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        脈沖電源在電鍍行業中的優點

        文章出處:未知 人氣:發表時間:2020-07-13 18:33
           
        脈沖電源在脈沖電鍍過程中,當電流導通時,脈沖(峰值)電流相當于普通直流電流的幾倍甚至幾十倍,正是這個瞬時高電流密度使金屬離子在極高的過電位下還原,從而使沉積層晶粒變細;當電流關斷時,陰極區附近放電離子又恢復到初始濃度,濃差極化消除,這利于下一個脈沖同期繼續使用高的脈沖(峰值)電流密度,同時關斷期內還伴有對沉積層有利的重結晶、吸脫附等現象。這樣的過程同期性地貫穿整個電鍍過程的始末,其中所包含的機理構成了脈沖電鍍的基本原理。實踐證明,脈沖電源在細化結晶,改善鍍層物理化學性能,節約等方面比傳統直流電鍍有著不可比擬的優越性。首先經過慢儲能,使初級能源具有足夠的能量;然后向中間儲能和脈沖成形系統充電(或流入能量)。能量經過儲存、壓縮、形成脈沖或轉化等某些復雜過程之后,后快速放電給負載。
           脈沖電源在電鍍行業中的優點脈沖電鍍電源是使電鍍回路周期性地接通和斷開,或者在固定直流上再疊加某一波形脈沖的電鍍方法。在電鍍生產或者實驗測試中,脈沖電鍍所使用的脈沖方式可分為單脈沖電源和雙脈沖電源兩種,使用的脈沖波主要是矩形波和正弦波。單脈沖與雙脈沖二者在一個電源上可實現相互轉化,也就是說脈沖電源一般即可輸出雙脈沖雙可輸出單脈沖。用直流電電鍍時,在陰極和溶液界面處形成較厚的擴散層,使陰極表面金屬離子濃度降低產生濃差極化,限制了電沉積的速度,使用較大的電流密度不但不能提高鍍速,反而使陰極上的氫氣析出量增加,電流效率降低,鍍層質量變壞出現氫脆、、麻點、燒焦和起泡等。
        相比之下,脈沖電鍍由于有關斷時間,被消耗的金屬離子利用這段時間擴散補充到陰極附近、當下一個導通時間到來時,陰極附近的金屬離子濃度得以恢復,故可以使用較高的電流密度。與直流電鍍相比,脈沖電鍍有以下優點:(1)改變鍍層結構,晶粒度小,能獲得致密、光亮和均勻的鍍層。(2)改善了分散能力和深鍍能力。(3)降低鍍層孔隙率,提高了抗蝕性。(4)降低了鍍層內應力,提高鍍層韌性。(5)減小或消除氫脆,改善鍍層的物理性能。(6)減少添加劑的用量,降低鍍層中雜質含量,提高了鍍層的純度。(7)降低濃差極化,提高陰極電流密度,可以提高沉積速度。此外,采用脈沖電鍍可用比較薄的鍍層代替較厚的直流電鍍層,節約了原材料。尤其是在節約方有很大的潛力。即脈沖電鍍是利用提高鍍層質量的方法來達到節約的目的,具有較大的經濟效益。生產中應用脈沖電鍍的主要是。如鍍金、鍍銀,其次是鍍鎳,也有鍍鋅和將直流與脈沖電流疊加用于鋁的陽極氧化。
           脈沖電源電路,由多諧振蕩器產生相應的脈沖寬度和間隔,經過三極管Vl倒相放大,當控制機發出開脈沖電源信號時,繼電器K2吸臺,使脈沖波形信號通過射極輸出器V2傳送至功放電路,經放大后供機床放電加工。sl是調試開關,在控制器無開脈沖信號時’可按下sl強制輸出脈沖電源。當運絲電機換向時,繼電器蜀吸合,使三極管v3導通而關掉脈沖電源信號。(1—出電流過大。機床一般是因為功放管v5被擊穿。正常機床脈沖電源的短路電流為每~功放管0.6~0.8A,如果被擊穿則大于3Ao造成v5擊穿的原因多數是V6失效。(2)打開控制器上的脈沖電源開關,并且按下切割鍵以后,脈沖電源無輸出,這多為V.的集電極與V2的基極未接通引起。
            脈沖電源用于電鍍金、銀、鎳、錫、合金時,可明顯改善鍍層的功能性;用于防護-裝飾性電鍍(如裝飾金)時,可使鍍層色澤均勻一致,亮度好,耐蝕性強;脈沖電源用于貴金屬提純時,貴金屬的純度更高。脈沖電源優于傳統的電鍍電源,是電鍍電源的發展方向。雙脈沖電源比單脈沖電源電鍍更細致,光潔度更好。雙脈沖電源的反向脈沖的陽極化溶解使陰極表面金屬離子濃度迅速回升,這有利于隨后的陰極周期使用高的脈沖電流密度,因而鍍層致密、光亮、孔隙率低;雙脈沖電源的反向脈沖的陽極剝離使鍍層中有機雜質(含光亮劑)的夾附大大減少,因而鍍層純度高,抗變色能力強。雙脈沖電源適用于金、銀、稀有金屬、鎳、鋅、錫、鉻及合金等的電鍍;銅、鎳等的電鑄;電解電容的敷能;鋁、鈦等制品的陽極氧化;精密零件的電解拋光。
          編者按:脈沖電源是目前電除塵器電源改造市場的重要產品,其主要特性為突破直流閃絡電壓限制、提高除塵效率、降低電能消耗和有效克服反電暈。本文通過理論分析和實驗測試,對脈沖電源的四個特性進行了深入研究,驗證了脈沖電源的優良性能,也得到了一定的結論,有助于深入認識和理解脈沖電源,為除塵器電源改造提供參考。作者湯豐姚凌飛浙江菲達環??萍脊煞萦邢薰?浙江諸暨311800)本文引用地址:湯豐(1976-),碩士,高級工程師,研究方向:自動化控制。摘要:脈沖電源是目前電除塵器電源改造市場的重要產品,其主要特性為突破直流閃絡電壓限制、提高除塵效率、降低電能消耗和有效克服反電暈。本文通過理論分析和實驗測試,對脈沖電源的四個特性進行了深入研究。
        驗證了脈沖電源的優良性能,也得到了一定的結論,有助于深入認識和理解脈沖電源,為除塵器電源改造提供參考。引言電除塵器用脈沖電源早于上世紀80年代面世,但因為當時的環保要求不高,未得到廣泛的推廣。近幾年,由于我國國內環保標準的日益嚴苛,脈沖電源在中國燃煤電廠實現了大面積推廣和應用,并且取得了良好的效果,極大地提高了除塵器的除塵效率,降低了排放,節約了電能,增加了國內市場對脈沖電源的信心,在近期成為除塵器電源改造的焦點。脈沖電源是在基礎直流電壓(Vdc)供電的基礎上疊加高壓脈沖電壓(Vps)形成的雙電源模式,在瞬間的高電壓狀態下,提高粉塵的荷電速度和驅進速度?;鶞孰妷河糜谛纬珊呻姺蹓m趨近收塵極板的電場。
        間歇性高壓脈沖使粉塵快速荷電。1脈沖電源特性研究與傳統除塵器供電電源相比,脈沖電源主要有如下幾點優勢:1)突破直流閃絡電壓限制;2)提高除塵效率,尤其適合于微細粉塵;3)工況適應能力強,有效克服反電暈;4)大幅節約電能。本文對脈沖電源以上特點做了深入研究,結合實際的現場測試數據,驗證了脈沖電源的優越性能。1.1突破直流閃絡電壓限制如圖1所示,左側為脈沖電源的二次輸出波形圖。Uesp是二次電壓波形,Iesp為二次脈沖電流波形。脈沖電壓持續時間短,僅為幾十微秒,理想情況下,在除塵器中形成的電荷云為薄薄的一層,對電場的絕緣性沒有太大影響。但實際情況中,由于氣流、同性電荷互斥性、空氣濕度等因素的影響,脈沖電壓對絕緣性有一定的影響。
        因此,我們分析認為,脈沖電源“直流閃絡電壓限制”的特性真實,但是作用有限。為此,我們在模擬電場進行了測試。首先在電場中安放銅絲,縮小兩極間距以設置閃絡電壓在理想測試范圍。然后開基礎電壓并逐步升高,確認基礎閃絡電壓。之后按照不同的基礎電壓和脈沖電壓的疊加組合,測試閃絡電壓。測試多組數據,如表1所示為一組較為典型的測試結果。結論:脈沖電源能夠突破直流閃絡電壓限制,提高電暈功率;突破的電壓與基礎電壓、脈沖電壓的總和有關,與脈沖電壓的值沒有太大相關性;無基礎電壓,純脈沖電壓時,未發現有“突破直流閃絡電壓限制”的特性。1.2提高除塵效率,尤其適合于微細粉塵脈沖電源激發的電荷濃度為常規電源的幾百倍,極大提高了粉塵的荷電量。

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