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發(fā)布時間:2026-03-20 23:06:40
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1 整流器的基本原理及類型
1.1 傳統硅整流器
硅整流器使用歷史長,技術成熟,目前是整流器主流產品。
1.1.1 整流電路。工業(yè)生產中一般采用三相調壓器調壓,50Hz三相工頻變壓器降壓的普通硅整流器。各種整流電路獲得的均是脈動直流電,不是純直流,或多或少地含有交流成分。為了比較脈動成份的多少,可用紋波系數來表示,其含義為交流成份在直流成分中占的百分比,其數值越小,交流成份越少,越接近純直流。
各種整流電路的波動系數不同。其由大到小的次序為:三相半波整流、三相全波橋式整流或帶平衡電抗器的六相雙反星形整流。其中后者工作時整流元件并聯導通,波形為平滑,整流效率較高,工作也較為可靠,時為常用的一種。
為了獲得低紋波輸出,則必須采用濾波或其它特殊措施。利用電容、電感貯能元件進行濾波,是將脈動直流轉變?yōu)檩^為平滑的直流的常用措施。但實際生產中,除試驗用的小型整流器之外,工業(yè)生產基本上不進行濾波。特殊情況可使用大電感。電容在低電壓、大電流情況下不適用于濾波。電容濾波,對工頻整流只適合于非常小功率的整流電源。例如輸出10A的單相全波整流器,要達到低紋波輸出,其濾波電容要達0.1F以上。隨著頻率的提高,所需電容量減小。
可控硅利用改變可控硅管導通角來調整輸出平均直流大小的普通可控硅整流器,可控硅管輸出的是間斷脈沖波,其紋波系數的受導通角控制,輸出紋波系數大于普通硅整流電路。特別是在使用電流低于額定電流較大的情況下,輸出波形脈動系數更大。
1.1.2.整流元件類型
整流元件即通常所說的二極管。由于整流器所有的輸出電流都要經過整流元件,因此,可以說是整流器的心臟。整流元件分為硅整流元件和可控硅整流元件二種。鍍鉻整流器主要使用硅整流元件。雖然可控硅技術已有了長足的發(fā)展,且在電鍍上應用也日趨增多,但筆者還是推薦使用硅整流器。其原因主要是波形問題。可控硅整流是采用控制整流元件導通時間與截止時間長短來控制電流的。整流器滿負荷使用時波形好。但輸出電流較小時電流波形變差。電流越小,波形越差。而硅整流器輸出電流大小對波形幾乎無影響。

化學拋光
化學拋光是不銹鋼常用的表面處理工藝,與電化學拋光工藝相比,其大優(yōu)點是不需要直流電源和特殊夾具,可以拋光形狀復雜的零件,生產率很高。就功能性而言,化學拋光除了能得到物理、化學清潔度的表面外,還能除去不銹鋼表面的機械損傷層和應力層,得到機械清潔度的表面,這有利于防止零件的局部腐蝕,提高機械強度、延長零件使用壽命。從本世紀40年代初有了關于不銹鋼化學拋光的以來,迄今已有不少配方公諸于世,但人們在實際應用時仍然感到很困難。因為不銹鋼品種繁多,不同牌號的不銹鋼具有不同的腐蝕規(guī)律,不可能采用同一種溶液,所以不銹鋼化學拋光溶液有多種類型。
化學拋光溶液的基本組成包括腐蝕劑、氧化劑和水。腐蝕劑是主要成份,如果不銹鋼在溶液中溶解,拋光便不能進行。氧化劑和添加劑可抑制過程,使反應朝有利于拋光的方向進行。水對溶液濃度起調節(jié)作用,便于反應產物的擴散。不銹鋼化學拋光能否順利進行,取決于上述成分的合理配合。

酸洗是去除堿蝕后表面的污漬掛灰,以獲得比較潔凈的表面。同時中和殘留的堿性溶液與鋁件表面化學反應的作用。
拋光有兩種,一種是電解拋光、一種是化學拋光。電解拋光是利用電流的作用,使鋁合金發(fā)生電化學反應,在鋁合金表面凹凸不平的部分發(fā)生不同程度的深解,使鋁件表面產生光滑的鏡面效果。電解拋光的鋁件,經過后續(xù)的陽極氧化處理仍能保持大部分光澤。鋁片的純度越高得到的反射率越高;化學拋光是通過鋁與化學拋光液發(fā)生的化學離子反應,對樣品表面凹凸不平區(qū)域的選擇性溶解作用來消除磨痕、浸蝕整平。
陽極氧化就是在外加電流的作用下,在陽極上發(fā)生氧化,形成一層氧化膜的過程。
水洗是陽極氧化之后,氧化膜的膜孔中殘留有硫酸溶液,因此,染色之前必須將鋁制品徹底清洗干凈。避免給染色槽帶人雜質離子,尤其是磷酸根離子、氟離子等,在染色槽之前設立純水清洗,并且要對水質進行。
著色是采用化學浸漬法,通常認為是既有物理吸附也包括有機染料官能團與氧化鋁發(fā)生的絡合反應。
封孔處理是陽極氧化不可缺少的一部分,在氧化染色后,唯有進行封孔處理才能保證染色膜的原有顏色。封孔工藝可以有多種,蒸氣封孔、熱水封孔、中溫封孔都是不錯的選擇,部分染料還可以選擇冷封孔工藝。氧化膜的表面是多孔的,在這些孔隙中可吸附染料,也可吸附結晶水.由于吸附性強,如不及時處理,也可能吸附雜質而被污染,所以要及時進行填充處理,從而提高多孔膜的強度等性能.封閉處理的方法很多,如沸水法、高壓蒸氣法,浸漬金屬鹽法和填充有機物(油,合成樹脂)等。

1.2 開關電源
目前一種新型電鍍電源設備-高頻開關電源。它兼有硅整流器的波形平滑性優(yōu)點及可控硅整流器的調壓方便的優(yōu)點,電流效率高(可達90%以上),體積小,是大有前途的整流器。目前制造技術已解決了功率問題,數千安培至上萬安培的大功率開關電源已進入生產實用階段。
開關電源其頻率已達音頻,通過濾波實現低紋波輸出更為簡便易行。而且穩(wěn)流、穩(wěn)壓等功能更易實現。
1.3 脈沖電源設備
隨著電力電子科學技術的發(fā)展,電鍍整流器正在由單一功能向多功能發(fā)展。由于脈沖電源主要是由嵌入式單片計算機等進行控制,因此,除實現脈沖輸出之外,一般具備多種控制功能。
1.3.1.自動穩(wěn)流穩(wěn)壓。傳統硅整流器電流或電壓無法自動穩(wěn)定,隨電網電壓的波動而波動。而脈沖電源則擁有高精度的自動調節(jié)功能。如電網三相電壓波動達上百伏時,脈沖電源輸出電壓可以幾乎不變。脈沖電源的自動調節(jié)功能一般具有二種模式:
,恒電流限壓模式。當電鍍工藝參數,如零件面積、溫度、濃度、酸堿度等工藝條件發(fā)生改變時,常規(guī)整流器電流會發(fā)生波動。而恒電流模式下,輸出電流自動恒定在設定值不發(fā)生改變。這對需精確計算硬鉻厚度情況下是很有用的。采用恒流模式時的限壓功能目的是保護設備不被燒壞。
第二,恒電壓限流模式。當電鍍工藝參數發(fā)生改變時,輸出電壓自動恒定在設定值不發(fā)生改變。這種模式硬鉻電鍍不常使用,但對于鋁氧化著色則大有作用。
1.3.2 多段式運行模式。鋁陽極氧化或硬鉻電鍍時,往往需要進行反向電解、大電流沖擊、階梯送電等操作。傳統電源只能靠手工實現。而具有多段式運行模式的脈沖電源則只需提前設定,生產時可自動按順序進行自動調節(jié)。這一功能對硬鉻電鍍是非常有用的。目前國產脈沖電源已達到三段式運行,每一段時間可在0~255秒內調節(jié)設定。
1.3.3 雙向脈沖功能。正負脈沖頻率、占空比、正反向輸出時間均可獨立調節(jié),使用靈活、方便。配合硬鉻電鍍工藝,可獲得不同物理性能的鍍層。