电泳涂装设备中整流器的选择

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；

电泳电流的计算主要是根据“库仑效率”的定义来计算的，要涂上一定重量的电泳膜，就必须要消耗一定量的电量。 

我们可以假设要求工件上的涂膜重量为p，则p=sδγ

那么所需要的电量就是： 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)；[也就是在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；

f_s——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1.3～1.4 g/cm³ )；

q ——电泳漆的库仑效率mg/c(一般的阴极电泳漆为20～30 mg/c，阳极电泳漆为10～20 mg/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 ： I_ep——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I_max=K₀I_ep (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： I_max=K₀I_ep K₀取1.2

所以I_max=1.2I_ep=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！

0312-5096310 13513286617 13833019660

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)