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第三代直流电镀电源
• 20世纪50年代后期，晶闸管在美国的贝尔实验室诞生，从而给 包括电镀电源在内的电力电子行业带来革命性的进步，出现了 以可控硅为核心的直流电镀电源。
• 可控硅电镀电源，在电路结构上主要有两种形式：一种是利用 可控硅在工频变压器原边进行调压，然后在副边用硅管多相整 流，另一种是直接用可控硅在工频变压器的副边进行调压整流。 不论哪种形式，都是把成熟的调节控制电子电路，运用到对可 控硅导通角的控制中，使得可控硅电镀电源的输出特性大大地 优于以往的产品。在额定负载情况下，往往能获得令人满意的 输出精度、纹波和效率，特别是在效率上，比过去的产品有了 显著的提高，功率范围也很宽。这些优良的特性使得它一经出 现，便成为直流电镀电源的主流，至今国内大量使用的仍以这 种电源为主。我们称之为第三代直流电镀电源。
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2）从输出精度看,
• 从输出精度看,可控硅电源在控制角很大时调，整能 力很差，输出电压、电流的精度从半载到满工作效 率上看,可控硅电源的工频变压器的转换效率通常为 85%再加上整流部分的各种损耗，其在最理想状态 下效率也只在75%左右。高频开关电源的效率一般 在80%-90%左右。如果采用先进的谐振型开关电路, 则其效率还会更高。载时的理想情况下方可达到 3%-5%而且电压、电流的线性也不够好,这是由于可 控硅电源本身电路的体制造成的。而高频开关电源 则在全量程范围内精度均可达到l%以上甚至可以达 到0.1%。
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• 电镀电源已经能够提供多种形式的电 流与波形，赋予了电镀工艺以新的活 力。近些年来，常用直流电源设备正 在不断更新，特种电镀电源设备随着 电力电子技术的发展而有了新的突破， 为电镀工艺研究提供了各种各样崭新 的电源。
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第一代直流电镀电源
• 电镀电源设备经过近半个多世纪的演变，才到了 今天这种形式多种多样使用起来比较得心应手的 状态。回顾20世纪50年代中期，人们还是采用交 流，直流发电机组或汞弧整流器为电镀生产提供 直流电。在调节直流发电机的输出时，要调节交 流电机的转速以改变直流输出。这种系统由于具 有较高的可靠性，曾一度在电镀领域占统治地位。 然而这种系统效率极低，还要采用各种变阻器进 行槽边调压，电能损耗更大。因此在电力电子技 术诞生后不久便陆续退出历史舞台。我们姑且将 交，直发电机组称之为第一代直流电镀电源。
电镀电源、配套设备及配件
第一节电镀电源设备
电镀定义ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 电镀是将电能转化为化学能的过程，在此 过程中，金属离子获得电子而还原成金属 原子，金属原子按一定规则排列形成具有 一定晶粒取向的平滑镀层。直流电镀电源 正是提供电子的源泉和使金属原子结晶的 动力。因此，电镀电源设备是电镀生产的 主要设备，它与镀槽和电镀溶液配合一起， 即可完成电镀过程。
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可控硅电源的缺点 • 随着人们对镀层质量和生产过程自动化以
及要满足清洁生产过程节能降耗的严格要 求，可控硅电源的缺点越来越明显。
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可控硅电源的缺点如下：
• 首先，它只能在一定的负载范围内保证额定精度， 而实际电镀过程中，大多数使用的电流都偏离了 整流器的额定值，因此，往往难以满足实际精度 需要。纹波也是如此，只在一定范围(一般是在满 负载附近)满足额定值，这些都给进一步提高产品 质量带来困难。其次，由于采用模拟电子线路完 成移相控制，当它与计算机控制系统连接，需要 的接口电路较繁琐，很不方便。另外，由于摆脱 不了工频变压器，使其整机结构个大笨重，耗费 铜材多，而且对电网的谐波干扰也很严重。
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一、常用直流电源设备
• 电镀生产常用的直流电源设备有硅整流设 备、可控硅整流设备和高频开关电源设备等 几类。
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硅整流装置
• 硅整流装置可以采用不同线路和结构获得半波、全 波和多相平滑直流电流以满足不同镀种要求.它采用 自耦变压器调压,在调节电压时电流波形不受影响, 电压可从零伏调整到最大额定值,适合一般镀层电镀 对波形和电压调节的要求,在单件,小批生产的多品 种电镀车间内通用性较大 。采用不同线路和结构的 可控硅整流装置可满足多种波形和调压方式的特殊 要求。但调压时对电流波形和最大输出电流均有明 显影响，因而在选用可控硅整流装置时，其额定电 压和电流值均宜 。
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第二代直流电镀电源
• 电力电子技术的诞生，硒整流器开始在20世纪50 年代末从欧洲进入我国。不久，随着大功率硅整 流管被大量的工业化使用，在电镀领域出现了自 耦调压加硅整流的直流电镀电源，即采用自耦变 压器调节交流电压，再以大功率硅管(堆)进行整流。 这种系统虽然在技术上比交，直流发电机组有了 进步，输出直流波形比较平滑，但需要用机械或 人工拖动自耦变压器调压，不便远程操纵。同时， 其效率没有太大改善。这可算是第二代直流电镀 电源
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高频开关电源
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一：工作原理
• 高频开关电源的工作原理是功率变换。它是功率转 移技术与脉宽调制技术相结合的高技术产物,是当代 电力电子学理论发展的最新体现。一经问世就受到 广泛关注并得到空前迅速的发展。
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高频开关与可控硅电源相比 优点
1）在电路结构上它去掉了可控硅电源的工频变
压器,采用脉宽调制方式控制场效应管工作,尺寸 大幅度减小,质量明显减轻,节省大量铜材和优质 硅钢片,可控硅电源全量程的功率因数为0.7。而 高频开关电源则达到0.90-0.95，可控硅电源的输 出脉动随负载的大小和整流相数的变化而变化,工 作频率较低,在大电流时往往不加滤波电路。而高 频开关电源的输出脉动较小,由于输出脉冲的频率 很高,所以低通滤波器的体积大幅度减小,这就十 分有利于提高电源的输出纹波特性。
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小结
• 总的来看，从体积、质量、效率、功率因数、精 度、控制电路、工作频率、保护功能、功率、带载 启停、对电网干扰、节能节材等各个方面比较,高频 开关电源具有它一系列的优越性。它的体积小(只 有同功率可控硅整流器的1/3—1/5)质量轻(可控硅 整流器的l/4)，效率高(可控硅整流器75%左右,高频 开关电源85%左右)功率因数不加校正全范围0.7加 校正全范围可达0.9以上，控制精度在全范围内小于 1%或更高,控制电路简单,有专用集成控制器,工作频 率高一般在20kHz-200kHz或更高,保护反应快只有 1ms且有自恢复功能，它允许带载启停对电网的干 扰也较小。