前面(miàn)小編(biān)闡述其研究現狀及發(fā)展的(de)曆史,今天小編就來分(fèn)析電鍍電(diàn)源的發展趨勢和方向。希(xī)望小編(biān)介紹的電鍍電源的發展趨(qū)勢,能(néng)對大家(jiā)有所幫助。
高頻高效化(huà)電鍍行業是著名的耗能大戶,其電能消耗是(shì)其主要生産成(chéng)本之一。傳統的(de)電鍍電源(yuán)存在能耗高,效(xiào)率低, 控制精度(dù)低,體積大,笨重等缺陷;工(gōng)藝過程缺乏科學合理的控制手段(duàn),也造成大量的電能損耗(hào)。因此(cǐ),電鍍電源裝置的高效化是其必然的發(fā)展趨勢,而高頻化是提高電(diàn)源效率的主要途徑,主要包括下述方面。
在較大功率領域采用(yòng)高頻開關電源(yuán)代替傳統整流電源,降低損耗,提高(gāo)功率密度。高頻開關(guān)式電源比傳統(tǒng)的工頻整流電源材料減(jiǎn)少80%~90%,節能(néng)20%~30%,體積減少到傳統同(tóng)容量電源的1/5以下(xià), 動态反應速度提高2~3個數量級,因(yīn)此(cǐ),電源效率(lǜ)、功率密度及銅(tóng)鐵材料等指标用量均有大幅度的改(gǎi)善。
應用推廣軟開(kāi)關技術,使高頻開關電源的開關損耗明顯(xiǎn)降低,開關頻率進一步提高。軟(ruǎn)開關技(jì)術具有降低電力電子器件開關功耗,提高開關頻率,降低電(diàn)磁幹擾,改善器件的工(gōng)作環境(jìng)等優點。其本質(zhì)是将器件換(huàn)流過程和(hé)能量轉換、控制過程分時加以區别處理。采用這種變換模式可以使工作在高頻狀态下的功率開關管的開關損(sǔn)耗顯著降低,電源整體效率提高,同時使電源工作頻率進一步提高成(chéng)為可能。升級将為新(xīn)控制策略的實施提供(gòng)方便、快(kuài)捷的途徑。
智(zhì)能化電鍍工藝如何(hé)消除人為因素的影(yǐng)響及減少電(diàn)鍍過程能量損耗(hào)的需求,對電源的(de)智能化提出了更(gèng)高的(de)要求。如迅速發展的鋁型材表(biǎo)面處理技術,對質量的穩定性(xìng)要求較高(gāo),通過不同程序改變(biàn)電源調節曲線,可調整(zhěng)不同的陽極氧化(huà)層色調,使得氧化産(chǎn)品多姿多彩。一些在生産過程中頻繁(fán)調節電源參數的電鍍(dù)工藝,也要求專用智能化電源。脈沖換向電鍍與直流疊加脈(mò)沖電鍍等新工藝要(yào)求控制的(de)參數較多(duō), 将脈沖電源(yuán)與微機(jī)控制相結合的智能化脈沖電源,可以根據工藝要求選擇直流供電,單向脈沖和換向脈沖供電以及直(zhí)流疊加脈沖的多(duō)種複合電流波形,所有脈沖參(cān)數可以在給定的(de)範圍内設定。此外(wài),還可以實現計(jì)時和定時(shí)功能、溫度測控(kòng)功能、電量(安2時)計量和定量功(gōng)能等,有利于采用統(tǒng)計控制方法實現添加劑(jì)的補加和主鹽濃度調整。從節能角度出發,電解(jiě)電鍍過程中(zhōng),除(chú)電源裝置的能耗以外,工藝過程的能耗占(zhàn)絕大部(bù)分。而影(yǐng)響工藝過程能耗的因素主要是電流效率和槽壓,通過對電解液濃度、溫度、電極距離等參數在線檢測,實(shí)時對電源的電流、電壓輸出進行調整和合理(lǐ)配置(zhì),進而達到節能增(zēng)效和提高工藝質量的目的。從控制角度看,電(diàn)鍍工藝過程及開(kāi)關式(shì)電(diàn)鍍電源的能(néng)量轉換過程均為非線性時變系統,難以建立準确的模型進行傳統的控制。智能控制能夠不依賴受控對(duì)象的數學模型,利用人的操作經驗、知識和推理以及控制系(xì)統的某些信息(xī)和性能得到相應的控制規則(如專家系統、模(mó)糊控制和神經網絡(luò)等)。這些(xiē)智能控制的應用将大大提高電(diàn)鍍電源的性能及(jí)工藝(yì)質量。因此,随着電鍍技術的不斷發展(zhǎn),應迅速開發适應不(bú)同工藝過(guò)程的智能化電(diàn)源設備,以滿足新世紀(jì)的新技術發(fā)展需求。
數字化電鍍電源的數字(zì)化技術意義重大。采用數字化技術,從電源的電氣性能(néng)來看,可以應(yīng)用現有電源的各種研究成果(功率電路(lù)拓撲及控制方式等),通過系統軟件(jiàn)實現軟開關技術(shù)并降低電磁幹擾,提高電源(yuán)的穩定性和智能化程度;從電源的工藝效果來看,數字化電(diàn)源由于控制策(cè)略調(diào)整靈活,控制精度高以及控制參數穩定(dìng)性高,所以具有更好的工藝穩定性和更好的(de)工藝效(xiào)果及節能(néng)效果。同時,數(shù)字化(huà)電源方便的通信接口功能為現代(dài)化的(de)網絡化生産提供了良好的硬件基礎。從電鍍工藝研究(jiū)的角(jiǎo)度,數字化電鍍電源為實施創(chuàng)新性的工(gōng)藝控制策略和實(shí)現多功能提供了全新的途徑。數字化電源的在(zài)線(xiàn)控制程序解(jiě)決辦法, 不能(néng)從根本上解決其所面(miàn)臨的諸(zhū)多問題。高頻開關型電鍍電源目前主要局限于1500A以下的中(zhōng)小功率領(lǐng)域(yù),在國内也隻有少量廠家生産,從技術角度看主要限(xiàn)于硬開關變換(huàn)模式和模拟控制方式,具有明(míng)顯的局限性,同焊接等領域全面推廣應用開關式電源的情況具有較大差距。
綠色可靠電(diàn)鍍電(diàn)源長時間連續工作在極為苛刻的(de)工況下,因此,其可靠(kào)性和綠色化是(shì)電源推廣應用的前提。影(yǐng)響電源可(kě)靠性及綠色化的主要因素有電磁(cí)幹擾、熱效應、功率管工作環境、器件(jiàn)質量及工藝水平等因素。由于開關電鍍電源工作在開關狀(zhuàng)态且占空比變化較大,使輸(shū)入波形發生畸變(biàn),由它所産生的電磁幹擾源,經某種傳輸途徑傳輸至(zhì)敏感設(shè)備,使該設(shè)備表現出某種形式的響(xiǎng)應,并産生幹擾的效果,而且功率愈大幹擾愈強(qiáng)。在國外,德國、美國以及國際電子安全會都制定了标準。按這些标準(zhǔn)規定,若不及早(zǎo)解決電磁兼容問題,将會帶(dài)來(lái)嚴重的後果。因此,如何采取對策措施,提高逆變式電鍍電(diàn)源(yuán),特别是大功率逆變式電源的電磁(cí)兼容能力,是一個迫切的(de)任務,又是(shì)當前的熱點問題。電源器件的熱效應是(shì)影響電源(yuán)可靠性的另一(yī)關鍵因素,電鍍開關電源(yuán)傳遞變換着幾(jǐ)十千瓦以上的電能量, 功率開關管、功率變壓器、平波電抗器、初次(cì)級整流管及其他器件均存在顯著的熱耗,如果熱效應得不到合理的減少和控制,各環節的性能及壽命就會嚴重(zhòng)下降,電源的可靠性就(jiù)會受到嚴重影響。同傳統電源不(bú)同的是,開(kāi)關電源(yuán)的功率開關管及次級(jí)整流(liú)管均工作在中高(gāo)頻狀态,開關工作過程中存在較大的電壓電流應力,較大的di/dt,du/dt也會對(duì)其(qí)可靠性産生較大影響。通過采用軟開關技術、緩沖吸(xī)收(shōu)、磁性參數的合理匹配等措施是解決問題的有效途徑(jìng)。此外,電(diàn)源的(de)結構設計,降額容差設計,采用高性(xìng)能器件和先進工(gōng)藝(yì),控制電路的接地、隔離、屏(píng)蔽等因素也是影(yǐng)響電源可靠性的(de)關鍵因素。