電鍍電源的應用（yòng）現狀及發展趨勢

電鍍電源是應（yīng）用功率半導體器件將交流電源轉換為（wéi）DC電源，所以電鍍電源也被稱為電鍍整流器。

早期（qī）使用（yòng）電鍍電源的是DC發電機組，隨後硒堆整流器的出現，由於（yú）體積大、噪音大、成本和能耗高，被矽整流電源取代。20世紀60年代，隨著晶閘管(SCR)的問世和成功應用，電（diàn）鍍電源得到了迅速發（fā）展，晶閘管電（diàn）鍍電源應運而生（shēng）。晶閘管在電源中既用作整（zhěng）流器件，又用作電壓調節器（qì）。控製係統采用移相技術，應（yīng）用閉環（huán）Pl調節，使電源（yuán）具有自動調壓、穩流（liú）等（děng）功能，保護方式靈活。與矽（guī）整流設備相比，它（tā）在體積、運行效率、自動控製和調節方式等方麵（miàn）具有很大（dà）的優勢（shì），並得到了廣泛的應用（yòng）。但在小電流情（qíng）況下（xià），晶閘（zhá）管電鍍（dù）電源容易使網側和負載諧波嚴重，造成電網波形畸變（biàn），從而（ér）形成電網“公害”，應在電（diàn）網中增加必要的防範措施。

20世紀80年代（dài）以後，轉換器設備中常見的晶閘管逐漸被新（xīn）設備取代，如功率（lǜ）晶體管(GTR)、場效應晶體管(MOSFETs)和絕緣柵雙晶體管(IGBTs)。MOSFET和IGBT作為功率器（qì）件的（de）整（zhěng）流器工作頻率可以提高到20 ~ 50kHz，所（suǒ）以這種整流器也叫高頻（pín）開關電源。工作過程是將整流後（hòu）的DC電源逆變為高頻交流電源，再經整流後得到DC電源。由於采用了高頻開關方式，大大減小了變壓器的體積和設備的功耗，大大提高了功率因（yīn）數和運（yùn）行效率（lǜ），是當前電鍍電源的發展方向。隨（suí）著IGBT器件功率的增加、耐（nài）壓的提高和應用技術的（de）日益成熟，IGBT將在大部分領域取代晶閘管(SCR)實現較好節能。目前正在研發的大功率智能功率模塊(IPM)將電力電子器件和驅動、保護、控製電路集成在一起，從而提高係統（tǒng）的可靠性和可維護性，進一步（bù）降低成本（běn）和（hé）能耗，並將持續應用於電（diàn）鍍電源。

隨著電鍍工藝的快速發展，新的電鍍工藝從波形、頻（pín）率、自動控製、綜合功能等（děng）方麵（miàn）對電鍍電源提出了更高的要求。目前常用的電鍍電源按波（bō）形可分（fèn）為脈動DC電源、平滑DC電源、周期換向電源、單向脈衝電源、換向脈（mò）衝電源、DC疊加脈衝和智能多波（bō）形電源，以滿足不同電鍍工藝（yì）的需要。

綜上所述，電鍍（dù）電源的總體發展趨勢是低能耗、無電網汙（wū）染、高可靠性、小體積、高性能、多功能。

9.1.2常用（yòng）電鍍電源介紹

(1)矽整流（liú）電源

矽（guī）整流電源的降（jiàng）壓變壓器原（yuán）邊（biān）采用穩壓器，副邊采用二（èr）管整流器。根據（jù）容量（liàng）的不同（tóng），可分為單相全波、三（sān）相全波和六相雙反射星形整流。小容量電源采用幹接點調壓器，大容量電源采用油浸感應（yīng）調壓器。根據容量的不同，整流器元件的冷卻方式分為（wéi）自冷、風冷、水冷和油浸（jìn）自冷。由（yóu）於采用交流穩壓（yā）器調壓，所以輸出（chū）波形是脈動連續的DC，這種電源由（yóu）於效率低、體積大、成本高和自動控製難以實現等缺點，在電鍍領域的應（yīng）用受到限製，屬於淘汰產品。

(2)晶閘（zhá）管整流電源

當（dāng）晶（jīng）閘管整流器容量較小時，通過隔離（lí）變壓器降低交流電源，然後（hòu）通過晶（jīng）閘管移相調壓整流得到DC電壓。容（róng）量較大時，通過晶閘（zhá）管交流側移相的方式獲得DC電壓，然（rán）後（hòu）通過隔離變壓器降（jiàng）壓，二管整流（liú）。晶閘管和二管的冷卻方式按容量（liàng）不同分為自冷、風冷、水冷和油浸自冷。目前，大多數整流變壓器（qì）采（cǎi）用（yòng）三（sān）相五柱式鐵心節能變壓器，與六相雙反射條平衡電抗器相比，可以省去平衡電抗器，降（jiàng）低成本，加大效率。晶閘（zhá）管整流器的輸出波形為脈動DC，在電流較低時不連續。為了提高輸出波形的平滑（huá）度，可以增加濾波器或多相整流電路。

晶閘管（guǎn）整流器一般具有穩壓、穩流、軟啟（qǐ）動等功能。，可靈活應用於生（shēng）產線。近年來，隨著微機控製技術在晶閘管整流器中的廣泛應用，它可以實現輸出波形的（de）換向、DC疊加脈衝、波形分段（duàn）控製等。，還可以（yǐ）實現定時、計時、自動控溫、功（gōng）率（lǜ）測量、量化等控製功能。

(3)高（gāo）頻開關電鍍（dù）電源

高頻開關電源自上世紀90年代開始應用於電鍍領域，現已進入推廣應用階段。這種電源具有效（xiào）率（lǜ）高、體積小等（děng）特點。，在3000A以下的一般電鍍電源中具有很強的競爭力。通過近幾（jǐ）年的運行（háng）測試，其穩定性、輸出波形和控製（zhì）已（yǐ）能滿足生產的需要，現（xiàn）已擴展到5000 ~ 10000A，甚至更大容量，有望在大多數電鍍領域取代晶閘（zhá）管整流器。

普通開關電源的輸出波形為高頻調製脈衝DC，如果（guǒ）對平滑度要求較高可以加DC濾波，冷卻方式一般為風冷。