电泳涂装设备中整流器的选择.docx

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电泳涂装设备中整流器的选择

电泳涂装设备中整流器的选择

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电泳涂装是将被涂物（工件）浸渍在水性涂料中作为一个电极（阳极或阴极），另设一个与之相对应的电极（阴极或阳极），在两极之间施加一直流电场，靠电场所产生的物理化学作用，使涂料粒子均匀地涂布在工件表面上的涂装方法。

这是一种先进的、现代的涂装新技术。

依据电泳涂装的工作原理，整流器即直流电源，是电泳涂装设备中关键的配套设备，没有直流电源就谈不上电泳。

适当选择直流电源的容量，可明显提高电泳涂装设备的性价比。

如果电源容量选择过大，会提高设备的制造成本，提高设备的装机功率，造成浪费。

反之，则使整条生产线得不到充分利用，生产效率无法提高。

如有大件需上线涂装，电泳电流过大，造成直流电源过流保护，不能正常生产。

所以在设计电泳涂装设备工作中，直流电源的选择显得格外重要。

1、选择依据

直流电源的主要特性和参数要完全满足电泳涂装的工艺要求。

主要依据以下几个方面：

1）.电泳漆的固有特性；

a、电泳漆的“破坏电压”；b、电泳漆的“临界电压”；c、电泳漆的“库仑效率”。

2）.被涂装工件的表面积（内外表面积之和）；

3）.工件材质及工件外形的复杂程度。

2、整流器（直流电源）容量的计算

整流器的容量根据电泳的电压和电流进行选择，电压的高低主要取决于电泳的类型，适当考虑工件情况。

2.1电压的确定：

整流器的额定电压应满足电泳漆施工电压要求，应小于电泳漆“破坏电压”，而大于电泳漆的“临界电压”。

对于阴极电泳，电泳过程中，工件作为阴极的叫做阴极电泳，反之，则称为阳极电泳。

阴极电泳施工电压一般在200－350V之间，而对于阳极电泳（低压型）施工电压在50－100V之间，高压型阳极电泳漆施工电压在150－250V之间。

总之，用户选用的电泳漆类型一但确定，则整流器的电压指标即可确定。

2.2电泳电流的计算；

依据“库仑效率”的定义，要涂上一定重量的膜，必须要消耗一定量的电量。

 假设要求工件上的涂膜重量为p，则p=sδγ

那么所需电量：

即

（库伦）

因为：

所以电泳电流强度

（安培）

按厘米克秒制换算单位，得：

（安培）

式中：

q——电泳漆的“库仑效率”（mg/c）；

[注：

“库仑效率”为电泳漆的固有特性，表征每消耗1库仑电量泳涂到工件表面的膜的重量]

s——被涂工件的表面积（m2）；[注：

有效时间内槽内被涂工件表面积之和]

δ——涂膜厚度（μm）；

γ——电泳漆膜的干膜比重（g/cm3）。

据电泳涂装的工作方式（槽浸式、连续式）及通电方式（带电入槽、入槽后通电）不同，电泳电流的计算方法略有不同。

2.2.1连续通电入槽情况

由于工件是连续通电入槽，因此工件出入电泳槽的面积可以认为是相等的，所以电泳电流是均匀的，其电流强度可以按下式计算：

式中：

I——电泳时的电流强度A；

fs——按涂漆面积计算的生产率m2/h；

δ——电泳涂层厚度μm；

γ——电泳漆的干膜比重g/cm3（一般的阴极电泳漆为1.3～1.4g/cm3）；

q——电泳漆的库仑效率mg/c（一般的阴极电泳漆为20～30mg/c，阳极电泳漆为10～20mg/c）。

2.2.2单个工件入槽后通电清况

时间内，只有一个工件或一挂进行电泳的情况，其平均电流按下式计算：

…………………………（2.2）

式中：

Iep——平均电流强度（A）；

F1——每挂工件的涂装面积（m2）；

t1——电泳时间（s）；

最大电流强度Imax=K0Iep（K0无量纲。

一般取K0＜4；软起动时K0≤2）；

单个工件电泳时，电流与时间的关系如下图所示：

如果单个工件电泳时采用带电入槽方式，可不考虑最大电流。

由于这种情况下，电泳面积是从0开始逐渐增加的，因此，电泳电流也是平稳增加，不会产生冲击电流。

2.2.3多个工件连续入槽后通电情况。

这种情况是指在工件连续入槽后通电进行电泳时，在有效时间内有一个（一挂）以上的工件在同时进行电泳。

平均电流可按2.2公式计算

总电流强度：

由于在连续入槽通电的情况下，漆膜完全形成后，工件成近似绝缘体，所以在有效时间内其电流强度可以看成与电泳时间呈线性关系，第一挂电流最大，最后一挂电流为0，如下图所示：

总电流强度按下式计算：

...................（2.3）

式中：

n——在有效时间内进行电泳的挂件数，n≥2；

I1——第一挂的电泳电流强度（最大电流）

S1——第一挂的电泳涂漆面积（m2）；

In=0。

依据电泳漆的施工电压和电泳电流的计算结果（取最大电流和总电流值），即可选定直流电源的容量。

一般地电源的额定电压大于施工电压，小于电泳漆的破坏电压。

3、电泳涂装用直流电源性能简介

基本原理：

三相交流电源经整流变压器形成电压有效值相等，电气上隔离，但有30°相位差的两组三相电源送到两组三相全控桥，经平衡电抗器实现12脉波整流，当电网频率为50HZ时，输出电压的脉动频率为600HZ，经滤波后使直流输出的纹波指标达到电泳涂装工艺的要求。

主要技术性能：

a.输出电压调节范围DV——额定输出直流电压；

b.稳压精度：

当输出电流为10～100%额定值，输出电压为50～100%时，稳压精度为1%；

c.纹波系数：

当输出电压为50～100%额定值，输出电流为20～100%额定值时，纹波系数不大于7.5～1%；

d.输出电压上升率：

输出电压值由0上升到额定值的时间可在5－30秒内随意整定；

e.自动降低电压控制功能；

f.具有软启动，软停止功能；

g.输出电压可分段运行，每段电压、时间可按工艺要求设定。

4、整流器选择举例

某厂阴极电泳涂装生产线：

1）.被涂工件表面积：

60m2；

2）.要求电泳涂膜厚度：

外表面22μm，内表面18μm；

3）.选用PPG公司阴极电泳漆，牌号P648-576E；

4）.步进输送，单件入槽后通电方式。

查PPG公司产牌号P648-576E型阴极电泳漆有关参数如下：

施工电压：

150～400V

库仑效率：

2.5A/m2.min.μm（约合25mg/c）

干膜比重：

1.3g/cm3

综合考虑确定电泳工艺时间为180s

工艺要求步进输送，单件入槽后通电方式，因此电泳电流可按（2.2）式计算：

最大电流：

Imax=K0IepK0取1.2

所以Imax=1.2Iep=416（A）

可选保定宏宇伟业公司的产品。

该公司产品不仅能够满足稳压精度、纹波系统的要求，而且还加有整套备用控制系统，为电泳整流器的稳定生产提供安全保证！

要求：

额定电压：

400V

额定电流：

500A

分两段加压，软起动、软停止最低电压（保护电压）控制20V

其余要求同（3）