电动机快速停止准确定位的强电控制方法

电路图中的主回路、电源回路、安全电路属于电磁元件控制的强电回路，其设计要点分别如下。

1.主回路

机床的主回路主要包括βiSVSP驱动器供电及冷却、排屑、刀库回转、选刀、润滑等辅助电动机的供电回路。

根据FANUC驱动器要求，βiSVSP 40/40/80-15伺服/主轴集成驱动器的标准输入电压为3～AC200V、输入容量为24kV·A、输入电流为85A。为此，主电源需要使用3～380/200V、24kV·A的伺服变压器。为了对主回路进行可靠保护，变压器的一次侧安装了电动机保护断路器Q10；二次侧安装了短路保护的微型断路器F10。

根据驱动器的输入电流（85A），二次侧微型断路器可选择C或D型脱扣特性的100A标准规格，如SIEMENS 5SX7391等。如不考虑变压器功率因数的影响，当3～380/200V变压器的二次侧电流为85A时，一次侧的输入电流为

I₁=（200×85）/380=44.7（A）

因此，可选择整定电流范围为36～52A或40～63A的电动机保护断路器，如SIEMENS3VU1640或其他公司同等规格的产品，并将断路器的保护电流整定在45A左右。

主回路中的其他辅助电动机均可根据电动机的额定电流值，选配相应具有短路、过载保护功能的电动机保护断路器。

电气柜空调内部已安装过载保护器件，维修电源插头仅用于维修设备的供电，因此，可直接使用微型短路器进行线路的短路保护。

为了保证刀库回转选刀电动机能够快速停止、准确定位，图8.2-3中的选刀电动机正/反转控制使用了图8.3-1所示的双向晶闸管模块（又称固态继电器）。双向晶闸管模块的通断时间在10ms以下，小于接触器（通常在30ms以上）。(www.xing528.com)

2.电源回路

机床的AC220V控制电源、照明电源通过控制变压器T2与进线隔离，变压器的一次侧和二次侧均使用微型断路器进线短路、过载保护。

图8.3-1 双向晶闸管模块

CNC的DC24V电源分为两组，均采用标准直流稳压电源供电。其中的一组（11L+/L-）专门用于CNC、0i-I/O模块和驱动器的DC24V控制电源供电；另一组（10L+/L-）用于PMC的输出驱动和DC24V控制回路。由于PMC输出驱动和DC24V控制回路与外部负载密切相关，较容易发生短路、过载等故障，采用独立电源供电时，可排除它对CNC、0i-I/O模块和驱动器DC24V电源的影响。

3.安全电路

机床的紧急分断、超程保护和防护门控制属于安全电路的范畴，本机床采用了Pilz公司的PONZ S系列电子式安全继电器进行控制。

影响人身和设备安全的主要因素来自于高速运动的主轴和进给轴，因此，紧急分断和超程保护时，需要向βiSVSP驱动器输入急停信号，并延时断开驱动器主电源，这一动作可通过Pilz公司的PONZ S5系列电子式安全继电器进行控制。紧急分断按钮采用的是双通道冗余输入，超程急停采用单通道输入，安全继电器K1、K2的起动/复位信号来自PMC的机床起动输出（KA1），有关PONZ S5控制驱动器安全通断的内容，可参见第5章5.4节。由于βiSVSP驱动器的安全性较高，本机床驱动器的主回路未使用接触器串联冗余控制。

机床的安全防护门控制采用的是PONZ S4系列电子式安全继电器，安全继电器在防护门关闭后可自动复位，有关内容可参见第5章5.4节。