電鍍（dù）電源（yuán）的應用現狀及發展趨勢

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

早（zǎo）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（běn）和能耗高，被矽整流電源取代。20世紀60年代，隨著晶閘管(SCR)的問世和成功應（yīng）用，電（diàn）鍍電源得到了迅速發展，晶閘管電鍍（dù）電源應運而生。晶閘管（guǎn）在（zài）電源中既用（yòng）作整流（liú）器件，又用作電壓調（diào）節器。控製係統采用移相技術，應（yīng）用閉環Pl調節，使（shǐ）電源具（jù）有自動調壓、穩（wěn）流等功能，保護方式靈活。與矽整流設備相比，它在體積、運行效（xiào）率（lǜ）、自動控製和調節方式等方麵具有很大的優勢，並得到（dào）了廣泛的應用。但在小（xiǎo）電流情況下，晶閘管電鍍電源容易使網側和（hé）負載（zǎi）諧波嚴重，造成電網波（bō）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年代以後（hòu），轉換器設備（bèi）中常見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)和絕緣柵雙晶體管(IGBTs)。MOSFET和IGBT作為功率器件的整流器工作（zuò）頻率可以提高到20 ~ 50kHz，所以這種整流（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（wéi）高頻交流電源，再經（jīng）整流後得到DC電源。由於采用了（le）高頻開關方式，大大減小了變壓器（qì）的體（tǐ）積和設（shè）備的功耗，大大提（tí）高了功率因數和運（yùn）行效率，是當前電鍍電源的發展方向。隨著IGBT器件功率的增加、耐壓（yā）的提（tí）高和應（yīng）用技術的日（rì）益成熟，IGBT將在大部分領（lǐng）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(IPM)將電力電子器件和驅動、保護、控製電路集成（chéng）在一起，從而提高係統（tǒng）的可靠性和可維護性，進一步降低成本和能耗，並將持續應用於電鍍電（diàn）源。

隨著電鍍工藝的快速發展，新的電鍍工藝從波形、頻率、自動控（kòng）製、綜合功能等方麵對（duì）電鍍電源提（tí）出了更高的要求。目前常用的電鍍電源按波形可分為脈動（dòng）DC電源、平滑DC電源（yuán）、周期換向電源、單向脈衝電源、換向脈衝電源、DC疊加脈衝和智能多波形電源，以滿足（zú）不同電鍍工（gōng）藝的需要。

綜上所（suǒ）述，電（diàn）鍍電（diàn）源的總體發展趨勢是低能耗（hào）、無電網汙染、高可靠性、小體積、高性能、多功能。

9.1.2常（cháng）用電鍍電源介紹

(1)矽整流電源

矽整流（liú）電源的降壓變壓器原邊采用穩壓器，副邊采用二管整流器。根據容量的不同，可分為單相全波、三相全波和六（liù）相雙反射星形整流。小容量（liàng）電源采用幹（gàn）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（qì）元件的冷卻方式分為自冷、風冷、水冷和油浸自冷。由於采（cǎi）用交流（liú）穩壓器調壓，所（suǒ）以輸出波形是脈動連續的DC，這種電源（yuán）由於（yú）效率低、體積大（dà）、成本高（gāo）和自動控製難（nán）以實現（xiàn）等缺點，在電鍍領域的應用受到限製（zhì），屬於淘汰產品。

(2)晶閘管整流電源

當晶閘管整流器容量較小時，通過隔離變壓器降低交流電源，然後通過晶閘管移相調壓整流得到DC電壓。容量較大（dà）時，通過晶閘管交流側移相的方式（shì）獲得DC電壓，然後通過隔（gé）離變壓器（qì）降壓，二管整流。晶閘管（guǎn）和二管的冷卻方式按容量（liàng）不同分為自冷、風冷、水冷和油浸自冷。目（mù）前，大多數（shù）整流變壓器（qì）采用三相五柱式鐵心節能（néng）變壓器，與六相雙反射（shè）條（tiáo）平衡電抗器相比，可以省去平衡電抗器，降低成本，加大效率。晶閘管整流器的輸出（chū）波形為脈動DC，在電流較低時不（bú）連續。為（wéi）了提高輸出波形的平滑度，可以增加濾（lǜ）波器或多相（xiàng）整流電路。

晶閘管整流器一般具有穩壓、穩（wěn）流、軟啟（qǐ）動等功能。，可靈活應用於生產線。近年來，隨著微機控製技術在晶閘管整流（liú）器中的廣泛應用，它可以實現輸出波形的換向、DC疊加脈衝（chōng）、波形（xíng）分段控製等（děng）。，還可以實現定時、計時、自（zì）動控溫、功率（lǜ）測（cè）量、量化等（děng）控製功能。

(3)高頻開（kāi）關電鍍（dù）電源

高頻開（kāi）關電源自上（shàng）世紀90年代開始應用（yòng）於電鍍領域，現已（yǐ）進入推廣應用階段。這（zhè）種電源具有效率高、體積小等特點。，在3000A以下的一般電鍍電源中（zhōng）具有很強的競爭力。通（tōng）過近幾年的運行測試，其穩定性、輸（shū）出（chū）波形和控製已（yǐ）能滿足生產的需要，現（xiàn）已擴展到5000 ~ 10000A，甚至更大容量，有（yǒu）望在大多數電鍍（dù）領（lǐng）域取（qǔ）代晶閘（zhá）管（guǎn）整流器（qì）。

普通開關電源的輸出波形為高頻（pín）調製脈衝DC，如果對平滑度要求較高可以加（jiā）DC濾波，冷卻方式一（yī）般為風冷。