電氣控制柜中隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

劉相龍

（山東勝利通海集團(tuán)東營(yíng)天藍(lán)節(jié)能科技有限公司，山東 東營(yíng) 257200）

0 引 言

電氣控制柜作為電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要組成部分，是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。近年來(lái)，隨著電氣化自動(dòng)控制技術(shù)的不斷提升，其應(yīng)用領(lǐng)域也更加廣泛。電源與開(kāi)關(guān)是電氣控制柜的重要組成部分，同時(shí)還包括負(fù)責(zé)配電和線路保護(hù)。自動(dòng)控制柜功能的實(shí)現(xiàn)，不僅需要依賴斷路器和接觸器，同時(shí)還會(huì)用到繼電器、變頻器、PLC和接線端子等各種電子元件。通過(guò)將各種電氣元件有效組合至電柜內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備功率大小及其數(shù)量多少的有效控制。其中，隔振系統(tǒng)能夠最大程度保障電氣控制柜的安全可靠運(yùn)行，是電氣控制柜設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。因此，為滿足新時(shí)代背景下電氣設(shè)備的發(fā)展要求，需對(duì)隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討與分析。

1 隔振系統(tǒng)的必要性

電氣控制柜作為一種組合類型的設(shè)備，在機(jī)械環(huán)境作用下，易受到各種因素的影響，尤其是在航空飛機(jī)、艦船以及列車(chē)上，控制柜內(nèi)部經(jīng)常受到震動(dòng)和沖擊，容易對(duì)結(jié)構(gòu)件和零器件造成影響，只有有效消除這些干擾因素，方能保證電氣控制柜的安全穩(wěn)定運(yùn)行。隔振系統(tǒng)在電氣控制柜中具有非常重要的地位，對(duì)電氣設(shè)備的使用年限有著重大影響。因此，探討電氣控制柜中隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意義重大，可提升電氣行業(yè)的發(fā)展水平[1]。

2 沖擊和振動(dòng)對(duì)電氣控制柜造成的危害

在外界運(yùn)行環(huán)境下，電氣控制柜如受到干擾會(huì)出現(xiàn)共振效應(yīng)，倘若這種振動(dòng)活動(dòng)過(guò)于頻繁，還會(huì)形成大的振幅。電氣設(shè)備受速度和振幅的影響過(guò)大，在超過(guò)正常值后，或單純因外部沖擊力的影響，皆會(huì)導(dǎo)致電氣控制柜無(wú)法正常發(fā)揮功能。此外，在長(zhǎng)時(shí)間使用后，電氣控制柜中各設(shè)備材料會(huì)由于超負(fù)荷運(yùn)用，或因外界沖擊力和振動(dòng)因素的影響，內(nèi)部元件出現(xiàn)損壞，影響價(jià)值發(fā)揮。

在隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，若未做到有效考慮外部因素與機(jī)械環(huán)境對(duì)設(shè)備元件造成的影響，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障和損壞。此外，不科學(xué)的設(shè)計(jì)流程也會(huì)使隔振系統(tǒng)的功能發(fā)揮受限。因此，加強(qiáng)對(duì)隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究意義重大，為確保電氣控制柜的質(zhì)量，必須要注重隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)和機(jī)柜設(shè)計(jì)是電氣控制柜抗沖擊力設(shè)計(jì)的主要組成。

3 隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)電氣控制柜而言，完全消除運(yùn)行過(guò)程中機(jī)械環(huán)境的影響是不可能的。因此，消除振源非常關(guān)鍵。避免振源對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行造成的影響與干擾，必須要重視隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)規(guī)避外界影響因素對(duì)電氣控制柜造成的影響[2]。

3.1 分析隔振原理

隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要采用強(qiáng)迫振動(dòng)理論，在基礎(chǔ)隔離激振傳遞振幅中存在一定的規(guī)律性，需要依照傳遞曲線對(duì)頻幅效應(yīng)特性進(jìn)行系統(tǒng)分析，如頻率比用γ來(lái)表示，隔振傳遞率用η來(lái)表示，阻尼比用D表示。隔振系統(tǒng)可放大基礎(chǔ)激勵(lì)振幅運(yùn)動(dòng)作用，進(jìn)而形成共幅，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)大約等于1的峰值。在共振效應(yīng)發(fā)生時(shí)，阻尼比對(duì)振幅的幅度極值有著決定性的作用，為使共振峰值得到有效減低，必須增大阻尼比比值。此外，振動(dòng)減弱會(huì)使隔振系統(tǒng)產(chǎn)生隔振現(xiàn)象。

3.2 隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在電氣自動(dòng)控制柜隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分考慮控制柜的結(jié)構(gòu)和外形，保證其支撐方式更加科學(xué)，具備良好的剛度。為避免負(fù)荷影響造成電氣控制柜出現(xiàn)變形與彎曲，不應(yīng)將隔振器間距設(shè)計(jì)為過(guò)大，必須要確保各支承點(diǎn)能夠均勻負(fù)載。同時(shí)，需要對(duì)隔振器進(jìn)行不同型號(hào)和強(qiáng)度的合理選擇，依照實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果在一定范圍內(nèi)對(duì)其實(shí)施有效調(diào)整，在標(biāo)注載荷值后，方可生產(chǎn)采購(gòu)，并確保隔振器載荷的剛度與之相符。此外，還應(yīng)充分參考非耦合環(huán)境下隔振器在支撐方式上的布置情況，在中心層面安裝隔振器時(shí)，若設(shè)備重心偏高，可采取措施降低重心，在確保設(shè)備重量的前提下，提高底部質(zhì)量，并在其側(cè)面和背面增設(shè)隔振器，減輕耦合振動(dòng)的強(qiáng)度，降低其出現(xiàn)頻率，增強(qiáng)設(shè)備在外界運(yùn)行環(huán)境中的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。隔振器在機(jī)械環(huán)境下自身性能的優(yōu)越性，是確保設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵。必須在充分考慮隔振性能和隔斷沖擊性能的前提下，科學(xué)選擇隔振器，并充分考慮電氣設(shè)備的復(fù)雜條件與運(yùn)行過(guò)程中的最大加速度，科學(xué)地設(shè)置阻尼值。

考慮到阻尼比規(guī)律特性與固有頻率是隔振器運(yùn)行中固有的特點(diǎn)，若阻尼比在共振區(qū)發(fā)生較大，便不會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象。然而，如果阻尼比在隔振區(qū)發(fā)生較小，會(huì)導(dǎo)致傳遞率降低，呈現(xiàn)出較好的阻斷沖擊和隔振效果。依照上述原理，在電氣控制柜隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意如下要求：（1）必須符合外部環(huán)境使用條件，具有很好的抗腐蝕性和良好的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性；（2）確保隔振器載荷受力均勻，在選擇隔振器型號(hào)時(shí)，以高質(zhì)量產(chǎn)品為首選；（3）若各支點(diǎn)載荷承受較大，應(yīng)保持相等的隔振器撓度，保證電氣控制柜水平效果良好，提升其隔振能力；（4）在充分考慮相關(guān)參數(shù)的前提下選擇隔振器，保證設(shè)備性能，倘若制定寬泛的基礎(chǔ)激勵(lì)頻率范圍，可選擇“無(wú)諧振”特性的隔振器。

4 結(jié) 論

在電氣控制柜中隔振系統(tǒng)起著異常關(guān)鍵的作用，對(duì)其機(jī)械運(yùn)動(dòng)相關(guān)原理分析，在隔振系統(tǒng)的各種問(wèn)題的應(yīng)對(duì)方面意義重大。鑒于電氣控制柜易受到多方面因素的影響，全面展現(xiàn)其動(dòng)力學(xué)模型關(guān)系存在很大的難度，但可以做到科學(xué)準(zhǔn)確地驗(yàn)證隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從而有效獲取數(shù)據(jù)信息。因此，相關(guān)人員要重視隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在實(shí)際運(yùn)行中積累經(jīng)驗(yàn)，從而提升設(shè)計(jì)水平，保障設(shè)計(jì)質(zhì)量。