1、.新式直流-溝通著色電源的研究及應用許敬濤雄濤梁永萬君和電氣自動化有限企業(yè)（中國511400）綱要：簡要介紹了鋁型材電解著色法及其配套的著色電源裝備的技術和特色,要點論述了新式不對稱直流-溝通著色電源的主回路構造、控制原理，并給出了現(xiàn)場應用的工藝曲線圖和實質(zhì)著色成效。要點詞：鋁型材電解著色不對稱輸出DesignandapplicationofNewtypeDC-ACcoloringpowerSupplyXUJingtao,LIXiongtao,LIANGYongwan(GuangzhouJunheElectricCo.,Ltd,511400,GuangzhouChina)Abstract：Th

2、ispaperbrieflyintroducesthetechnologyandthefeatureofelectrolyticcoloringofaluminumprofilesanditsrelevantpowersupply,FocusingonmaincircuitstructureandcontrolmodelofthenewtypeDCACcoloringpowersupply.Thispaperalsoshowsactualprocesscurveandperformancesofcoloringonfieldapplication.Keywords:Aluminumprofil

3、es,Electrolyticcoloring,Asymmetricoutput序言Word資料.在鋁型材陽極氧化生產(chǎn)線中，電解著色工藝及技術處于核心地位。不同的槽體溶液及工藝方法，鋁型材電解著色成效也不同樣，所要求的著色電源波形及施電程序亦不同。按電源形式的不同可為溝通著色和特種波形著色兩大類,溝通著色方法又分為完整溝通著色和直流-溝通著色兩種，適應的工藝以錫鹽和鎳錫混鹽為主，也用于硒鹽和銅鹽等。完整溝通著色方法是日本初期的最主要的著色方法，擁有操作簡單、投資較小、成本便宜等長處，當前也是我國最寬泛采納的著色方法。溝通電解著色的負半周發(fā)生析氫與阻攔層中產(chǎn)生的缺點的交互作用及沉積反響，正半周一

4、方面發(fā)生陽極氧化，生成新鮮的氧化膜，修理阻攔層，另一方面除去濃差極化，為陰極反響創(chuàng)建條件。直流-溝通著色方法真實意義上來說也屬于溝通著色，最大的特色是，進行溝通著色以前有一段時間的直流辦理，在著色槽中處于陽極進行電解，其目的是使不同部位氧化膜進行平均化辦理，同時改變膜孔構造，防備著色后氧化膜開裂，而后再進行完整溝通著色，這樣能夠獲得較平均的著色成效。鋁材廠在生產(chǎn)深古銅或黑色料時，因為著色時間過長，鋁材在酸性槽液中浸泡太久，往常會產(chǎn)生起灰現(xiàn)象，鋁材產(chǎn)品的色彩不夠亮麗，生產(chǎn)效率也較低。由于金屬離子的析出過程為陰極復原反響，據(jù)此，筆者在電器科學研究院工作時期，設計研發(fā)了一種不對稱溝通著色電源，經(jīng)過控

5、制溝通電源正負波形的導通時間，使得負向波形面積大于正向波形面積，進而縮短著色時間，其最大的弊端在于生產(chǎn)淡色料時色差嚴重，僅能生產(chǎn)深色料。這類電源的輸出波形如圖一所示，其實質(zhì)為斷續(xù)脈沖波，諧波含量高，并擁有直流重量，變壓器發(fā)熱嚴重，若正負波形比率相差過大，將會破壞電源設施，所以在實質(zhì)應用中，需要控制負向輸出電壓不要大于正向輸出電壓的1.1倍，使用成效不理想。Word資料.圖一傳統(tǒng)不對稱著色電源電壓波形新式不對稱直流-溝通著色電源研制為戰(zhàn)勝上述不對稱著色電源的弊端，我企業(yè)研制出新式不對稱著色電源，實現(xiàn)了直流、對稱溝通、不對稱溝通波形隨意組合輸出、施電方式多樣化、可控化，可知足各樣色系的著色工藝需求

6、。采納該電源用于電解著色，不單生產(chǎn)出的鋁材產(chǎn)品色彩純正亮麗，并且大幅度地提升了生產(chǎn)效率和降低了著色工藝環(huán)節(jié)的能耗。新式不對稱直流-溝通著色電源主電路由三大多數(shù)構成，即調(diào)壓器,變壓器和DC-AC電能變換電路，如圖二所示。調(diào)壓器在變壓器原邊實現(xiàn)溝通無級調(diào)理，并經(jīng)過變壓器將電壓變到適合的電壓值，變壓器副邊使用晶閘管實現(xiàn)換相輸出。Word資料.圖二新式不對稱DC-AC著色電源系統(tǒng)框圖其控制系統(tǒng)由PLC、觸發(fā)單元、變頻驅(qū)動系統(tǒng)及人機交互系統(tǒng)構成，PLC實現(xiàn)對電源輸出電壓、電流的及時采樣，經(jīng)過控制變頻器驅(qū)動調(diào)壓器電機，實現(xiàn)穩(wěn)壓閉環(huán)控制。PLC經(jīng)過RS485通訊協(xié)議與人機交互系統(tǒng)通訊，接收著色電源波形、施電

7、程序、輸出電壓等指令。觸發(fā)單元由數(shù)字邏輯控制系統(tǒng)及脈沖驅(qū)動系統(tǒng)構成，數(shù)字邏輯控制系統(tǒng)經(jīng)過采樣同步信號并聯(lián)合給定的著色波形選擇指令進行及時運算，實現(xiàn)各樣波形的輸出。該電源的工作模式包括溝通著色、溝通不對稱著色、直流-溝通著色及直流-不對稱溝通著色四大類，此中不對稱溝通著色波形分1:2和1:3不對稱輸出，1:2不對稱輸出波形為一個施電周期包括一個正半周期和兩個負半周期波形，1:3不對稱輸出波形為一個施電周期包括一個正半周期和三個負半周期波形，每個半周期的時間為10ms,電源輸出波形如圖三所示。Word資料.(a)直流輸出波形（b）完整溝通輸出波形（c）1:2不對稱輸出波形（d）1:3不對稱輸出波形

8、圖三新式不對稱直流-溝通著色電源輸出波形Word資料.新式不對稱直流-溝通著色電源經(jīng)過人機交互系統(tǒng)實現(xiàn)工作方式選擇、輸出波形選擇、顏色選擇、參數(shù)設定、補色、開停機等一序列的操作，系統(tǒng)對設置的每一組工藝參數(shù)實現(xiàn)長遠有效的保留，并全自動達成著色過程、分段計時、全過過程累計計時和工藝曲線及時監(jiān)測等功能，人機交互界面如圖四所示。（a）監(jiān)控界面（b）顏色選擇界面Word資料.（c）輸出波形選擇界面（d）參數(shù)設置界面圖四人機交互界面應用舉例國某鋁材廠有兩條臥式氧化生產(chǎn)線，長遠存在著色成效差、著色成品率低的問題。我企業(yè)為該廠設計制造兩臺新式不對稱著色電源用于改換以前的舊式不對稱著色電源，主要參數(shù)和主要功能以

9、下：1）供電電源：三相50Hz，380V10%；2）直流（DC）和溝通（AC）電壓：0-25V；3）自動穩(wěn)固輸出電壓，精度優(yōu)于0.5%；4）隨意設定預浸時間：0999秒；5）直流輸出05000A可調(diào)，溝通輸出010000A可調(diào)；6）直流上漲時間15-60秒可調(diào)、直流連續(xù)時間0-1800秒可調(diào)；7）直流-溝通變換時間15-60秒可調(diào)；8）溝通上漲時間15-60秒可調(diào)、溝通連續(xù)時間0-1800秒可調(diào)。該鋁材廠當前主要生產(chǎn)香檳、古銅和珍珠黑色料，其槽液成分以下：表一槽液成分含量硫酸（硫錫鹽鎳鹽溫度PH值增添劑化）（g.L-1）（g.L-1）（）（g.L-1）（g.L-1）工藝要18-228-1218

10、-2218-22115-20求Word資料.實測28.0316.4826.721.50.8418.07生產(chǎn)砂香檳、亮光深古銅及珍珠黑色料的電源輸出波形如圖五圖七所示，此中香檳色屬于淡色系，著色時間一般在12分鐘，所以使用1:1溝通著色模式即可知足工藝要求。亮光深古銅色采納了直流-（1:2）溝通不對稱輸出工作模式，著色時間比原工藝減少約3分鐘。珍珠黑色采納直流-（1:3）溝通不對稱輸出工作模式，同一面積鋁材的著色時間比原工藝減少約5分鐘的著色時間。現(xiàn)場對照實驗數(shù)據(jù)見表2表4。表二砂香檳色著色工藝數(shù)據(jù)比較波氧化溝通溝通軟啟時溝通連續(xù)時間總工作時間面形膜厚電壓間（S）(S)積（）（V）（S）原完11

11、20309012084硅全交機流新1：111845468882硅1AC機表三亮光深古銅色著色工藝數(shù)據(jù)比較波形氧直交直直轉交交總面化流電流電流軟流持換時流軟流持工積膜壓壓啟時續(xù)時間啟時續(xù)時作厚（V（V間間（S間間時Word資料.（）（S（S）（S（S間）(S)原溝通8203048058硅104機新DC-181518255255021038硅：2AC154機表四珍珠黑色著色工藝數(shù)據(jù)比較波形氧直交直直轉交交總面化流電流電流軟流持換時流軟流持工積膜壓壓啟時續(xù)時間啟時續(xù)時作厚（V（V間間（S間間時（）（S（S）（S（S間）(S)原溝通10203072072硅508機新DC-11015182510255042052硅：3AC308機Word資料.圖五香檳色著色工藝曲線圖圖六亮光深古銅色著色工藝曲線圖Word資料.圖七珍珠黑色著色工藝曲線圖結束語實踐證明，這類新式不對稱直流-溝通著色電源能知足各樣色系的著色工藝要求。生產(chǎn)淡色