電鍍電源的應用現狀及發展趨勢

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

早期使用電鍍電源的是DC發電機組，隨後硒堆整流器的（de）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世紀（jì）60年代，隨著晶閘管(SCR)的問世和（hé）成功應用，電（diàn）鍍（dù）電源得到了迅速發（fā）展，晶閘管電（diàn）鍍電源應運而生。晶閘管在電（diàn）源（yuán）中既用（yòng）作整流器（qì）件，又用作電壓（yā）調節器。控製係統采用移相技術，應用閉環（huán）Pl調節，使電源具有自動調壓、穩流等功能，保護方式靈（líng）活。與矽整流設備相比，它在體（tǐ）積、運行效率、自（zì）動控製和調節方式等方麵具（jù）有很大的優勢，並得（dé）到了（le）廣泛的（de）應用。但在小電流情況（kuàng）下，晶（jīng）閘管電鍍電源容易使網側和負載諧波嚴重，造成電網波形畸變，從而形成電網“公害”，應在電網中增加必要的防範措施。

20世紀80年代以（yǐ）後，轉換器設備（bèi）中常見（jiàn）的晶閘管逐漸被新設備取代，如功率晶體管(GTR)、場效應晶體管(MOSFETs)和（hé）絕緣柵雙晶體管(IGBTs)。MOSFET和IGBT作為功率器件的整流器工作頻率可以提（tí）高到（dào）20 ~ 50kHz，所以這（zhè）種（zhǒng）整流器也叫高（gāo）頻開關（guān）電源。工作過程是將整流後的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（kāi）關方式，大大減小了變壓器的（de）體積和（hé）設備的功耗，大大提高了功（gōng）率因數（shù）和運行效率，是當前（qián）電鍍電源的發展方向。隨著IGBT器件功率的增加、耐（nài）壓的提高和應用技術的日益成熟，IGBT將（jiāng）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（kuài）(IPM)將電力電子器（qì）件和驅動、保護（hù）、控製電路（lù）集（jí）成在一起，從而提高係統的可靠性和可維護性，進（jìn）一步降低成本和能耗，並將持續應用於電鍍電源。

隨著電鍍工藝的快速發展，新的電鍍工藝（yì）從波形、頻率、自動控（kòng）製、綜合功能等方麵對電鍍電（diàn）源提出了更高的要求。目前常用的電鍍（dù）電源（yuán）按波（bō）形可分為脈動DC電源、平滑DC電源（yuán）、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形電源，以滿足不同電鍍工藝的需要。

綜上所述，電鍍電（diàn）源的總體發展趨勢是低能耗、無電網汙染、高可靠性、小體積、高性能、多（duō）功能。

9.1.2常用電鍍電源（yuán）介紹

(1)矽整流電源（yuán）

矽整流電源（yuán）的降壓變壓器原邊采用穩（wěn）壓器，副（fù）邊采用二（èr）管（guǎn）整流器（qì）。根據容量的（de）不同（tóng），可（kě）分為單相全波、三相（xiàng）全波和六相雙反射（shè）星（xīng）形整流。小容量電源采用幹接點調壓器，大容量電源（yuán）采（cǎi）用（yòng）油浸感應調壓器。根據容量的不同，整流器（qì）元件的冷卻方式分為自冷、風冷、水冷和（hé）油浸自冷。由於采用交流穩（wěn）壓器調壓，所以輸出波形是脈動連續的DC，這種電源由（yóu）於效率低、體積大、成（chéng）本高（gāo）和自動控製難以實現等缺點，在電鍍領域的應用受到限製，屬於淘汰產品（pǐn）。

(2)晶（jīng）閘管整流電（diàn）源（yuán）

當晶（jīng）閘管整流器容量較小時，通過隔離變壓器降（jiàng）低交流電源，然後通過晶閘管（guǎn）移相調壓整流得到DC電壓。容量較（jiào）大時，通過晶閘管交流側移相（xiàng）的方式獲得DC電壓（yā），然後通（tōng）過隔離變壓器降（jiàng）壓，二管整流。晶閘管和二管的（de）冷卻方式按容量不同分為自冷、風冷、水冷和油浸自冷。目前，大多數整流變壓器采用（yòng）三相五柱（zhù）式鐵心節能變壓器，與六相雙（shuāng）反射條平衡電抗器相比，可以省去平衡電抗器，降低成本，加大效率。晶閘管整（zhěng）流器的輸出波形為脈動DC，在電流較低時（shí）不連續。為（wéi）了提高輸出波形的平滑度，可以增加濾波器或多相整流電路。

晶閘管整流器一般具（jù）有穩壓、穩流、軟啟動等功能（néng）。，可靈活（huó）應用於生產線。近年來，隨著微機控製技術在（zài）晶閘管整（zhěng）流器中（zhōng）的廣泛應用（yòng），它可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、計時、自動控溫、功率測量、量化等控製功（gōng）能。

(3)高（gāo）頻開關電鍍電源

高頻（pín）開關電源自上世紀90年代開始應用（yòng）於電鍍領域（yù），現已進（jìn）入推廣（guǎng）應用階段。這（zhè）種電源具有效率高、體積小等特點。，在3000A以（yǐ）下（xià）的一般電鍍（dù）電源中具有很強的競爭力。通過近幾年的運行測試，其穩定性、輸出波形和控（kòng）製已能滿足生產的需（xū）要（yào），現已擴展到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，如果對平滑度要求較高可以加DC濾波，冷卻方式一般為風冷。