「電鍍」電鍍廠選擇和使用整流器的注意事項-仁昌科技

很多剛接觸電鍍的客戶為：我們做電鍍廠要買新的整流器，請問下在購買前我們應(yīng)該考慮哪些問題呢？

電鍍的原理是通過電解的方式得到鍍層，對于任何電鍍廠來說，整流器都可能是一筆可觀的設(shè)備支出，所以整流電源對于一個電鍍廠來說是賴以工作的必需品, 而絕不是擺設(shè), 懂得如何正確購買與使用整流器，就能把停工時間減至最小，把整流器作為電鍍工藝系統(tǒng)的一部份加以重視，能給你的電鍍廠帶來良好的經(jīng)濟效益。

在采購使用時，需要考慮過程控制，波動率，整流器技術(shù)以及您的工藝所需等因素。通過考慮整流器所需的防護等級，您將有助于最大限度地減少生產(chǎn)中的停機中斷，維護和修理費用以及與人身危險。今天我們樂將平臺就從三個方面帶大家了解這一關(guān)健設(shè)備的分類、特點、和使用注意事項。

一．電鍍用整流器的分類及特點

1. 可控硅電源（俗稱硅整流）

它采用工頻變壓器將交流輸入電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低（10V~20V）交流電壓，再通過可控硅進行整流和調(diào)壓。控制機理是通過控制電路對可控硅的導(dǎo)通角進行控制來實現(xiàn)輸出電壓和電流的調(diào)節(jié)。此種電源的缺點是體積大、重量重、噪音大、耗電大、波紋大。隨著生產(chǎn)工藝對鍍層質(zhì)量及自動控制的要求越來越高，以及近年來人們對節(jié)能及環(huán)保意識的增強，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。

2. 高頻開關(guān)整流器（亦稱開關(guān)電源）

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)都能達到生產(chǎn)所要求的精度。它具有自我保護能力，可以在帶載的情況下任意啟停。它能極方便的同計算機進行連接，給自動化生產(chǎn)中帶來了極大的方便，在電鍍行業(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（P W M ）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（P W M ）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。它是通過中斷功率通量和調(diào)節(jié)占空比方法，改變驅(qū)動電壓脈

沖寬度來調(diào)整輸出電流，使器件工作在“硬開關(guān)”狀態(tài)，即強迫導(dǎo)通（電壓不為零時）或強迫關(guān)斷（電流不為零時），使開關(guān)功率管開關(guān)期間同時存在高壓與大電流的交叉，因此開關(guān)損耗大，尖峰干擾強。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。

近幾年來新出現(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：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。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)通時電壓為零，截止時流經(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。

3.  脈沖電源

 一些設(shè)備廠家將電源的輸出濾波電感和濾波電容去掉的這種形式的電源稱為脈沖電源（這里將它稱作準(zhǔn)脈沖電源）。

其實電鍍行業(yè)所講的脈沖電源和準(zhǔn)脈沖電源是兩回事。電鍍行業(yè)的脈沖電源分正脈沖電源和正負脈沖兩種電源。正負脈沖電源是由一個正的直流電源（稱正向電源）和一個負的直流電源（稱負向電源）組成。其輸出為正向電源輸出一段時間，然后再以反向電源輸出。脈沖時間范圍為0.1~100 ms可調(diào)。脈沖電鍍的好處在于它可減少30%~50% 的電鍍時間，產(chǎn)品表面的鍍層分配接近1∶1，低電位的鍍層更加均勻，但整流器的價格是普通整流器的5~8 倍，而且還應(yīng)選用合適的藥液。

二．要選擇何種冷卻方式的整流器

選擇整流器時，了解設(shè)備使用環(huán)境至關(guān)重要。暴露于現(xiàn)場中的有害氣體和微粒會導(dǎo)致整流器過早毀壞。在考慮購買和安裝整流器時應(yīng)考慮幾個環(huán)境因素：安裝的空間和位置，溫度和濕度。了解這些因素和冷卻方法的類型將有助于延長整流器的壽命和投資回報。

了解各種不同類型整流器的冷卻原理將有助于確定整流器在特定環(huán)境中所需的防護等級。這種保護程度可以通過國際認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)來定義，如NEMA，IP或IEC。 

1.    風(fēng)冷整流器

風(fēng)冷整流器通常需要清潔的環(huán)境或空氣供應(yīng)，因為周圍空氣冷卻的部件易受設(shè)備附近可能存在的任何腐蝕性顆粒或煙霧的影響。所有空氣質(zhì)量，空氣流量，可用空間（以防止空氣流量限制），環(huán)境溫度和濕度均應(yīng)符合制造商的技術(shù)規(guī)格。這將有助于確定正確的空氣冷卻設(shè)計（對流冷卻，強制空氣冷卻，空氣對水換熱器或管道式空氣），以滿足您的需求和環(huán)境。 

許多現(xiàn)代設(shè)計采用變速恒溫控制冷卻風(fēng)扇，可大大減少吸入整流器的空氣量。此外，應(yīng)考慮使用直接氣流的整流器。使用這些類型的整流器，空氣被引導(dǎo)通過散熱片，只冷卻功率元件。敏感電子元件也與冷空氣隔離，以提高整流器的使用壽命。保護涂層電路板還將大大提高整流器對腐蝕環(huán)境的抵抗力，并延長壽命。

風(fēng)冷整流器的預(yù)防性維護基于空氣冷卻設(shè)計，應(yīng)根據(jù)周圍環(huán)境和制造商的規(guī)格進行安排。這可能包括清潔進氣過濾器，以及每周至每月對冷卻風(fēng)扇和散熱器進行檢查。 

2.    水冷整流器

與風(fēng)冷式整流器不同，水冷式整流器可安裝在惡劣環(huán)境中，對腐蝕性顆粒的敏感性最小。整流罩幾乎都是完全密封的。開環(huán)或閉環(huán)水冷系統(tǒng)之間的選擇將基于滿足制造商的水冷規(guī)格以獲得最佳性能和壽命。如果冷卻水的質(zhì)量不符合設(shè)備使用要求，則需要考慮閉環(huán)系統(tǒng)或外部水源。 

如果水質(zhì)和溫度在規(guī)定范圍內(nèi)，可以將水冷式整流器的預(yù)防性維護保持在最低限度。目視檢查內(nèi)部和外部水冷回路的泄漏將提供最佳性能，并防止任何停機，潛在危險和/或水流量損失。

3.    油冷整流器

油冷整流器通常是所提供機械封裝中最大的，但這種技術(shù)的缺點可以通過其可靠性來抵消。與空冷和水冷設(shè)計不同，這種整流器可以安裝在最惡劣的環(huán)境中，因為它的功率元件浸沒在非導(dǎo)電油中。熱量通過主整流罩外部的散熱片散發(fā)出來，與整個環(huán)境完全隔絕，并提供優(yōu)異的保護，免受任何污染。在油冷式整流器上幾乎不存在預(yù)防性維護，因為它們與環(huán)境完全密封。這種優(yōu)點的程度取決于用于功率部分的整流器技術(shù)（晶閘管或變壓器）。制造商將指定油位，換油間隔和/或可能需要更換的其他部件。建議在工廠關(guān)閉期間安排任何維護工作，以免中斷生產(chǎn)。

不懂得客戶建議根據(jù)以上整流器得分類和特點結(jié)合自己產(chǎn)品得特點進行選擇。

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