電鍍電源的應用現狀及發（fā）展趨勢

電鍍電源是應用功率半導體器件（jiàn）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（liú）器。

早期使用電鍍電（diàn）源的是DC發電機組，隨後硒堆整流器的出現，由於（yú）體積大、噪音大、成本和能耗（hào）高，被矽整（zhěng）流（liú）電源取代。20世紀60年代，隨著晶閘管(SCR)的問世和成功應用，電鍍電源得到了迅速發展，晶閘（zhá）管電鍍電源應運而生。晶閘管在（zài）電源中既用（yòng）作整（zhěng）流（liú）器件，又（yòu）用作電壓調節器。控製係統采用移相（xiàng）技術，應用閉環Pl調（diào）節，使電源具有自動調（diào）壓、穩流等功（gōng）能，保護（hù）方式（shì）靈活。與矽整流設備相比，它（tā）在體積、運行效率、自動控製和（hé）調節（jiē）方式等方麵（miàn）具有（yǒu）很大（dà）的優勢，並（bìng）得到了廣泛的應用。但在小電流（liú）情（qíng）況下，晶閘（zhá）管電鍍電源容易使網側和負（fù）載諧波嚴重，造（zào）成電網波形畸變（biàn），從而形成電網“公害”，應在（zài）電網中增加必要的防範措施。

20世紀80年代以後（hòu），轉（zhuǎn）換器設備中常見的晶閘管逐（zhú）漸被新設備取代，如功（gōng）率晶體管(GTR)、場（chǎng）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（gāo）頻開關電源。工作過程是將整流（liú）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（cǎi）用了高頻開關方式，大大減小了變壓器的體積和設備的功耗，大（dà）大（dà）提高了功（gōng）率因數和運行（háng）效率，是當前電（diàn）鍍電源的發（fā）展方向。隨著IGBT器件功率的增加、耐（nài）壓（yā）的提高和應用技術的（de）日益成熟，IGBT將在大部分領域取代（dài）晶閘管(SCR)實現較好節能。目前（qián）正在研發的大（dà）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，從而提（tí）高係統的可靠性和可維護性，進一步降低（dī）成本和能耗，並將持續應用於電鍍電源。

隨著電鍍（dù）工藝（yì）的快速發展，新的電鍍工藝（yì）從波形、頻（pín）率、自動控製、綜合功能等方麵對電鍍（dù）電源提出了更高的要求。目前（qián）常用（yòng）的電鍍電源按波形可分為脈動DC電源、平滑DC電源、周期換向電源、單向脈衝電源、換向脈（mò）衝（chōng）電源、DC疊加脈衝和智能多（duō）波形電源，以滿足不（bú）同電鍍（dù）工藝（yì）的（de）需（xū）要。

綜上（shàng）所述，電鍍電源的（de）總體發展趨勢是低能耗、無電網（wǎng）汙（wū）染、高可靠性、小體積、高性能（néng）、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（jiàng）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（wéi）單相全（quán）波、三相（xiàng）全波和六相雙（shuāng）反射星形整流。小容量（liàng）電源采用幹接（jiē）點調壓器，大容量（liàng）電（diàn）源采用油浸感應調壓（yā）器。根據容量的不同，整流器（qì）元（yuán）件的冷卻方式分為自冷、風冷（lěng）、水冷（lěng）和油浸自冷。由於采用（yòng）交流穩壓器調壓，所以輸出波形是（shì）脈動連續的DC，這種電源由於效率低、體積大、成本高和（hé）自動控製難（nán）以實現等缺點，在電鍍領（lǐng）域的應用受到限製，屬於淘汰產品（pǐn）。

(2)晶閘管整流電源

當晶閘管整流器容量較小時，通過隔離變壓器降低交流電源，然後通過晶（jīng）閘管移相調壓整流得到DC電壓。容量較大時，通過晶閘管（guǎn）交流側移相的方式獲（huò）得DC電壓，然後通過隔離變壓器降壓，二（èr）管整流。晶閘管和二管的（de）冷卻（què）方（fāng）式（shì）按容量不同分為自冷、風冷、水（shuǐ）冷和油浸自冷。目前，大多數整流（liú）變壓器（qì）采用三相五柱式鐵心（xīn）節（jiē）能變壓器，與六相雙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。晶閘管整流器的輸出波形為脈動DC，在電（diàn）流較低時不連續。為了提高輸（shū）出波形的平滑度，可（kě）以增加濾波（bō）器或多相整流電路。

晶閘管整流器（qì）一般具有穩壓、穩流（liú）、軟啟動等功能。，可靈活應用於生產線。近年來，隨（suí）著微（wēi）機控製（zhì）技（jì）術在晶閘管（guǎn）整流器（qì）中的廣泛（fàn）應（yīng）用，它（tā）可以（yǐ）實現輸出波形的換向、DC疊（dié）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（lǜ）測量、量（liàng）化等控製（zhì）功能。

(3)高頻開關電鍍電源

高頻開關電源自上世紀90年代開始應用於電鍍領域，現已進入推廣應用階段。這種電源（yuán）具有效率高、體（tǐ）積小等特（tè）點。，在3000A以下（xià）的一般電（diàn）鍍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、輸出波形和控製已能滿足生產的需要（yào），現已擴展（zhǎn）到5000 ~ 10000A，甚至（zhì）更大容量（liàng），有望（wàng）在（zài）大多（duō）數（shù）電鍍領域取代晶閘管整流器。

普通開關電源的輸出波形（xíng）為高頻調製脈衝（chōng）DC，如果對平滑度要求較高可以（yǐ）加DC濾波，冷卻方式一般為風冷。