電鍍屬于電解加工過(guò)程。不言而喻,電源的性能、類型、特征等因素必將對(duì)電鍍工藝過(guò)程產(chǎn)生重要影響。特別是在現(xiàn)代電鍍技術(shù)飛速發(fā)展的今天,電鍍電源更具有重要地位。因此,了解電鍍電源對(duì)電鍍工藝過(guò)程的影響很有必要。
1 整流器的基本原理及類型
1.1 傳統(tǒng)硅整流器
硅整流器使用歷史長(zhǎng),技術(shù)成熟,是整流器主流產(chǎn)品。
1.1.1 整流電路。工業(yè)生產(chǎn)中一般采用三相調(diào)壓器調(diào)壓,50Hz三相工頻變壓器降壓的普通硅整流器。各種整流電路獲得的均是脈動(dòng)直流電,不是純直流,或多或少地含有交流成分。為了比較脈動(dòng)成份的多少,可用紋波系數(shù)來(lái)表示,其含義為交流成份在直流成分中占的百分比,其數(shù)值越小,交流成份越少,越接近純直流。
各種整流電路的波動(dòng)系數(shù)不同。其由大到小的次序?yàn)椋喝喟氩ㄕ?、三相全波橋式整流或帶平衡電抗器的六相雙反星形整流。其中后者工作時(shí)整流元件并聯(lián)導(dǎo)通,波形最為平滑,整流效率較高,工作也較為可靠,時(shí)最為常用的一種。
為了獲得低紋波輸出,則必須采用濾波或其它特殊措施。利用電容、電感貯能元件進(jìn)行濾波,是將脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為平滑的直流的常用措施。但實(shí)際生產(chǎn)中,除試驗(yàn)用的小型整流器之外,工業(yè)生產(chǎn)基本上不進(jìn)行濾波。特殊情況可使用大電感。電容在低電壓、大電流情況下不適用于濾波。電容濾波,對(duì)工頻整流只適合于非常小功率的整流電源。例如輸出10A的單相全波整流器,要達(dá)到低紋波輸出,其濾波電容要達(dá)0.1F以上。隨著頻率的提高,所需電容量減小。
可控硅利用改變可控硅管導(dǎo)通角來(lái)調(diào)整輸出平均直流大小的普通可控硅整流器,可控硅管輸出的是間斷脈沖波,其紋波系數(shù)的受導(dǎo)通角控制,輸出紋波系數(shù)大于普通硅整流電路。特別是在使用電流低于額定電流較大的情況下,輸出波形脈動(dòng)系數(shù)更大。
它采用工頻變壓器將交流輸入電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低(IOV~20V)交流電壓,再通過(guò)可控硅進(jìn)行整流和調(diào)壓??刂茩C(jī)理是通過(guò)控制電路對(duì)可控硅的導(dǎo)通角進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓和電流的調(diào)節(jié)。此種電源的缺點(diǎn)是體積大、重量重、噪音大、耗電大、波紋大。隨著生產(chǎn)工藝對(duì)鍍層質(zhì)量及自動(dòng)控制的要求越來(lái)越高,以及人們對(duì)節(jié)能及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),在PCB電鍍中已逐漸淘汰。它主要使用在電流較大的工業(yè)電鍍上。
1.1.2.整流元件類型
整流元件即通常所說(shuō)的二極管。由于整流器所有的輸出電流都要經(jīng)過(guò)整流元件,因此,可以說(shuō)是整流器的心臟。整流元件分為硅整流元件和可控硅整流元件二種。鍍鉻整流器主要使用硅整流元件。雖然可控硅技術(shù)已有了長(zhǎng)足的發(fā)展,且在電鍍上應(yīng)用也日趨增多,但筆者還是推薦使用硅整流器。其原因主要是波形問(wèn)題??煽毓枵魇遣捎每刂普髟?dǎo)通時(shí)間與截止時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)控制電流的。整流器滿負(fù)荷使用時(shí)波形好。但輸出電流較小時(shí)電流波形變差。電流越小,波形越差。而硅整流器輸出電流大小對(duì)波形幾乎無(wú)影響。
1.2 高頻開關(guān)整流器,也叫開關(guān)電源
一種新型電鍍電源設(shè)備-高頻開關(guān)電源。它兼有硅整流器的波形平滑性優(yōu)點(diǎn)及可控硅整流器的調(diào)壓方便的優(yōu)點(diǎn),電流效率最高(可達(dá)90%以上),體積最小,是大有前途的整流器。制造技術(shù)已解決了功率問(wèn)題,數(shù)千安培至上萬(wàn)安培的大功率開關(guān)電源已進(jìn)入生產(chǎn)實(shí)用階段。
它將交流電網(wǎng)經(jīng)EMI防電磁干擾線路濾波器,直接整流、濾波,經(jīng)變換器將直流電壓變換成數(shù)十或數(shù)百kHz的高頻方波,經(jīng)高頻變壓器隔離、降壓,再經(jīng)高頻濾波輸出直流電壓。經(jīng)取樣、比較、放大及控制、驅(qū)動(dòng)電路,控制變換器中功率管的占空比,得到穩(wěn)定的輸出電壓(或輸出電流)。
高頻開關(guān)整流器的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài),功率損耗小,效率可達(dá)到75%~90%,體積小、重量輕,而且精度、紋波系數(shù)均優(yōu)于硅整流器,在全輸出范圍內(nèi)都能達(dá)到生產(chǎn)所要求的精度。它具有自我保護(hù)能力,可以在帶載的情況下任意啟停。它能極方便的同計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接,給自動(dòng)化生產(chǎn)中帶來(lái)了極大的方便,在PCB電鍍行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
電鍍用高頻開關(guān)整流器的主變換結(jié)構(gòu)有正激式、半橋式、全橋式等,其中既有脈寬調(diào)制(PWM)的“硬開關(guān)”電路,又有熱門的移相控制“軟開關(guān)”電源電路。
脈寬調(diào)制(PWM)高頻開關(guān)整流器,工作頻率大都低于50 kHz,采用電壓或電流反饋控制。它是通過(guò)中斷功率通量和調(diào)節(jié)占空比方法,改變驅(qū)動(dòng)電壓脈沖寬度來(lái)調(diào)整輸出電流,使器件工作在“硬開關(guān)”狀態(tài),即強(qiáng)迫導(dǎo)通(電壓不為零時(shí))或強(qiáng)迫關(guān)斷(電流不為零時(shí)),使開關(guān)功率管開關(guān)期間同時(shí)存在高壓與大電流的交叉,因此開關(guān)損耗大,尖峰干擾強(qiáng)。變壓器漏感與大電流變化率激起的高壓尖峰,不僅易損壞功率管,還產(chǎn)生明顯的電磁輻射,降低了可靠性和電源效率。
開關(guān)電源其頻率已達(dá)音頻,通過(guò)濾波實(shí)現(xiàn)低紋波輸出更為簡(jiǎn)便易行。而且穩(wěn)流、穩(wěn)壓等功能更易實(shí)現(xiàn)。
1.3 脈沖電源設(shè)備
隨著電力電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電鍍整流器正在由單一功能向多功能發(fā)展。由于脈沖電源主要是由嵌入式單片計(jì)算機(jī)等進(jìn)行控制,因此,除實(shí)現(xiàn)脈沖輸出之外,一般具備多種控制功能。
1.3.1.自動(dòng)穩(wěn)流穩(wěn)壓。傳統(tǒng)硅整流器電流或電壓無(wú)法自動(dòng)穩(wěn)定,隨電網(wǎng)電壓的波動(dòng)而波動(dòng)。而脈沖電源則擁有高精度的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。如電網(wǎng)三相電壓波動(dòng)達(dá)上百伏時(shí),脈沖電源輸出電壓可以幾乎不變。脈沖電源的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能一般具有二種模式:
第一,恒電流限壓模式。當(dāng)電鍍工藝參數(shù),如零件面積、溫度、濃度、酸堿度等工藝條件發(fā)生改變時(shí),常規(guī)整流器電流會(huì)發(fā)生波動(dòng)。而恒電流模式下,輸出電流自動(dòng)恒定在設(shè)定值不發(fā)生改變。這對(duì)需精確計(jì)算硬鉻厚度情況下是很有用的。采用恒流模式時(shí)的限壓功能目的是保護(hù)設(shè)備不被燒壞。
第二,恒電壓限流模式。當(dāng)電鍍工藝參數(shù)發(fā)生改變時(shí),輸出電壓自動(dòng)恒定在設(shè)定值不發(fā)生改變。這種模式硬鉻電鍍不常使用,但對(duì)于鋁氧化著色則大有作用。
1.3.2 多段式運(yùn)行模式。鋁陽(yáng)極氧化或硬鉻電鍍時(shí),往往需要進(jìn)行反向電解、大電流沖擊、階梯送電等操作。傳統(tǒng)電源只能靠手工實(shí)現(xiàn)。而具有多段式運(yùn)行模式的脈沖電源則只需提前設(shè)定,生產(chǎn)時(shí)可自動(dòng)按順序進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。這一功能對(duì)硬鉻電鍍是非常有用的。國(guó)產(chǎn)脈沖電源已達(dá)到三段式運(yùn)行,每一段時(shí)間可在0~255秒內(nèi)調(diào)節(jié)設(shè)定。
1.3.3 雙向脈沖功能。正負(fù)脈沖頻率、占空比、正反向輸出時(shí)間均可獨(dú)立調(diào)節(jié),使用靈活、方便。配合硬鉻電鍍工藝,可獲得不同物理性能的鍍層。
1.3.4 直流疊加功能。輸出正反向脈沖電流的同時(shí),由同一臺(tái)電源疊加輸出一純直流成分,更拓寬了脈沖電源的使用范圍及用途。
近幾年來(lái),國(guó)產(chǎn)多功能脈沖電源技術(shù)已趨于成熟,其中脈沖波形垂直程度,波形平穩(wěn)程度、穩(wěn)定性、抗干擾性等指標(biāo)達(dá)到甚至超過(guò)了國(guó)外水平。
直流電源波形對(duì)電鍍質(zhì)量有突出的影響,例如:高頻率定脈寬高頻穩(wěn)壓/穩(wěn)流脈沖電源電鍍時(shí)會(huì)產(chǎn)生特殊效應(yīng),這也是普通直流電源電鍍無(wú)法達(dá)到的效果,有些現(xiàn)象還不能用常規(guī)電化學(xué)理論來(lái)加以解釋。而直流波形對(duì)電鍍沉積的影響還難以從理論上進(jìn)行預(yù)測(cè),只能通過(guò)大量的試驗(yàn)來(lái)作相對(duì)比較,篩選出適宜的波形。
近幾年來(lái)新出現(xiàn)的零電壓轉(zhuǎn)換(zvT)和零電流轉(zhuǎn)換(ZCT)技術(shù),或者稱“軟開關(guān)”技術(shù),綜合了PWM 開關(guān)與諧振變換技術(shù)兩者的優(yōu)點(diǎn):既有脈沖方波高效傳遞功率和恒頻控制便于優(yōu)化參數(shù),又有諧振技術(shù)的低損耗和零電壓轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)。這種“零開關(guān)”技術(shù)充分利用變壓器的漏感于功率管的輸出結(jié)電容之間的諧振,產(chǎn)生滿足零電壓導(dǎo)通和零電流截止的條件,在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)電壓為零,截止時(shí)流經(jīng)開關(guān)管的電流為零。因此大大減少了功率管的開關(guān)電壓、電流應(yīng)力和尖刺干擾,降低了功耗,開關(guān)效率明顯提高。
1、體積小、重量輕:
體積與重量為可控硅電鍍整流器的1/5-1/10,便于您規(guī)劃、擴(kuò)建、移動(dòng)、維護(hù)和安裝。
2、節(jié)能效果好:
開關(guān)電源由于采用了高頻變壓器,轉(zhuǎn)換效率大大提高,正常情況下較可控硅設(shè)備提高效率10%以上,負(fù)載率達(dá)70%以下時(shí)較可控硅設(shè)備提高效率30%以上。
3、輸出穩(wěn)定性高:
由于系統(tǒng)反應(yīng)速度快(微秒級(jí)),對(duì)于網(wǎng)電及負(fù)載變化具有極強(qiáng)的適應(yīng)性,輸出精度可優(yōu)于1%。開關(guān)電源的工作效率高、所以控制精度高,有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。
4、輸出波形易于調(diào)制:
由于工作頻率高,其輸出波形調(diào)整相對(duì)處理成本較低,可以較方便的按照用戶工藝要求改變輸出波形。這樣對(duì)于工作現(xiàn)場(chǎng)提高工效,改善加工產(chǎn)品質(zhì)量有較強(qiáng)作用。
本產(chǎn)品以優(yōu)質(zhì)進(jìn)口IGBT作為主功率器件,以超微晶(又稱納米晶)軟磁合金材料為主變壓器鐵芯,主控制系統(tǒng)采用了多環(huán)控制技術(shù),結(jié)構(gòu)上采取了防鹽霧酸化措施。電源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理,可靠性強(qiáng)。該電源以其體積小、重量輕、高效率、高可靠的優(yōu)越性能成為可控硅電源的更新?lián)Q代產(chǎn)品。適用于實(shí)驗(yàn)、氧化、電解、鍍鋅、鍍鎳、鍍錫、鍍鉻、光電、冶煉、化成、腐蝕等各種精密表面處理場(chǎng)所。在陽(yáng)極氧化、真空鍍膜、電解、電泳、水處理、電子產(chǎn)品老化、電加熱、電化學(xué)等方面也得到用戶一致好評(píng)。特別是在PCB、電鍍、電解行業(yè)領(lǐng)域,成為眾多客戶的首選電源產(chǎn)品。
電鍍整流器:以優(yōu)質(zhì)進(jìn)口IGBT作為主功率器件,以超微晶(又稱納米晶)軟磁合金材料為主變壓器鐵芯,主控制系統(tǒng)采用了多環(huán)控制技術(shù),結(jié)構(gòu)上采取了防鹽霧酸化措施。電源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理,可靠性強(qiáng)。該電源以其體積小、...
恒壓,電鍍工件面積增大電流自動(dòng)增加
1、整流器發(fā)生異常聲響,這種情況多見于等冷整流器的風(fēng)機(jī)發(fā)生故障或者說(shuō)積塵較多。應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理,以免影響整個(gè)機(jī)器的正常運(yùn)行。 2、整流器的電源指示燈不亮,在電鍍整流器設(shè)備中為方便檢測(cè)電源故障設(shè)置了電源開...
電鍍屬于電解加工過(guò)程。不言而喻,電源的性能、類型、特征等因素必將對(duì)電鍍工藝過(guò)程產(chǎn)生重要影響。特別是在現(xiàn)代電鍍技術(shù)飛速發(fā)展的今天,電鍍電源更具有重要地位。因此,了解電鍍電源對(duì)電鍍工藝過(guò)程的影響很有必要。
1 整流器的基本原理及類型
1.1 傳統(tǒng)硅整流器
硅整流器使用歷史長(zhǎng),技術(shù)成熟,是整流器主流產(chǎn)品。
1.1.1 整流電路。工業(yè)生產(chǎn)中一般采用三相調(diào)壓器調(diào)壓,50Hz三相工頻變壓器降壓的普通硅整流器。各種整流電路獲得的均是脈動(dòng)直流電,不是純直流,或多或少地含有交流成分。為了比較脈動(dòng)成份的多少,可用紋波系數(shù)來(lái)表示,其含義為交流成份在直流成分中占的百分比,其數(shù)值越小,交流成份越少,越接近純直流。
各種整流電路的波動(dòng)系數(shù)不同。其由大到小的次序?yàn)?三相半波整流、三相全波橋式整流或帶平衡電抗器的六相雙反星形整流。其中后者工作時(shí)整流元件并聯(lián)導(dǎo)通,波形最為平滑,整流效率較高,工作也較為可靠,時(shí)最為常用的一種。
為了獲得低紋波輸出,則必須采用濾波或其它特殊措施。利用電容、電感貯能元件進(jìn)行濾波,是將脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為平滑的直流的常用措施。但實(shí)際生產(chǎn)中,除試驗(yàn)用的小型整流器之外,工業(yè)生產(chǎn)基本上不進(jìn)行濾波。特殊情況可使用大電感。電容在低電壓、大電流情況下不適用于濾波。電容濾波,對(duì)工頻整流只適合于非常小功率的整流電源。例如輸出10A的單相全波整流器,要達(dá)到低紋波輸出,其濾波電容要達(dá)0.1F以上。隨著頻率的提高,所需電容量減小。
可控硅利用改變可控硅管導(dǎo)通角來(lái)調(diào)整輸出平均直流大小的普通可控硅整流器,可控硅管輸出的是間斷脈沖波,其紋波系數(shù)的受導(dǎo)通角控制,輸出紋波系數(shù)大于普通硅整流電路。特別是在使用電流低于額定電流較大的情況下,輸出波形脈動(dòng)系數(shù)更大。
它采用工頻變壓器將交流輸入電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低(IOV~20V)交流電壓,再通過(guò)可控硅進(jìn)行整流和調(diào)壓。控制機(jī)理是通過(guò)控制電路對(duì)可控硅的導(dǎo)通角進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓和電流的調(diào)節(jié)。此種電源的缺點(diǎn)是體積大、重量重、噪音大、耗電大、波紋大。隨著生產(chǎn)工藝對(duì)鍍層質(zhì)量及自動(dòng)控制的要求越來(lái)越高,以及人們對(duì)節(jié)能及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),在PCB電鍍中已逐漸淘汰。它主要使用在電流較大的工業(yè)電鍍上。
1.1.2.整流元件類型
整流元件即通常所說(shuō)的二極管。由于整流器所有的輸出電流都要經(jīng)過(guò)整流元件,因此,可以說(shuō)是整流器的心臟。整流元件分為硅整流元件和可控硅整流元件二種。鍍鉻整流器主要使用硅整流元件。雖然可控硅技術(shù)已有了長(zhǎng)足的發(fā)展,且在電鍍上應(yīng)用也日趨增多,但筆者還是推薦使用硅整流器。其原因主要是波形問(wèn)題。可控硅整流是采用控制整流元件導(dǎo)通時(shí)間與截止時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)控制電流的。整流器滿負(fù)荷使用時(shí)波形好。但輸出電流較小時(shí)電流波形變差。電流越小,波形越差。而硅整流器輸出電流大小對(duì)波形幾乎無(wú)影響。
1.2 高頻開關(guān)整流器,也叫開關(guān)電源
一種新型電鍍電源設(shè)備-高頻開關(guān)電源。它兼有硅整流器的波形平滑性優(yōu)點(diǎn)及可控硅整流器的調(diào)壓方便的優(yōu)點(diǎn),電流效率最高(可達(dá)90%以上),體積最小,是大有前途的整流器。制造技術(shù)已解決了功率問(wèn)題,數(shù)千安培至上萬(wàn)安培的大功率開關(guān)電源已進(jìn)入生產(chǎn)實(shí)用階段。
它將交流電網(wǎng)經(jīng)EMI防電磁干擾線路濾波器,直接整流、濾波,經(jīng)變換器將直流電壓變換成數(shù)十或數(shù)百kHz的高頻方波,經(jīng)高頻變壓器隔離、降壓,再經(jīng)高頻濾波輸出直流電壓。經(jīng)取樣、比較、放大及控制、驅(qū)動(dòng)電路,控制變換器中功率管的占空比,得到穩(wěn)定的輸出電壓(或輸出電流)。
高頻開關(guān)整流器的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài),功率損耗小,效率可達(dá)到75%~90%,體積小、重量輕,而且精度、紋波系數(shù)均優(yōu)于硅整流器,在全輸出范圍內(nèi)都能達(dá)到生產(chǎn)所要求的精度。它具有自我保護(hù)能力,可以在帶載的情況下任意啟停。它能極方便的同計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接,給自動(dòng)化生產(chǎn)中帶來(lái)了極大的方便,在PCB電鍍行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
電鍍用高頻開關(guān)整流器的主變換結(jié)構(gòu)有正激式、半橋式、全橋式等,其中既有脈寬調(diào)制(PWM)的"硬開關(guān)"電路,又有熱門的移相控制"軟開關(guān)"電源電路。
脈寬調(diào)制(PWM)高頻開關(guān)整流器,工作頻率大都低于50 kHz,采用電壓或電流反饋控制。它是通過(guò)中斷功率通量和調(diào)節(jié)占空比方法,改變驅(qū)動(dòng)電壓脈沖寬度來(lái)調(diào)整輸出電流,使器件工作在"硬開關(guān)"狀態(tài),即強(qiáng)迫導(dǎo)通(電壓不為零時(shí))或強(qiáng)迫關(guān)斷(電流不為零時(shí)),使開關(guān)功率管開關(guān)期間同時(shí)存在高壓與大電流的交叉,因此開關(guān)損耗大,尖峰干擾強(qiáng)。變壓器漏感與大電流變化率激起的高壓尖峰,不僅易損壞功率管,還產(chǎn)生明顯的電磁輻射,降低了可靠性和電源效率。
開關(guān)電源其頻率已達(dá)音頻,通過(guò)濾波實(shí)現(xiàn)低紋波輸出更為簡(jiǎn)便易行。而且穩(wěn)流、穩(wěn)壓等功能更易實(shí)現(xiàn)。
1.3 脈沖電源設(shè)備
隨著電力電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電鍍整流器正在由單一功能向多功能發(fā)展。由于脈沖電源主要是由嵌入式單片計(jì)算機(jī)等進(jìn)行控制,因此,除實(shí)現(xiàn)脈沖輸出之外,一般具備多種控制功能。
1.3.1.自動(dòng)穩(wěn)流穩(wěn)壓。傳統(tǒng)硅整流器電流或電壓無(wú)法自動(dòng)穩(wěn)定,隨電網(wǎng)電壓的波動(dòng)而波動(dòng)。而脈沖電源則擁有高精度的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。如電網(wǎng)三相電壓波動(dòng)達(dá)上百伏時(shí),脈沖電源輸出電壓可以幾乎不變。脈沖電源的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能一般具有二種模式:
第一,恒電流限壓模式。當(dāng)電鍍工藝參數(shù),如零件面積、溫度、濃度、酸堿度等工藝條件發(fā)生改變時(shí),常規(guī)整流器電流會(huì)發(fā)生波動(dòng)。而恒電流模式下,輸出電流自動(dòng)恒定在設(shè)定值不發(fā)生改變。這對(duì)需精確計(jì)算硬鉻厚度情況下是很有用的。采用恒流模式時(shí)的限壓功能目的是保護(hù)設(shè)備不被燒壞。
第二,恒電壓限流模式。當(dāng)電鍍工藝參數(shù)發(fā)生改變時(shí),輸出電壓自動(dòng)恒定在設(shè)定值不發(fā)生改變。這種模式硬鉻電鍍不常使用,但對(duì)于鋁氧化著色則大有作用。
1.3.2 多段式運(yùn)行模式。鋁陽(yáng)極氧化或硬鉻電鍍時(shí),往往需要進(jìn)行反向電解、大電流沖擊、階梯送電等操作。傳統(tǒng)電源只能靠手工實(shí)現(xiàn)。而具有多段式運(yùn)行模式的脈沖電源則只需提前設(shè)定,生產(chǎn)時(shí)可自動(dòng)按順序進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。這一功能對(duì)硬鉻電鍍是非常有用的。國(guó)產(chǎn)脈沖電源已達(dá)到三段式運(yùn)行,每一段時(shí)間可在0~255秒內(nèi)調(diào)節(jié)設(shè)定。
1.3.3 雙向脈沖功能。正負(fù)脈沖頻率、占空比、正反向輸出時(shí)間均可獨(dú)立調(diào)節(jié),使用靈活、方便。配合硬鉻電鍍工藝,可獲得不同物理性能的鍍層。
1.3.4 直流疊加功能。輸出正反向脈沖電流的同時(shí),由同一臺(tái)電源疊加輸出一純直流成分,更拓寬了脈沖電源的使用范圍及用途。
近幾年來(lái),國(guó)產(chǎn)多功能脈沖電源技術(shù)已趨于成熟,其中脈沖波形垂直程度,波形平穩(wěn)程度、穩(wěn)定性、抗干擾性等指標(biāo)達(dá)到甚至超過(guò)了國(guó)外水平。
直流電源波形對(duì)電鍍質(zhì)量有突出的影響,例如:高頻率定脈寬高頻穩(wěn)壓/穩(wěn)流脈沖電源電鍍時(shí)會(huì)產(chǎn)生特殊效應(yīng),這也是普通直流電源電鍍無(wú)法達(dá)到的效果,有些現(xiàn)象還不能用常規(guī)電化學(xué)理論來(lái)加以解釋。而直流波形對(duì)電鍍沉積的影響還難以從理論上進(jìn)行預(yù)測(cè),只能通過(guò)大量的試驗(yàn)來(lái)作相對(duì)比較,篩選出適宜的波形。
近幾年來(lái)新出現(xiàn)的零電壓轉(zhuǎn)換(zvT)和零電流轉(zhuǎn)換(ZCT)技術(shù),或者稱"軟開關(guān)"技術(shù),綜合了PWM 開關(guān)與諧振變換技術(shù)兩者的優(yōu)點(diǎn):既有脈沖方波高效傳遞功率和恒頻控制便于優(yōu)化參數(shù),又有諧振技術(shù)的低損耗和零電壓轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)。這種"零開關(guān)"技術(shù)充分利用變壓器的漏感于功率管的輸出結(jié)電容之間的諧振,產(chǎn)生滿足零電壓導(dǎo)通和零電流截止的條件,在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)電壓為零,截止時(shí)流經(jīng)開關(guān)管的電流為零。因此大大減少了功率管的開關(guān)電壓、電流應(yīng)力和尖刺干擾,降低了功耗,開關(guān)效率明顯提高。
本產(chǎn)品以優(yōu)質(zhì)進(jìn)口IGBT作為主功率器件,以超微晶(又稱納米晶)軟磁合金材料為主變壓器鐵芯,主控制系統(tǒng)采用了多環(huán)控制技術(shù),結(jié)構(gòu)上采取了防鹽霧酸化措施。電源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理,可靠性強(qiáng)。該電源以其體積小、重量輕、高效率、高可靠的優(yōu)越性能成為可控硅電源的更新?lián)Q代產(chǎn)品。適用于實(shí)驗(yàn)、氧化、電解、鍍鋅、鍍鎳、鍍錫、鍍鉻、光電、冶煉、化成、腐蝕等各種精密表面處理場(chǎng)所。在陽(yáng)極氧化、真空鍍膜、電解、電泳、水處理、電子產(chǎn)品老化、電加熱、電化學(xué)等方面也得到用戶一致好評(píng)。特別是在PCB、電鍍、電解行業(yè)領(lǐng)域,成為眾多客戶的首選電源產(chǎn)品。
輸入電壓 |
AC380V/AC220V |
輸出特性 |
恒流/恒壓可轉(zhuǎn)換 ( 0~額定值 ) |
輸出波形 |
高頻方波、直流及疊加波形 |
調(diào)節(jié)精度 |
≤1% |
效 率 |
≥89% |
功率因數(shù) |
≤90% |
保護(hù)方式 |
過(guò)壓、欠壓、過(guò)熱、過(guò)流 |
冷卻方式 |
風(fēng)冷或水冷 |
可選配置 |
PLC接口 |
環(huán)境溫度 |
-20℃-45℃ |
環(huán)境濕度 |
≤80% |
絕緣等級(jí) |
B級(jí) |
防護(hù)等級(jí) |
IP20 |
電鍍整流器應(yīng)用特點(diǎn)
1、 降低孔隙率,晶核的形成速度大于成長(zhǎng)速度,促使晶核細(xì)化。
2、 改善結(jié)合力,使鈍化膜擊穿,有利于基體與鍍層之間牢固的結(jié)合。
3、 改善覆蓋能力和分散能力,高的陰極負(fù)電位使普通電鍍中鈍化的部位也能沉積,減緩形態(tài)復(fù)雜零件的突出部位由于沉積離子過(guò)度消耗而帶來(lái)的“燒焦”“樹枝狀”沉積的缺陷,對(duì)于獲得一個(gè)給定特性鍍層(如顏色、無(wú)孔隙等)的厚度可減少到原來(lái)1/3~1/2,節(jié)省原材料。
4、 降低鍍層的內(nèi)應(yīng)力,改善晶格缺陷、雜質(zhì)、空洞、瘤子等,容易得到無(wú)裂紋的鍍層,減少添加劑。
5、 有利于獲得成份穩(wěn)定的合金鍍層。
6、 改善陽(yáng)極的溶解,不需陽(yáng)極活化劑。
7、 改進(jìn)鍍層的機(jī)械物理性能,如提高密度降低表面電阻和體電阻,提高韌性、耐磨性、抗蝕性而且可以控制鍍層硬度。
傳統(tǒng)的電鍍抑制副作用的產(chǎn)生、改善電流分布、調(diào)節(jié)液相傳質(zhì)過(guò)程、控制結(jié)晶取向顯得毫無(wú)作用,面對(duì)絡(luò)合劑和添加劑的研究成了電鍍工藝研究的主要方向。納米開關(guān)電源解決了傳統(tǒng)電鍍整流器存在的缺陷。
1、體積小、重量輕:
體積與重量為可控硅電鍍整流器的1/5-1/10,便于您規(guī)劃、擴(kuò)建、移動(dòng)、維護(hù)和安裝。
2、節(jié)能效果好:
開關(guān)電源由于采用了高頻變壓器,轉(zhuǎn)換效率大大提高,正常情況下較可控硅設(shè)備提高效率10%以上,負(fù)載率達(dá)70%以下時(shí)較可控硅設(shè)備提高效率30%以上。
3、輸出穩(wěn)定性高:
由于系統(tǒng)反應(yīng)速度快(微秒級(jí)),對(duì)于網(wǎng)電及負(fù)載變化具有極強(qiáng)的適應(yīng)性,輸出精度可優(yōu)于1%。開關(guān)電源的工作效率高、所以控制精度高,有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。
4、輸出波形易于調(diào)制:
由于工作頻率高,其輸出波形調(diào)整相對(duì)處理成本較低,可以較方便的按照用戶工藝要求改變輸出波形。這樣對(duì)于工作現(xiàn)場(chǎng)提高工效,改善加工產(chǎn)品質(zhì)量有較強(qiáng)作用。
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版本:A 制訂 /日期 審核 /日期 CR MA MI √ √ √ √ √ √ √ √ √ CR MA MI √ √ 佑昌精密機(jī)械有限公司 文件編號(hào): 文件名稱 整流器類進(jìn)料檢驗(yàn)規(guī)范 頁(yè)碼:第 頁(yè) ,共 2頁(yè) 制訂部門:品質(zhì)部 3.3 燈光與被測(cè)物距離: 100CM以內(nèi); 3.4 檢查角度:以垂直正視為準(zhǔn)± 45度; 3.5 檢測(cè)工具:卡尺、萬(wàn)用表、 批準(zhǔn) /日期 1.目的 明確線材來(lái)料品質(zhì)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范檢驗(yàn)動(dòng)作,使檢驗(yàn)、判定標(biāo)準(zhǔn)能達(dá)到一致性 廖坦軍 封裝形式及外 形尺寸 結(jié)構(gòu) 外形尺寸參見附圖。 2. 范圍: 適用于我司所有線材制品來(lái)料檢驗(yàn)。 5. 檢驗(yàn)內(nèi)容: 判定 3.檢驗(yàn)條件: 3.1 照明條件:日光燈 600~800LUX; 3.2 目光與被測(cè)物距離: 30~45CM; 4.參照資料: 依照正常檢驗(yàn) :CR=0,MA=0.4
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word 文檔可編輯 變壓器與整流器 作者:佚名 文章來(lái)源:本站原創(chuàng) 點(diǎn)擊數(shù): 更新時(shí)間: 2005-5-16 一、高變低,低變高 如圖 1所示找一個(gè)凵形的鐵芯,在它的兩臂上纏上絕緣布。 用直徑 0.2 毫米的漆包線,在鐵芯的一臂上繞 1100匝;在它的另一臂上用直徑 0.5 毫米的漆包線繞 45匝,并在 15匝、 30 匝的地方各抽出一個(gè)接頭(把繞 線折回一段,往一個(gè)方向扭幾轉(zhuǎn),不能把繞線弄斷)。然后把一方形鐵條 橫放在凵形鐵芯開口處,鐵芯就成了一個(gè)閉合的方框。 把 1100匝的線圈接到 220伏的交流電源上,用交流電壓表(如果用 自己做的電流檢驗(yàn)計(jì)來(lái)測(cè)量, 必須串聯(lián)上一個(gè)整流器才行) 測(cè)出另一個(gè)線 圈的 15匝、30匝、45匝的電壓。 從測(cè)出的電壓數(shù)字看, 只有幾伏,都比 220伏的交流電壓低得多, 這 就是說(shuō),比較高的電壓經(jīng)過(guò)這么個(gè)裝置以后, 給變成了較低的電壓。 上面 這個(gè)裝置就
新臺(tái)興電鍍整流器 屬于電解加工過(guò)程。不言而喻,電源的性能、類型、特征等因素必將對(duì)電鍍工藝過(guò)程產(chǎn)生重要影響。特別是在現(xiàn)代電鍍技術(shù)飛速發(fā)展的今天,電鍍電源更具有重要地位。因此,了解電鍍電源對(duì)電鍍工藝過(guò)程的影響很有必要。
1.1傳統(tǒng)硅整流器
硅整流器 使用歷史長(zhǎng),技術(shù)成熟,是整流器主流產(chǎn)品。
1.1.1整流電路。工業(yè)生產(chǎn)中一般采用三相調(diào)壓器調(diào)壓,50Hz三相工頻變壓器降壓的普通硅整流器。各種整流電路獲得的均是脈動(dòng)直流電,不是純直流,或多或少地含有交流成分。為了比較脈動(dòng)成份的多少,可用紋波系數(shù)來(lái)表示,其含義為交流成份在直流成分中占的百分比,其數(shù)值越小,交流成份越少,越接近純直流。
各種整流電路的波動(dòng)系數(shù)不同。其由大到小的次序?yàn)?三相半波整流、三相全波橋式整流或帶平衡電抗器的六相雙反星形整流。其中后者工作時(shí)整流元件并聯(lián)導(dǎo)通,波形最為平滑,整流效率較高,工作也較為可靠,時(shí)最為常用的一種。
為了獲得低紋波輸出,則必須采用濾波或其它特殊措施。利用電容、電感貯能元件進(jìn)行濾波,是將脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為平滑的直流的常用措施。但實(shí)際生產(chǎn)中,除試驗(yàn)用的小型整流器之外,工業(yè)生產(chǎn)基本上不進(jìn)行濾波。特殊情況可使用大電感。電容在低電壓、大電流情況下不適用于濾波。電容濾波,對(duì)工頻整流只適合于非常小功率的整流電源。例如輸出10A的單相全波整流器,要達(dá)到低紋波輸出,其濾波電容要達(dá)0.1F以上。隨著頻率的提高,所需電容量減小。
可控硅利用改變可控硅管導(dǎo)通角來(lái)調(diào)整輸出平均直流大小的普通可控硅整流器,可控硅管輸出的是間斷脈沖波,其紋波系數(shù)的受導(dǎo)通角控制,輸出紋波系數(shù)大于普通硅整流電路。特別是在使用電流低于額定電流較大的情況下,輸出波形脈動(dòng)系數(shù)更大。
它采用工頻變壓器將交流輸入電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低(IOV~20V)交流電壓,再通過(guò)可控硅進(jìn)行整流和調(diào)壓。控制機(jī)理是通過(guò)控制電路對(duì)可控硅的導(dǎo)通角進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓和電流的調(diào)節(jié)。此種電源的缺點(diǎn)是體積大、重量重、噪音大、耗電大、波紋大。隨著生產(chǎn)工藝對(duì)鍍層質(zhì)量及自動(dòng)控制的要求越來(lái)越高,以及人們對(duì)節(jié)能及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),在PCB電鍍中已逐漸淘汰。它主要使用在電流較大的工業(yè)電鍍上。
1.1.2.整流元件類型
整流元件即通常所說(shuō)的二極管。由于整流器所有的輸出電流都要經(jīng)過(guò)整流元件,因此,可以說(shuō)是整流器的心臟。整流元件分為硅整流元件和可控硅整流元件二種。鍍鉻整流器主要使用硅整流元件。雖然可控硅技術(shù)已有了長(zhǎng)足的發(fā)展,且在電鍍上應(yīng)用也日趨增多,但筆者還是推薦使用硅整流器。其原因主要是波形問(wèn)題。可控硅整流是采用控制整流元件導(dǎo)通時(shí)間與截止時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)控制電流的。整流器滿負(fù)荷使用時(shí)波形好。但輸出電流較小時(shí)電流波形變差。電流越小,波形越差。而硅整流器輸出電流大小對(duì)波形幾乎無(wú)影響。
1.2高頻開關(guān)整流器,也叫開關(guān)電源
一種新型電鍍電源設(shè)備-高頻開關(guān)電源。它兼有硅整流器的波形平滑性優(yōu)點(diǎn)及可控硅整流器的調(diào)壓方便的優(yōu)點(diǎn),電流效率最高(可達(dá)90%以上),體積最小,是大有前途的整流器。制造技術(shù)已解決了功率問(wèn)題,數(shù)千安培至上萬(wàn)安培的大功率開關(guān)電源已進(jìn)入生產(chǎn)實(shí)用階段。
它將交流電網(wǎng)經(jīng)EMI防電磁干擾線路濾波器,直接整流、濾波,經(jīng)變換器將直流電壓變換成數(shù)十或數(shù)百kHz的高頻方波,經(jīng)高頻變壓器隔離、降壓,再經(jīng)高頻濾波輸出直流電壓。經(jīng)取樣、比較、放大及控制、驅(qū)動(dòng)電路,控制變換器中功率管的占空比,得到穩(wěn)定的輸出電壓(或輸出電流)。
高頻開關(guān)整流器的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài),功率損耗小,效率可達(dá)到75%~90%,體積小、重量輕,而且精度、紋波系數(shù)均優(yōu)于硅整流器,在全輸出范圍內(nèi)都能達(dá)到生產(chǎn)所要求的精度。它具有自我保護(hù)能力,可以在帶載的情況下任意啟停。它能極方便的同計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接,給自動(dòng)化生產(chǎn)中帶來(lái)了極大的方便,在PCB電鍍行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
電鍍用高頻開關(guān)整流器的主變換結(jié)構(gòu)有正激式、半橋式、全橋式等,其中既有脈寬調(diào)制(PWM)的"硬開關(guān)"電路,又有熱門的移相控制"軟開關(guān)"電源電路。
脈寬調(diào)制(PWM)高頻開關(guān)整流器,工作頻率大都低于50kHz,采用電壓或電流反饋控制。它是通過(guò)中斷功率通量和調(diào)節(jié)占空比方法,改變驅(qū)動(dòng)電壓脈沖寬度來(lái)調(diào)整輸出電流,使器件工作在"硬開關(guān)"狀態(tài),即強(qiáng)迫導(dǎo)通(電壓不為零時(shí))或強(qiáng)迫關(guān)斷(電流不為零時(shí)),使開關(guān)功率管開關(guān)期間同時(shí)存在高壓與大電流的交叉,因此開關(guān)損耗大,尖峰干擾強(qiáng)。變壓器漏感與大電流變化率激起的高壓尖峰,不僅易損壞功率管,還產(chǎn)生明顯的電磁輻射,降低了可靠性和電源效率。
開關(guān)電源其頻率已達(dá)音頻,通過(guò)濾波實(shí)現(xiàn)低紋波輸出更為簡(jiǎn)便易行。而且穩(wěn)流、穩(wěn)壓等功能更易實(shí)現(xiàn)。
1.3脈沖電源 設(shè)備
隨著電力電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電鍍整流器正在由單一功能向多功能發(fā)展。由于脈沖電源主要是由嵌入式單片計(jì)算機(jī)等進(jìn)行控制,因此,除實(shí)現(xiàn)脈沖輸出之外,一般具備多種控制功能。
1.3.1.自動(dòng)穩(wěn)流穩(wěn)壓。傳統(tǒng)硅整流器電流或電壓無(wú)法自動(dòng)穩(wěn)定,隨電網(wǎng)電壓的波動(dòng)而波動(dòng)。而脈沖電源則擁有高精度的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。如電網(wǎng)三相電壓波動(dòng)達(dá)上百伏時(shí),脈沖電源輸出電壓可以幾乎不變。脈沖電源的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能一般具有二種模式:
第一,恒電流限壓模式。當(dāng)電鍍工藝參數(shù),如零件面積、溫度、濃度、酸堿度等工藝條件發(fā)生改變時(shí),常規(guī)整流器電流會(huì)發(fā)生波動(dòng)。而恒電流模式下,輸出電流自動(dòng)恒定在設(shè)定值不發(fā)生改變。這對(duì)需精確計(jì)算硬鉻厚度情況下是很有用的。采用恒流模式時(shí)的限壓功能目的是保護(hù)設(shè)備不被燒壞。
第二,恒電壓限流模式。當(dāng)電鍍工藝參數(shù)發(fā)生改變時(shí),輸出電壓自動(dòng)恒定在設(shè)定值不發(fā)生改變。這種模式硬鉻電鍍不常使用,但對(duì)于鋁氧化著色則大有作用。
1.3.2多段式運(yùn)行模式。鋁陽(yáng)極氧化或硬鉻電鍍時(shí),往往需要進(jìn)行反向電解、大電流沖擊、階梯送電等操作。傳統(tǒng)電源只能靠手工實(shí)現(xiàn)。而具有多段式運(yùn)行模式的脈沖電源則只需提前設(shè)定,生產(chǎn)時(shí)可自動(dòng)按順序進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。這一功能對(duì)硬鉻電鍍是非常有用的。國(guó)產(chǎn)脈沖電源已達(dá)到三段式運(yùn)行,每一段時(shí)間可在0~255秒內(nèi)調(diào)節(jié)設(shè)定。
1.3.3雙向脈沖功能。正負(fù)脈沖頻率、占空比、正反向輸出時(shí)間均可獨(dú)立調(diào)節(jié),使用靈活、方便。配合硬鉻電鍍工藝,可獲得不同物理性能的鍍層。
1.3.4直流疊加功能。輸出正反向脈沖電流的同時(shí),由同一臺(tái)電源疊加輸出一純直流成分,更拓寬了脈沖電源的使用范圍及用途。
近幾年來(lái),國(guó)產(chǎn)多功能脈沖電源技術(shù)已趨于成熟,其中脈沖波形垂直程度,波形平穩(wěn)程度、穩(wěn)定性、抗干擾性等指標(biāo)達(dá)到甚至超過(guò)了國(guó)外水平。
直流電源波形對(duì)電鍍質(zhì)量有突出的影響,例如:高頻率定脈寬高頻穩(wěn)壓/穩(wěn)流脈沖電源電鍍時(shí)會(huì)產(chǎn)生特殊效應(yīng),這也是普通直流電源電鍍無(wú)法達(dá)到的效果,有些現(xiàn)象還不能用常規(guī)電化學(xué)理論來(lái)加以解釋。而直流波形對(duì)電鍍沉積的影響還難以從理論上進(jìn)行預(yù)測(cè),只能通過(guò)大量的試驗(yàn)來(lái)作相對(duì)比較,篩選出適宜的波形。
近幾年來(lái)新出現(xiàn)的零電壓轉(zhuǎn)換(zvT)和零電流轉(zhuǎn)換(ZCT)技術(shù),或者稱"軟開關(guān)"技術(shù),綜合了PWM開關(guān)與諧振變換技術(shù)兩者的優(yōu)點(diǎn):既有脈沖方波高效傳遞功率和恒頻控制便于優(yōu)化參數(shù),又有諧振技術(shù)的低損耗和零電壓轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)。這種"零開關(guān)"技術(shù)充分利用變壓器的漏感于功率管的輸出結(jié)電容之間的諧振,產(chǎn)生滿足零電壓導(dǎo)通和零電流截止的條件,在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)電壓為零,截止時(shí)流經(jīng)開關(guān)管的電流為零。因此大大減少了功率管的開關(guān)電壓、電流應(yīng)力和尖刺干擾,降低了功耗,開關(guān)效率明顯提高
1、體積小、重量輕:
體積與重量為可控硅電鍍整流器的1/5-1/10,便于您規(guī)劃、擴(kuò)建、移動(dòng)、維護(hù)和安裝。
2、節(jié)能效果好:
開關(guān)電源由于采用了高頻變壓器,轉(zhuǎn)換效率大大提高,正常情況下較可控硅設(shè)備提高效率10%以上,負(fù)載率達(dá)70%以下時(shí)較可控硅設(shè)備提高效率30%以上。
3、輸出穩(wěn)定性高:
由于系統(tǒng)反應(yīng)速度快(微秒級(jí)),對(duì)于網(wǎng)電及負(fù)載變化具有極強(qiáng)的適應(yīng)性,輸出精度可優(yōu)于1%。開關(guān)電源的工作效率高、所以控制精度高,有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。
4、輸出波形易于調(diào)制:
由于工作頻率高,其輸出波形調(diào)整相對(duì)處理成本較低,可以較方便的按照用戶工藝要求改變輸出波形。這樣對(duì)于工作現(xiàn)場(chǎng)提高工效,改善加工產(chǎn)品質(zhì)量有較強(qiáng)作用。
新臺(tái)興電鍍整流器 以優(yōu)質(zhì)進(jìn)口IGBT作為主功率器件,以超微晶(又稱納米晶)軟磁合金材料為主變壓器鐵芯,主控制系統(tǒng)采用了多環(huán)控制技術(shù),結(jié)構(gòu)上采取了防鹽霧酸化措施。電源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理,可靠性強(qiáng)。該電源以其體積小、重量輕、高效率、高可靠的優(yōu)越性能成為可控硅電源的更新?lián)Q代產(chǎn)品。適用于實(shí)驗(yàn)、氧化、電解、鍍鋅、鍍鎳、鍍錫、鍍鉻、光電、冶煉、化成、腐蝕等各種精密表面處理場(chǎng)所。