新型直流-交流著色電源的研究及應(yīng)用

1、新型直流-交流著色電源的研究及應(yīng)用許敬濤 許敬濤 李雄濤 李雄濤 梁永萬 梁永萬廣州君和電氣自動(dòng)化有限公司（中國(guó)廣州 廣州君和電氣自動(dòng)化有限公司（中國(guó)廣州 511400 511400）摘要：簡(jiǎn)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(shù)和特點(diǎn),重點(diǎn)闡述了新型不對(duì)稱直流-交流著色電源的主回路結(jié)構(gòu)、控制原理，并給出了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的工藝曲線圖和實(shí)際著色效果。關(guān)鍵詞：鋁型材 電解著色 不對(duì)稱輸出 Design and appli

2、cation of New New type type DC-AC coloring power SupplyXU Jingtao, LI Xiongtao, Xiongtao, LIANG Yongwan (Guangzhou Junhe Electric Co., Ltd, 511400, Guangzhou China)Abstract：This paper briefly introduces the technology a

3、nd the feature of electrolytic coloring ofaluminumprofiles and it’s relevant power supply,Focusing on main circuit structure and controlmodel of the new type DCAC coloring power supply.This paper also shows actual proce

4、ss curve and performances of coloring on field application.Keywords: Aluminum profiles, Electrolytic coloring, Asymmetric output1 前言在鋁型材陽極氧化生產(chǎn)線中，電解著色工藝及技術(shù)處于核心地位。不同的槽體溶液及工藝方法，鋁型材電解著色效果也不一樣，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交

5、流著色和特種波形著色兩大類,交流著色方法又分為完全交流著色和直流-交流著色兩種，適應(yīng)的工藝以錫鹽和鎳錫混鹽為主，也用于硒鹽和銅鹽等。完全交流著色方法是日本早期的最主要的著色方法，具有操作簡(jiǎn)單、投資較小、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，目前也是我國(guó)最廣泛采用的著色方法。交流電解著色的負(fù)半周發(fā)生析氫與阻擋層中產(chǎn)生的缺陷的交互作用及沉積反應(yīng)，正半周一方面發(fā)生陽極氧化，生成新鮮的氧化膜，修補(bǔ)阻擋層，另一方面消除濃差極化，為陰極反應(yīng)創(chuàng)造條件。直流-交流著色方法真

6、正意義上來說也屬于交流著色，最大的特點(diǎn)是，進(jìn)行交流著色之前有一段時(shí)間的直流處理，在著色槽中處于陽極進(jìn)行電解，其目的是使不同部位氧化膜進(jìn)行均勻化處理，同時(shí)改變膜孔結(jié)構(gòu)，防止著色后氧化膜開裂，然后再進(jìn)行完全交流著色，這樣可以得到較均勻的著色效果。鋁材廠在生產(chǎn)深古銅或黑色料時(shí)，由于著色時(shí)間過長(zhǎng)，鋁材在酸性槽液中浸泡太久，通常會(huì)產(chǎn)生起灰現(xiàn)象，鋁材產(chǎn)品的色澤不夠亮麗，生產(chǎn)效率也較低。 由于金屬離子的析出過程為陰極還原反應(yīng)，據(jù)此，筆者在廣州電器科學(xué)

7、研究院工作期間，設(shè)計(jì)研發(fā)了一種不對(duì)稱交流著色電源，通過控制交流電源正負(fù)波形的導(dǎo)通時(shí)間，使得負(fù)向波形面積大于正向波形面積，從而縮短著色時(shí)間，其最大的缺點(diǎn)在于生產(chǎn)淺色料時(shí)色差嚴(yán)重，僅能生產(chǎn)深色料。這種電源的輸出波形如圖一所示，其實(shí)質(zhì)為斷續(xù)脈沖波，諧波含量高，并具有直流分量，變壓穩(wěn)壓閉環(huán)控制。PLC 通過 RS485 通信協(xié)議與人機(jī)交互系統(tǒng)通信，接收著色電源波形、施電程序、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(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成，數(shù)字邏輯

8、控制系統(tǒng)通過采樣同步信號(hào)并結(jié)合給定的著色波形選擇指令進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)各種波形的輸出。該電源的工作模式包含交流著色、交流不對(duì)稱著色、直流-交流著色及直流-不對(duì)稱交流著色四大類，其中不對(duì)稱交流著色波形分 1:2 和 1:3 不對(duì)稱輸出，1:2 不對(duì)稱輸出波形為一個(gè)施電周期內(nèi)包含一個(gè)正半周期和兩個(gè)負(fù)半周期波形，1:3 不對(duì)稱輸出波形為一個(gè)施電周期內(nèi)包含一個(gè)正半周期和三個(gè)負(fù)半周期波形，每個(gè)半周期的時(shí)間為 10ms,電源輸出波形如圖三所示。(a