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電泳電源
閱讀�3391�(shí)間:2017-02-14 09:10:41

    電泳電源是一種含有交�-直流-交流變換電路的電�,整�(gè)�(guò)程為:交流電�(wǎng)輸入、整流濾�、逆變�

�(jiǎn)�

  一,主電路從交流電網(wǎng)輸入,直流輸出的全�(guò)�,包括:1,輸入濾波�:其作用是將電�(wǎng)存在的雜波過(guò)�,同時(shí)也阻礙本�(jī)�(chǎn)生的雜波反饋到公共電�(wǎng).2,整流與濾�:將電�(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電,以供下一�(jí)變換.3,逆變:將整流后的直流電�?yōu)楦哳l交流�,這是高頻開關(guān)電源的核心部�,頻率越高,體積,重量與輸出功率之比越�.4,輸出整流與濾�:根據(jù)�(fù)載需�,提供�(wěn)定可靠的直流電源.
  �,控制電路一方面從輸出端取樣,�(jīng)與設(shè)定標(biāo)�(zhǔn)�(jìn)行比�,然后去控制逆變�,改變其頻率或脈寬,�(dá)到輸出穩(wěn)�,另一方面,根據(jù)�(cè)試電路提供的�(shù)�(jù),�(jīng)保護(hù)電路鑒別,提供控制電路�(duì)整機(jī)�(jìn)行各種保�(hù)措施.
  �,檢測(cè)電路除了提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)�,還提供各種顯示儀表數(shù)�(jù).
  �,輔助電源提供所有單一電路的不同要求電�.

 

開關(guān)控制�(wěn)壓原�

  開關(guān)K以一定的�(shí)間間隔重�(fù)地接通和斷開,在開�(guān)K接通時(shí),輸入電源E通過(guò)開關(guān)K和濾波電路提供給�(fù)載RL,在整�(gè)開關(guān)接通期�,電源E向負(fù)載提供能�;�(dāng)開關(guān)K斷開�(shí),輸入電源E便中斷了能量的提�.可見(jiàn),輸入電源向負(fù)載提供能量是斷續(xù)�,為使�(fù)載能得到連續(xù)的能量提�,開關(guān)�(wěn)壓電源必須要有一套儲(chǔ)能裝�,在開�(guān)接通時(shí)將一部份能量?jī)?chǔ)存起�(lái),在開�(guān)斷開�(shí),向負(fù)載釋�.圖中,由電感L,電容C2和二極管D組成的電�,就具有這種功能.電感L用以�(chǔ)存能�,在開�(guān)斷開�(shí),�(chǔ)存在電感L中的能量通過(guò)二極管D釋放給負(fù)�,使負(fù)載得到連續(xù)而穩(wěn)定的能量,因二極管D使負(fù)載電流連續(xù)不斷,所以稱為續(xù)流二極管.在AB間的電壓平均值EAB可用下式表示:EAB=TON/T*E式中TON為開�(guān)每次接通的�(shí)�,T為開�(guān)通斷的工作周�(即開�(guān)接通時(shí)間TON和關(guān)斷時(shí)間TOFF之和).由式可知,改變開關(guān)接通時(shí)間和工作周期的比�,AB間電壓的平均值也隨之改變,因此,隨著�(fù)載及輸入電源電壓的變化自�(dòng)�(diào)整TON和T的比例便能使輸出電壓V0維持不變.改變接通時(shí)間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空�,這種方法稱為"�(shí)間比率控�"(Time Ratio Control,縮寫為TRC).按TRC控制原理,有三種方�:
  一,脈沖寬度�(diào)�(Pulse Width Modulation,縮寫為PWM)開關(guān)周期恒定,通過(guò)改變脈沖寬度�(lái)改變占空比的方式.
  �,脈沖頻率�(diào)�(Pulse Frequency Modulation,縮寫為PFM)�(dǎo)通脈沖寬度恒�,通過(guò)改變開關(guān)工作頻率�(lái)改變占空比的方式.
  �,混合�(diào)制導(dǎo)通脈沖寬度和開關(guān)工作頻率均不固定,彼此都能改變的方�,它是以上二種方式的混�.

開關(guān)電源的發(fā)展和趨勢(shì)

  1955年美�(guó)羅�(GH.Roger)�(fā)明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器,是實(shí)�(xiàn)高頻�(zhuǎn)換控制電路的開端,1957年美�(guó)查賽(Jen Sen)�(fā)明了自激式推挽雙變壓�,1964年美�(guó)科學(xué)家們提出取消工頻變壓器的串�(lián)開關(guān)電源的設(shè)�,這對(duì)電源向體積和重量的下降獲得了一條根本的途徑.到了1969年由于大功率硅晶體管的耐壓提高,二極管反向恢�(fù)�(shí)間的縮短等元器件改善,終于做成�25千赫的開�(guān)電源.目前,開關(guān)電源以小�,輕量和高效率的特�(diǎn)被廣泛應(yīng)用于以電子計(jì)算機(jī)為主�(dǎo)的各種終端設(shè)�,通信�(shè)備等幾乎所有的電子�(shè)�,是當(dāng)今電子信息產(chǎn)�(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方�.目前市場(chǎng)上出售的開關(guān)電源中采用雙極性晶體管制成�100kHz,用MOS-FET制成�500kHz電源,雖已�(shí)用化,但其頻率有待�(jìn)一步提�.要提高開�(guān)頻率,就要減少開關(guān)損�,而要減少開關(guān)損�,就需要有高速開�(guān)元器�.然�,開關(guān)速度提高�,�(huì)受電路中分布電感和電容或二極管中存儲(chǔ)電荷的影響而產(chǎn)生浪涌或噪聲.這樣,不僅�(huì)影響周圍電子�(shè)�,還會(huì)大大降低電源本身的可靠�.其中,為防止隨開關(guān)�-閉所�(fā)生的電壓浪涌,可采用R-C或L-C緩沖�,而對(duì)由二極管存儲(chǔ)電荷所致的電流浪涌可采用非晶態(tài)等磁芯制成的磁緩沖器.不過(guò),�(duì)1MHz以上的高�,要采用諧振電�,以使開關(guān)上的電壓或通過(guò)開關(guān)的電流呈正弦�,這樣既可減少開關(guān)損�,同時(shí)也可控制浪涌的發(fā)�.這種開關(guān)方式稱為諧振式開�(guān).目前�(duì)這種開關(guān)電源的研究很活躍,�?yàn)椴捎眠@種方式不需要大幅度提高開關(guān)速度就可以在理論上把開關(guān)損耗降到零,而且噪聲也小,可望成為開關(guān)電源高頻化的一種主要方�.�(dāng)�,世界上許多國(guó)家都在致力于�(shù)兆Hz的變換器的實(shí)用化研究.

選擇

  電泳電源是電泳涂裝設(shè)備中�(guān)鍵的配套�(shè)備,適當(dāng)選擇電泳電源的容�,可明顯提高電泳涂裝�(shè)備的性價(jià)�。所以在�(shè)�(jì)電泳涂裝�(shè)備工作中,電泳電源的選擇顯得格外重要。下面就電泳電源的選擇�(jìn)行簡(jiǎn)要的�(shuō)�,希望大家都有正確選擇電泳電�
  電泳涂裝是將被涂�(工件)浸漬在水性涂料中作為一�(gè)電極(�(yáng)極或陰極),另�(shè)一�(gè)與之相對(duì)�(yīng)的電�(陰極或陽(yáng)�),在兩極之間施加一直流電場(chǎng),靠電場(chǎng)所�(chǎn)生的物理化學(xué)作用,使涂料粒子均勻地涂布在工件表面上的涂裝方法。這是一種先�(jìn)�、現(xiàn)代的涂裝新技�(shù)�
  依據(jù)電泳涂裝的工作原理,電泳電源即直流電�,是電泳涂裝�(shè)備中�(guān)鍵的配套�(shè)備,�(méi)有直流電源就談不上電�。適�(dāng)選擇直流電源的容�,可明顯提高電泳涂裝�(shè)備的性價(jià)比。如果電源容量選擇過(guò)�,會(huì)提高�(shè)備的制造成�,提高設(shè)備的裝機(jī)功率,造成浪費(fèi)。反�,則使整條生�(chǎn)線得不到充分利用,生�(chǎn)效率�(wú)法提�。如有大件需上線涂裝,電泳電流過(guò)�,造成直流電源�(guò)流保�(hù),不能正常生�(chǎn)。所以在�(shè)�(jì)電泳涂裝�(shè)備工作中,直流電源的選擇顯得格外重要�
  選擇依據(jù)
  直流電源的主要特性和參數(shù)要完全滿足電泳涂裝的工藝要求。主要依�(jù)以下幾�(gè)方面�
  1).電泳漆的固有特��
  a、電泳漆的“破壞電壓”;b 、電泳漆的“臨界電壓�;c 、電泳漆的“庫(kù)侖效率��
  2).被涂裝工件的表面�(�(nèi)外表面積之和)�
  3).工件材質(zhì)及工件外形的�(fù)雜程��
  電源容量的計(jì)�
  電泳電源的容量根�(jù)電泳的電壓和電流�(jìn)行選擇,電壓的高低主要取決于電泳的類�,適�(dāng)考慮工件情況�
  2.1 電壓的確定:
  電泳電源的額定電壓應(yīng)滿足電泳漆施工電壓要�,應(yīng)小于電泳漆“破壞電壓�,而大于電泳漆的“臨界電壓”�
  �(duì)于陰極電�,電泳過(guò)程中,工件作為陰極的叫做陰極電泳,反�,則稱為�(yáng)極電泳。陰極電泳施工電壓一般在200�350V之間,而對(duì)于陽(yáng)極電�(低壓�)施工電壓�50�100V之間,高壓型�(yáng)極電泳漆施工電壓�150�250V之間??傊?,用戶選用的電泳漆類型一但確�,則電泳電源的電壓指�(biāo)即可確定2.2 電泳電流的計(jì)��
  依據(jù)“庫(kù)侖效率”的定義,要涂上一定重量的�,必須要消耗一定量的電�� 假設(shè)要求工件上的涂膜重量為p,則p=sδγ式中:q——電泳漆的“庫(kù)侖效率�(mg/c)�
  [注:“庫(kù)侖效率”為電泳漆的固有特性,表征每消�1�(kù)侖電量泳涂到工件表面的膜的重量]
  s——被涂工件的表面�(m2);[注:有效�(shí)間內(nèi)槽內(nèi)被涂工件表面積之和]
  δ——涂膜厚度(μm��
  γ——電泳漆膜的干膜比重(g/cm3��
  �(jù)電泳涂裝的工作方式(槽浸�、連續(xù)式)及通電方式(帶電入槽、入槽后通電)不同,電泳電流的�(jì)算方法略有不同�
  2.2.1 連續(xù)通電入槽情況
  由于工件是連續(xù)通電入槽,因此工件出入電泳槽的面積可以認(rèn)為是相等的,所以電泳電流是均勻�,其電流�(qiáng)度可以按下式�(jì)算:式中:I——電泳時(shí)的電流強(qiáng)度A�
  fs——按涂漆面積�(jì)算的生產(chǎn)率m2/h�
  δ——電泳涂層厚度μm�
  γ——電泳漆的干膜比重g/cm3 (一般的陰極電泳漆為1.3�1.4 g/cm3 )�
  q ——電泳漆的庫(kù)侖效率mg/c(一般的陰極電泳漆為20�30 mg/c,陽(yáng)極電泳漆�10�20 mg/c)�
  2.2.2 單�(gè)工件入槽后通電清況
  �(shí)間內(nèi),只有一�(gè)工件或一掛�(jìn)行電泳的情況,其平均電流按下�
  式中:Iep——平均電流強(qiáng)�(A)�
  F1——每掛工件的涂裝面積(m2) �
  t1——電泳時(shí)�(s)�
  電流�(qiáng)度Imax=K0Iep (K0�(wú)量綱。一般取K0<4;軟起動(dòng)�(shí)K0�2)�
  單�(gè)工件電泳�(shí),電流與�(shí)間的�(guān)系如下圖所示:
  如果單�(gè)工件電泳�(shí)采用帶電入槽方式,可不考慮電流。由于這種情況�,電泳面積是�0開始逐漸增加的,因此,電泳電流也是平�(wěn)增加,不�(huì)�(chǎn)生沖擊電流�
  2.2.3 多�(gè)工件連續(xù)入槽后通電情況�
  這種情況是指在工件連續(xù)入槽后通電�(jìn)行電泳時(shí),在有效�(shí)間內(nèi)有一�(gè)(一�)以上的工件在同時(shí)�(jìn)行電��
  平均電流可按2.2公式�(jì)�
  總電流強(qiáng)度:由于在連續(xù)入槽通電的情況下,漆膜完全形成后,工件成近似絕緣�,所以在有效�(shí)間內(nèi)其電流強(qiáng)度可以看成與電泳�(shí)間呈線性關(guān)�,掛電流,一掛電流為0,如下圖所
  總電流強(qiáng)度按下式�(jì)算:
  式中:n——在有效�(shí)間內(nèi)�(jìn)行電泳的掛件�(shù)� n�2�
  I1——掛的電泳電流強(qiáng)�(電流)
  S1——掛的電泳涂漆面�(m2)�
  In=0�
  依據(jù)電泳漆的施工電壓和電泳電流的�(jì)算結(jié)果(取電流和總電流值),即可選定直流電源的容量。一般地電源的額定電壓大于施工電�,小于電泳漆的破壞電��

 

其他�(shuō)�

基本原理:三相交流電源經(jīng)整流變壓器形成電壓有效值相�,電氣上隔離,但�30°相位差的兩組三相電源送到兩組三相全控�,經(jīng)平衡電抗器實(shí)�(xiàn)12脈波整流,當(dāng)電網(wǎng)頻率�50HZ�(shí),輸出電壓的脈動(dòng)頻率�600HZ ,經(jīng)濾波后使直流輸出的紋波指�(biāo)�(dá)到電泳涂裝工藝的要求�
主要技�(shù)性能�
a.輸出電壓�(diào)節(jié)范圍 DV——額定輸出直流電��
b.�(wěn)壓精度:�(dāng)輸出電流�10�100%額定�,輸出電壓為50�100%�(shí),穩(wěn)壓精度為1%�
c.紋波系數(shù):當(dāng)輸出電壓�50�100%額定�,輸出電流為20�100%額定值時(shí),紋波系�(shù)不大�7.5�1%�
d.輸出電壓上升率:輸出電壓值由0上升到額定值的�(shí)間可�5�30秒內(nèi)隨意整定�
e.自動(dòng)降低電壓控制功能�
f.具有軟啟�(dòng),軟停止功能�
g.輸出電壓可分段運(yùn)�,每段電�、時(shí)間可按工藝要求設(shè)定�
4、電泳電源選擇舉�
某廠陰極電泳涂裝生產(chǎn)線:
1).被涂工件表面積:60m2�
2).要求電泳涂膜厚度:外表面22μm,內(nèi)表面18μm�
3).選用PPG公司陰極電泳�,牌�(hào)P648-576E�
4).步�(jìn)輸�,單件入槽后通電方式�
查PPG公司�(chǎn)牌號(hào)P648-576E型陰極電泳漆有關(guān)參數(shù)如下�
施工電壓�150�400V
�(kù)侖效率:2.5A/m2.min.μm (約合25mg/c)
干膜比重�1.3g/cm3
綜合考慮確定電泳工藝�(shí)間為180s
工藝要求步�(jìn)輸�,單件入槽后通電方式,因此電泳電流可按(2.2)式�(jì)算:
電流� Imax=K0Iep K0�1.2
所以Imax=1.2Iep=416(A)
要求:額定電壓:400V
額定電流�500A
分兩段加�,軟起動(dòng)、軟停止電壓(保護(hù)電壓)控制20V
其余要求�(3)

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