜的尺寸為1500mm× 900mm×540mm。空調的選型也是根據柜內溫度與環境溫度的差值以及柜內熱損耗，從而確定空調所需要的制冷量來選取的，現在一般都是按照德國威圖公司提供的經驗公式來選取的。其計算如下：
選型計算：箱體體積為1500mm×900mm×540mm，控制箱表面積為3.9m²(A=3.9m²)，環境溫度為35℃（To=35℃），箱內產生的總熱量為：欲使箱內溫度保持在 26℃（Ti=26℃），則冷氣機選擇計算方法如下：
選擇 1 臺制冷功率為 600W 的空調符合制冷要求。
4 、結語
本文以改造升級的 FANUC 數控系統銑床的電氣柜為例，通過對數控銑床電氣柜內的模塊發熱量進行計算，并根據電器柜內部的整體發熱量來進行選用空調的制冷量的計算，來達到合適的散熱效果，保證數控系統元器件工作在正常的使用溫度下。
投稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
更多相關信息
