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基于金屬外表處理運用的電力半導體整流電源

一、鋁合金陽極氧化、電鍍電源

    長期以來，大家對金屬外表處理進程，比較重視技能技能、添加劑等方面進口機械密封的改善和進步，與外表處理有關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、添加劑有親近的聯系，并且與電源技能水平息息有關，是技能與設備合作的結果。跟著中國鋁加工、金屬電鍍、電泳涂裝等職業的不斷開展，一個年銷售額超越200億人民幣的鋁型材職業及年超越6億平方米電鍍面積的電鍍工業現已構成，該類電力整流電源的需求量是有適當可觀的。
    鋁合金陽極氧化、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略及運用環境相對較差。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。可控硅整流電源具有節約能源、操控領先等特色。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、意大利卻以風冷規劃，主變壓集裝式機械密封器和整流元件選用風冷，操控線路有杰出的阻隔密封，主變壓器經過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，全體來說運用功用杰出，牢靠性高。而臺灣產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。操控線路是日本商品的復制品，元器材多為進口。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，國家機械工業部對外表處理電源專門列項進行研討、公關。廣州電器科學研討所作為承當單位之一，經過了解引入電源在國內的運用情況，首要解剖學習日本(例如三社、千代田等)風冷式可控硅整流氧化電源。在研發進程中首要打破了多方面的技能的疑問：
    (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。國外很早研討節能型、特別構造整流變壓器，特別是日本出產的巨細功率的外表處理電源，選用三相五芯柱風冷、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、選用國產資料制作的技能操控，一起改善了繞組方法，用小并聯、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，為全風冷構造發明了條件。
    (2)整流方法選擇：全風冷式構造遭到大功率半道體元件風冷散熱器極限的約束，決議了整流元件有必要小容量并聯。因為國外半道體功率器材的出產技能、技能條件比國內優勝，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并聯，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用散熱器小并聯技能，成功地處理了大電流氧化電源選用全風冷方法的難題。
    (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。為了迅速進步電源的操控電路的技能水平、削減重復研討，經過消化、吸收和改善進口電源操控功用，大大進步了操控線路的操控功用和牢靠性。集成電路的技能運用，大大簡化了操控線路板的構造，整臺設備一切操控功用會集在一塊電路板上，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。大大進步了國內電源的全體水平。
    (4)防腐技術：因為主變壓器為風冷構造，空氣中腐蝕性氣體高速流過主變壓器時腐蝕性加強。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，即便有腐蝕性介質吸附在變壓器外表，也不行能對變壓器發生腐蝕。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，仍是整機操控線路及構造上的防腐技能，都有了很大的改動，大大延長了設備運用壽命。
    當前，中國氧化、電鍍整流電源的全體水平有了很大的進步，廣東持續走在全國的前列，呈現了許多有規劃、有實力的專業電力整流電源出產廠，為中國的外表處理電源的技能進步和國產化作出了很大的奉獻。一起也要看到國產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。需求處理的疑問還許多，也是往后需求開展和進步的方面。
    (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、氯堿電解等職業中則可選用領先的霍爾元件，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線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：電網電壓波動，變壓器參數及功率要素的變化等，丈量設備安穩性也較差，都會形成輸出直流電流與實踐值有較大的差錯，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自三相進線電流的取樣值，對應輸出電流的巨細，不是來自丈量輸出電流值。若整流元件損壞形成短路，三相進線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，形成電源的空氣開關(總開關)因電流沒有到達維護極限不能起到斷開維護效果，結果主變壓器次級繞組長期短路而損壞。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：過熱、缺相、過流等)、特別是某些傳感器的牢靠性有待進步。
    (3)電源電壓：電源設備電壓的凹凸對外表的處理質量影響不大，與電流密度有親近聯系。電源電壓不宜規劃過高(脈沖電源在外)。不然，電源設備發生諧波，嚴峻攪擾電網的波形、損壞抵償電容器，給用戶和供電部門形成了損失。
    (4)電源技能進步：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水平。國外現已開展了功用牢靠，主動化水平高的智能化電源。例如，當鋁材工件進入氧化槽后，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，主動顯示出工件的實踐面積和需求氧化的。

作者：嘉善日益機械密封件廠

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