數控銑床的電（diàn）氣櫃散熱分析計算
2020-8-13 來源：成都航空（kōng）職業技（jì）術（shù）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（kòng）係統 FANUC 0i-D 數控（kòng）係統為例 , 並結合 FANUC 公司提供的模塊發熱量公式，計算電氣櫃內元件的（de）總體發熱量，進行數控銑床電氣櫃的散熱設計，根據計算結果進行數控銑床電氣櫃散熱方案（àn）的選型。
關鍵字：FANUC0i-D 係統；電氣櫃；散熱；發熱量
1 、引（yǐn）言
文章以 XK714B 數控銑床的係統升級改造的電氣櫃為例，分析其（qí）內部模塊的（de）發熱，由（yóu）於數控銑床電氣櫃內安裝有數控伺服驅動（dòng）模塊、控製變（biàn）壓器、變頻器等大（dà）量發熱電氣元件，引起電器櫃內溫度升高。為了維持機（jī）床電器櫃內的溫度在（zài）正常工作範圍內，保（bǎo）證元器件能正常工作，就需要對電櫃內的元器件的發熱進行計算。
對於（yú）機床電器櫃，CNC 及（jí）其驅動器等部（bù）件的最高允許溫度為 58℃，考慮到我國夏天最高氣溫一（yī）般為 40℃左右，局部生產場所的環境溫度要達到 45℃，因（yīn）此，作為電氣櫃散熱設計的原則，電氣櫃（guì）內（nèi）部（bù）的溫升應限製在 10 ～ 13℃以內。為（wéi）使數控機床能正常工作，必須使數（shù）控（kòng）機床電氣櫃中的溫度、濕度和清潔度保持在一個允許的範圍內。
筆者以 XK714B 數控銑床的數（shù）控數控銑床的電氣櫃散熱分析計算係統改造項（xiàng）目中，將原（yuán）有的 XK714B 數控銑床係（xì）統升級為 FANUC0i MD 數控係統。文章以實際（jì）的改造的電（diàn）氣櫃（guì）實例來說（shuō）明電氣櫃的（de）散（sàn）熱分析。
2、 電氣櫃元器件的散熱分析計算
數（shù）控機床電氣櫃（guì）的散熱（rè）方（fāng）式主要（yào）是通過電（diàn）氣櫃表麵自（zì）然散熱（rè）、通（tōng）過熱交換器散熱和通過空調（diào）器散熱。用空（kōng）調器散熱的冷卻（què）方法（fǎ）使用方便，製冷量較大，可以使內部（bù）溫度低於（yú）環境溫度，並且環境溫（wēn）度的（de）變化對散熱能力的影響較（jiào）小，對於數（shù）控係統的發熱可（kě）以有效散熱。風扇適用於櫃內溫度高（gāo）於環（huán）境溫度，但是當環境溫度高於櫃內溫度或者環境溫度高於櫃內要求的溫度（一般為 35℃）時，那就（jiù）應該（gāi）考慮使用工業（yè）空（kōng）調器了。還有當櫃內外空氣循環要求隔絕時，也應該考慮使用工業空（kōng）調器。
安裝於電氣櫃內部的元器件發熱量( 功率 ) 應根據（jù）元器件的具體信號與參數進行計算，總發熱量（liàng）等於所有元器件發熱量之和。數控係統的（de）主要的發熱量來自於驅動器，伺服放大器發熱量取決於伺服模塊規格和伺服電機的持續工（gōng）作額定（dìng）電流（liú）（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（fā）熱量計算（suàn）公式算出單軸低壓伺服模塊發熱量，通過查（chá）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麵公式：
根據雙軸低壓伺服模（mó）塊發（fā）熱（rè）量計（jì）算公式算出雙（shuāng）軸低壓伺（sì）服模塊發（fā）熱量（liàng），通過表（biǎo） 2 得出數據並且帶（dài）入公式得（單位 W）：雙軸低壓伺服模（mó）塊發熱量 =17+5×7+5×7=87。係統升（shēng）級後的（de）XK714B數控銑床電氣櫃內元器件發（fā）熱量，及總發熱量如表 3 所示。
3、 空調的製冷功率（lǜ）計算
本次進行機床係統升級改造，電氣櫃的尺寸為1500mm× 900mm×540mm。空調（diào）的選型也是根據櫃內溫度與環境溫度的差值以及櫃內熱損耗，從（cóng）而確定空調所（suǒ）需要（yào）的（de）製冷量來（lái）選取的，現在一般都是按照德（dé）國威圖公司（sī）提供（gòng）的經驗公式來（lái）選取的。其計算如下：
選型計算：箱體體積為1500mm×900mm×540mm，控製（zhì）箱（xiāng）表麵積為（wéi）3.9m²(A=3.9m²)，環境溫度為35℃（To=35℃），箱（xiāng）內產生的總熱量為：欲使箱內溫度保持在 26℃（Ti=26℃），則冷氣機（jī）選擇計算方法如下：
選擇 1 台製冷功率為 600W 的空調符合製冷要求。
4 、結（jié）語
本（běn）文以改造升級的 FANUC 數控係統銑床的電（diàn）氣櫃為例（lì），通過對數控銑床（chuáng）電氣櫃內的模塊發熱量進行計算，並（bìng）根據電（diàn）器櫃內部的整體發熱量來（lái）進行選用空調的製冷（lěng）量的計算，來達到合適的（de）散（sàn）熱效果，保證數控係統元器件（jiàn）工作在正常的使用溫度（dù）下。
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