基于金屬外表處理運用的電力半導體整流電源
一、鋁合金陽(yáng)極氧化、電鍍電源
長(cháng)期以來(lái)，大家對金屬外表處理進(jìn)程，比較重視技能技能、添加劑等方面進(jìn)口機械密封的改善和進(jìn)步，與外表處理有關(guān)的電源的功用和效果通常放在次要方面。金屬外表構成和性
能不僅與其技能配方、添加劑有親近的聯(lián)系，并且與電源技能水平息息有關(guān)，是技能與設備合作的結果。跟著(zhù)中國鋁加工、金屬電鍍、電泳涂裝等職業(yè)的不斷開(kāi)展，一個(gè)年銷(xiāo)售額超越200億人民幣的鋁型材職業(yè)及年超越6億平方米電鍍面積的電鍍工業(yè)現已構成，該類(lèi)電力整流電源的需求量是有適當可觀(guān)的。鋁合金陽(yáng)極氧化、電鍍電源首要特色是：電流大、電壓低、功用格蘭富機械密封較為簡(jiǎn)略及運用環(huán)境相對較差。八十年代引入的電源設備有共同的特色，即是電源的方法選用可控硅 整流?？煽毓枵麟娫淳哂泄澕s能源、操控領(lǐng)先等特色。引入的電源設備各有特色，意大利、西德的氧化電源多為脈沖整流方法，日本、美國選用一般整流方法。在 冷卻規劃方面，西德、美國的氧化電源以水冷為主，主變壓器和匯流母排都設置了水冷管道，設備的密封性較好。日本、意大利卻以風(fēng)冷規劃，主變壓集裝式機械密封器和整流元件 選用風(fēng)冷，操控線(xiàn)路有杰出的阻隔密封，主變壓器經(jīng)過(guò)嚴厲的絕緣密封處理，抗腐蝕功用好。以上商品運用中各有千秋，全體來(lái)說(shuō)運用功用杰出，牢靠性高。而臺灣產(chǎn)的氧化電源首要用油冷方法，主變壓器乃至硅元件也浸在絕緣油中，全體密封性好。操控線(xiàn)路是日本商品的復制品，元器材多為進(jìn)口。因為商品規劃的缺陷，運用中的缺陷、故障較多。
八十年代初中國整流器職業(yè)遭到大功率半道體制作水平及一向規劃規范的制約，還處于開(kāi)展較慢、技能水平落后期間。選用可控硅方法的整流設備較少。八十年代后期，國家機械工業(yè)部對外表處理電源專(zhuān)門(mén)列項進(jìn)行研討、公關(guān)。廣州電器科學(xué)研討所作為承當單位之一，經(jīng)過(guò)了解引入電源在國內的運用情況，首要解剖學(xué)習日本(例如三社、千代田等)風(fēng)冷式可控硅整流氧化電源。在研發(fā)進(jìn)程中首要打破了多方面的技能的疑問(wèn)：
(1)主變壓器方法：氧化、電鍍電源的要害有些是主變壓器，其功率大、重量占整臺設備重量百分之五十以上，也是節能的要害。研討處理主變壓器構造方法是設 計的難點(diǎn)。國外很早研討節能型、特別構造整流變壓器，特別是日本出產(chǎn)的巨細功率的外表處理電源，選用三相五芯柱風(fēng)冷、節能和特別構造的變壓器技能適當普 遍。國內首先打破特別變壓器的理論核算、選用國產(chǎn)資料制作的技能操控，一起改善了繞組方法，用小并聯(lián)、多繞組有效地處理了大電流氧化電源的整流元件均流技 術(shù)，為全風(fēng)冷構造發(fā)明了條件。
(2)整流方法選擇：全風(fēng)冷式構造遭到大功率半道體元件風(fēng)冷散熱器極限的約束，決議了整流元件有必要小容量并聯(lián)。因為國外半道體功率器材的出產(chǎn)技能、技能條 件比國內優(yōu)勝，商品的一致性好，因而選用電流容量更小的螺旋式二極管多個(gè)并聯(lián)，均流系數依然很高，國內卻難于選用這種方法。因而，主變壓器多繞組均流和平 板型硅元件設備專(zhuān)用散熱器小并聯(lián)技能，成功地處理了大電流氧化電源選用全風(fēng)冷方法的難題。
(3)操控電路：整流電源的操控電路是設備的“魂靈”。操控電路的領(lǐng)先性、牢靠性和操作性直接影響電源的功用。國內一向選用的操控電路構造、設備方法及控 制功用等已不適用于整流電源的需求。為了迅速進(jìn)步電源的操控電路的技能水平、削減重復研討，經(jīng)過(guò)消化、吸收和改善進(jìn)口電源操控功用，大大進(jìn)步了操控線(xiàn)路的 操控功用和牢靠性。集成電路的技能運用，大大簡(jiǎn)化了操控線(xiàn)路板的構造，整臺設備一切操控功用會(huì )集在一塊電路板上，電路板的互換性好，修理極為便利。當前國 產(chǎn)可控硅整流設備操控電路選用的幾乎是國外(大多是日本的)八十年代遍及選用的模擬操控電路的翻版。大大進(jìn)步了國內電源的全體水平。
(4)防腐技 術(shù)：因為主變壓器為風(fēng)冷構造，空氣中腐蝕性氣體高速流過(guò)主變壓器時(shí)腐蝕性加強。選用慣例變壓器難于完成防腐，有必要對主變壓器采取真空浸漆的特別方法，即便 有腐蝕性介質(zhì)吸附在變壓器外表，也不行能對變壓器發(fā)生腐蝕。別的，操控電路選用密封方法，避免了外界空氣對操控電路腐蝕。構造外殼也都選用了相應的防腐措 施。不管在變壓器絕緣防腐，仍是整機操控線(xiàn)路及構造上的防腐技能，都有了很大的改動(dòng)，大大延長(cháng)了設備運用壽命。
當前，中國氧化、電鍍整流電源的全體水平有了很大的進(jìn)步，廣東持續走在全國的前列，呈現了許多有規劃、有實(shí)力的專(zhuān)業(yè)電力整流電源出產(chǎn)廠(chǎng)，為中國的外表處理 電源的技能進(jìn)步和國產(chǎn)化作出了很大的奉獻。一起也要看到國產(chǎn)電源在技能相對安穩情況下與國外電源技能比較還有必定的差距。需求處理的疑問(wèn)還許多，也是往后 需求開(kāi)展和進(jìn)步的方面。
(1)大電流整流電源的輸出電流準確性：直流大電流檢查精度是個(gè)難題，檢查的手法當前有許多，最為遍及運用的是分流器和直流互感器，能夠在直流輸出母排直 接檢查電流值，進(jìn)口商品中遍及選用。需求檢查精度需求或在特大電流檢查，例如電解鋁、氯堿電解等職業(yè)中則可選用領(lǐng)先的霍爾元件，其精度可到達1%。而當前 鋁材氧化電源輸出電流檢查絕大有些選用對應方法，即檢查電源設備的進(jìn)線(xiàn)電流巨細相對應直流輸出電流值巨細，該種方法影響要素較多，例如：電網(wǎng)電壓波動(dòng)，變 壓器參數及功率要素的變化等，丈量設備安穩性也較差，都會(huì )形成輸出直流電流與實(shí)踐值有較大的差錯，直接影響技能員正確核算與設定而形成商品質(zhì)量不安穩，也 是形成電源損壞的不安全要素。
(2)氧化電源維護功用：電工商品的規劃有必要重視維護功用，特別是設備的要害有些。盡管大電流氧化電源的整流元件并聯(lián)的添加，削減了元件的損壞，可是整流 元件的損壞是不行避免的，要害要有一套牢靠的維護措施。上面(1)中所述：當前國內氧化電源的輸出電流指示和操控電路的電流反應信號都來(lái)自三相進(jìn)線(xiàn)電流的 取樣值，對應輸出電流的巨細，不是來(lái)自丈量輸出電流值。若整流元件損壞形成短路，三相進(jìn)線(xiàn)電流值被設在該處的電流檢查設備反應到操控電路，操控電路的限流 功用將電流約束在最大值，形成電源的空氣開(kāi)關(guān)(總開(kāi)關(guān))因電流沒(méi)有到達維護極限不能起到斷開(kāi)維護效果，結果主變壓器次級繞組長(cháng)期短路而損壞。國內當前使 用的大有些電源都有這種潛在的缺陷。其它維護功用的有效性(例如：過(guò)熱、缺相、過(guò)流等)、特別是某些傳感器的牢靠性有待進(jìn)步。
(3)電源電壓：電源設備電壓的凹凸對外表的處理質(zhì)量影響不大，與電流密度有親近聯(lián)系。電源電壓不宜規劃過(guò)高(脈沖電源在外)。不然，電源設備發(fā)生諧波，嚴峻攪擾電網(wǎng)的波形、損壞抵償電容器，給用戶(hù)和供電部門(mén)形成了損失。
(4)電源技能進(jìn)步：中國外表處理電源從拷貝到老練已有十多年了，技能水平根本堅持本來(lái)水平。國外現已開(kāi)展了功用牢靠，主動(dòng)化水平高的智能化電源。例如， 當鋁材工件進(jìn)入氧化槽后，只需輸入需求氧化膜厚度，檢查體系依據槽液溫度、槽液中內阻等，主動(dòng)顯示出工件的實(shí)踐面積和需求氧化的。
作者：嘉善日益機械密封件廠(chǎng)
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