電鍍（dù）電（diàn）源的應用現狀及發展趨勢

電鍍電源是應用功率半導體器件將（jiāng）交流電源轉換為DC電源，所（suǒ）以電鍍電源也被稱為電鍍整（zhěng）流器。

早期使用電鍍電源的是DC發電機（jī）組，隨後硒堆整流器的出現，由於體積大、噪音大、成本和能耗（hào）高，被矽整流電源取代。20世（shì）紀60年代（dài），隨（suí）著晶閘管(SCR)的問世和成功（gōng）應用，電鍍電源得到了迅速發展，晶閘（zhá）管電鍍電（diàn）源（yuán）應運而生。晶閘管在（zài）電源中既（jì）用作整流（liú）器件，又用作電壓（yā）調節器。控製係統采（cǎi）用移相技術，應用閉環Pl調（diào）節，使電源具有自動調壓、穩流等功能，保護方（fāng）式靈活。與矽整流設備相（xiàng）比，它在體積（jī）、運行效（xiào）率、自動控製和調節方（fāng）式等方麵具有很大的優勢（shì），並得到了廣（guǎng）泛的應用。但在小電流情（qíng）況（kuàng）下，晶閘管電鍍電源容易使網側（cè）和負載諧波嚴重，造成電網（wǎng）波形畸變，從而形成電（diàn）網“公害”，應在（zài）電網中增（zēng）加必要的防範措施。

20世紀（jì）80年代以後，轉換器設備中常見（jiàn）的晶閘管逐漸被新設（shè）備取代，如功率晶體管(GTR)、場效應晶體管(MOSFETs)和絕（jué）緣柵雙晶體管(IGBTs)。MOSFET和IGBT作為功（gōng）率器件的整流器工作頻率可以提（tí）高到20 ~ 50kHz，所以這（zhè）種整流（liú）器也叫高頻開關電源（yuán）。工作過程是將（jiāng）整流後的DC電源逆變為高頻（pín）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（shì），大大減小了變壓器的（de）體積（jī）和設（shè）備的功耗，大大提高了功率因數（shù）和運行效率，是（shì）當前（qián）電鍍（dù）電源的發展方（fāng）向。隨著IGBT器件（jiàn）功率的增加、耐壓的提高和應（yīng）用（yòng）技術的日益成熟，IGBT將在大部分領域取代晶（jīng）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（ér）提高係統的可靠性和可維護（hù）性，進一步降低成本和能耗，並將持續應用於電鍍電源。

隨著電鍍工藝的快（kuài）速發展，新的電鍍工藝從波形、頻率、自（zì）動控製、綜合功能等方麵對電（diàn）鍍電源提（tí）出了更高的要求。目前常用的電鍍電源（yuán）按波形可分為脈動DC電源、平滑（huá）DC電源、周（zhōu）期換向電源、單向脈（mò）衝電源、換向脈衝電源、DC疊（dié）加脈衝（chōng）和智能多（duō）波形電（diàn）源，以滿足（zú）不（bú）同（tóng）電鍍工藝的（de）需要。

綜（zōng）上所述，電鍍電源（yuán）的總體發展趨勢是低能耗、無（wú）電網汙染、高可靠性、小體（tǐ）積、高性能、多功能。

9.1.2常用電鍍電源介紹

(1)矽整流電源

矽整流電源的降壓變壓器原邊采（cǎi）用穩壓器，副邊采用二管整流器。根據容量的不同，可（kě）分為單相全波、三相全波和六相雙（shuāng）反射星（xīng）形整流。小容量電源采用（yòng）幹接點調壓器，大容量電源采用油浸感應調壓器。根據容量的不同，整流器元件的冷卻（què）方式分為自冷、風冷、水冷（lěng）和油浸自（zì）冷。由於采用交（jiāo）流穩壓器調壓，所以輸出波形是脈動連續的DC，這種電（diàn）源（yuán）由於效率（lǜ）低、體（tǐ）積大、成本（běn）高和自動控製難以實（shí）現等缺點，在電鍍領域的應用受到限製，屬於淘汰產品（pǐn）。

(2)晶閘管整流電源

當晶閘管整流（liú）器容量較小時，通過（guò）隔離變（biàn）壓器降低交流電源，然後通過晶閘管（guǎn）移相調壓整流得到DC電（diàn）壓。容量較大（dà）時，通過（guò）晶閘管交流側移相的方式獲得DC電壓，然（rán）後通過隔離變壓（yā）器降壓，二管整流。晶閘管和二管（guǎn）的冷（lěng）卻（què）方式按（àn）容量不（bú）同分為自冷、風冷、水冷和油浸自冷。目前，大多數整流變壓器采用三相五（wǔ）柱式鐵心節能變壓器（qì），與六相（xiàng）雙反（fǎn）射條平衡電抗（kàng）器相比，可以省去平衡電抗器，降低成本，加（jiā）大效率。晶閘管整流器的輸出波形為脈動DC，在（zài）電流較低時不連續。為了提高輸（shū）出波形的平滑（huá）度，可以增加（jiā）濾波器或多相整流電路。

晶（jīng）閘管整流器一般具有穩壓、穩流、軟啟動等功能（néng）。，可靈活應用於生產線。近年來，隨著微機控製技術在晶（jīng）閘管整流器中的廣（guǎng）泛應用，它可（kě）以實現輸出波形的換向、DC疊加脈衝、波形分段控製等。，還可以實現定時、計（jì）時、自動控溫、功率測量、量化等控製功能。

(3)高頻（pín）開關電鍍電源

高頻（pín）開關電源（yuán）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（diàn）源具有效率高、體積小等特點。，在3000A以下的一般電鍍電源中具有很強的競爭力。通過近幾年的運行（háng）測試，其穩定性、輸出波形（xíng）和控製已能滿足生產的需要，現已擴展到5000 ~ 10000A，甚至更大容量，有望在大多數電（diàn）鍍領域取（qǔ）代晶閘管整流器（qì）。

普通開關電源的輸出波（bō）形為（wéi）高頻（pín）調製脈衝DC，如果對平滑度要求較（jiào）高可以加DC濾（lǜ）波，冷卻方式一般（bān）為風冷。