CN207410240U - 一种用于电解电镀电源***与电解槽的安装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于电解电镀电源***与电解槽的安装结构，其包括：依次连接的输入整流单元、逆变单元、以及变压与输出整流单元；所述电解电镀电源***为分体式结构，其中，逆变单元和变压与输出整流单元设置在电解槽近旁，所述变压与输出整流单元的电源输出极近距离与电解槽的电极板接线端直接或间接连接；所述输入整流单元和逆变单元之间通过高压直流电缆连接。该安装结构的电源能够实现高电压小电流电能传输，大幅缩短输出低电压大电流的传输距离，同时降低电损耗和成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电解电镀电源技术领域，尤其涉及一种用于电解电镀电源***与电解槽的安装结构。
背景技术
电解脱脂，是指将带钢通过电解清洗槽，经电解去除残留在带钢表面微孔内的油、铁粉以及松散杂质，主要用于镀锌线、连退线或不锈钢线的带钢清洗。电镀，是指利用电化学原理在某些金属表面镀上附着良好，但性能和基体材料不同的金属覆层的过程，主要用于镀锌、镀镍等。
上述电解清洗所需的直流电源的输出电流通常为6千安～15千安，输出电压通常为24伏～45伏。现行的直流电源大多采用工频整流变压器加可控硅整流的方式，且二者安装在同一个箱体内。如图1、图2所示，电源(例如，可控硅电源、高频开关电源)安装位置主要有两种：一种是将电源安装在电气室或者是生产车间指定区域，再通过电缆或铜排远距离(15～20米)将电源输出极连接到电解槽的电极板；另一种是将电源安装在电解槽旁边的平台上，再通过电缆或铜排近距离(2～4米)将电源输出极连接到电解槽的电极板。
现行方式存在如下不足：第一，若直流电源放置在电气室或者是生产车间指定区域，电源距离电解槽较远，所需的连接导体(如电缆或铜排)较长，由于输出电流较大，所需的连接导体的截面积较大，这种方式需使用大量铜材，以致成本较高；第二，连接导体上的电损耗(P＝I2R)与电流平方成正比，采用远距离传输低压大电流时电损耗较高，例如，需要输出30V，10000A的直流电源，则正、负输出极需要各用一组20根240mm2(根据电缆载流量标准选取)10米长的电缆来并联传输1万安电流(其中每根电缆的传输电流为500A)，连接导体上的电损耗共为7.2916kW。(ρ铜＝0.0175Ω·mm2/m，R＝ρL/S，单根10米长电缆的损耗P单根损耗＝I2R＝500×500×0.0175×10÷240＝182.29W，单组20根10米长电缆的总损耗P单组损耗＝20×P单根损耗＝20×182.29＝3.6458kW，正负输出两组电缆的总损耗P总损耗＝2×P单组损耗＝2×3.6458＝7.2916kW)；第三，若直流电源整机放置在电解槽旁边(电源整机重2～5吨)，则需单独建造放置平台，增加建造成本。
实用新型内容
本实用新型的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种用于电解电镀电源***与电解槽的安装结构，其电源转换效率高，能够实现高电压小电流电能传输，大幅缩短输出低电压大电流的传输距离，同时降低电损耗和成本。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案包括以下各方面。
一种用于电解电镀电源***与电解槽的安装结构，所述电解电镀电源***包括：依次连接的输入整流单元、逆变单元、以及变压与输出整流单元；
其中，输入整流单元用于对电网工频交流电进行整流，将交流电转换为高压直流电；逆变单元用于对高电压直流电进行逆变变换并输出高频交流电至变压与输出整流单元；所述变压与输出整流单元用于对高频交流电进行变压和整流变换，并输出低压大电流直流电至电解槽的电极板。
所述电解电镀电源***为分体式结构，其中，逆变单元和变压与输出整流单元设置在电解槽近旁，所述变压与输出整流单元的电源输出极近距离与电解槽的电极板接线端直接或间接连接；所述输入整流单元和逆变单元之间通过高压直流电缆连接。
优选的，所述电源输出极与对应的电解槽外壁距离小于2.5米。
优选的，所述输入整流单元设置在电气室中。
优选的，所述变压与输出整流单元的电源输出极经电缆、铜箔软连接件、铜编制带电缆或者铜排间接连接至电解槽的电极板接线端。
优选的，所述变压与输出整流单元包括高频变压器和输出整流器件；其中，输出整流器件包括快恢复二极管、肖特基二极管、碳化硅二极管或者MOS管。
优选的，所述输入整流单元包括全桥输入整流电路、功率因数校正电路或者多脉波输入整流电路；其中，多脉波输入整流电路采用12脉波、18脉波、24脉波、36脉波或者48脉波整流电路。
综上所述，由于采用了上述技术方案，通过将电源内不同功能单元分开放置，一部分置于电解槽旁边(如电解槽电极板接线端处)，一部分置于电气室或者是生产车间指定区域，使电源输出极近距离直接或间接连接至电极板，再结合高电压小电流传输电能，带来的有益效果如下：第一，缩短了直流电源的输出极与电极板间的连接导体(如传输电缆或铜排等)，降低了成本；第二，高电压小电流传输，降低了连接导体(如传输电缆或铜排)上的电损耗；第三，减小了电解槽旁直流电源的安装空间，减小了放置直流电源的平台，节省了平台建设费用。
附图说明
图1是现有技术中一种用于电解电镀电源***与电解槽的安装结构示意图。
图2是现有技术中另一种用于电解电镀电源***与电解槽的安装结构示意图。
图3是根据本实用新型一实施例的用于电解电镀电源***与电解槽的安装结构的电气框图。
图4是图3实施例的安装结构的运用示意图。
图5是图3实施例的安装结构的安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明，以使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图3所示，根据本实用新型一实施例的一种用于电解电镀电源***与电解槽的安装结构主要包括：依次连接的输入整流单元、逆变单元、以及变压与输出整流单元。
其中，输入整流单元，用于对电网工频交流电3AC380V(三相380V的交流电)进行整流，将交流电转换为高压直流电。输入整流单元可以包括全桥输入整流电路、功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)电路或者多脉波输入整流电路。其中，多脉波输入整流电路可以采用12脉波、18脉波、24脉波、36脉波或者48脉波整流电路。
逆变单元，用于对所述高电压直流电进行逆变变换并输出高频交流电，再输出至变压与输出整流单元。
变压与输出整流单元包括高频变压器、输出整流器件及电源输出极，用于对高频交流电进行变压、整流变换，得到并输出低压大电流直流电。其中，输出整流器件包括快恢复二极管、肖特基二极管、碳化硅二极管或者同步整流MOS管。
如图4和图5所示，电解电镀电源***为分体式结构，将电源***内各单元电路合理分开放置；变压与输出整流单元的电源输出极与电解槽中的电极板连接。例如，电极板的接线端可以伸出至电解槽外，以与电源输出极连接。诸如带钢等待镀制品设置在电解槽中的两块电极板之间，以在变压与输出整流单元输出电源时与电解槽中的电解液产生化学反应。
在具体应用中，为了减少连接导体用量和降低其传输电能的损耗，可以将输入整流单元设置在电气室，将逆变单元和变压与输出整流单元设置在电解槽旁边(例如，临近电解槽的电极板接线端处)。其中，变压与输出整流单元的电源输出极可以直接或间接(如经电缆、铜编制带电缆、铜排、或铜箔软连接件)连接至电解槽的电极板接线端。并且，输入整流单元和逆变单元之间通过高压直流电缆连接。通过这种分体式结构的电源***，使得电源输出极能够近距离连接至电解槽中的电极板(例如，电源输出极与对应的电解槽外壁距离可以小于2.5米)，缩短了低压大电流连接导体(如电缆或铜排)的长度；并且高电压小电流的传输方式，降低了传输电流及其在连接导体上的电损耗。
下面以电解脱脂为例来说明上述实施例中连接导体上的电损耗。例如，需要输出30V，10000A的直流电源，380V交流输入经输入整流后所获得的直流电压约为540V，传输电流约为555.6A，若传输距离为10米，正、负输出极用两根240mm2(根据电缆载流量标准选取)高压直流电缆传输300kVA电能时，在高压直流电缆上的电损耗共为0.45kW。其中，ρ铜＝0.0175Ω·mm2/m，R＝ρL/S，单根高压直流电缆上的电损耗P单根损耗＝I2R＝555.6×555.6×0.0175×10÷240＝225.08W，两根高压直流电缆上的总损耗P总损耗＝2×P单损＝2×225.08＝0.45kW。
在优选的实施例中，对于输入整流单元，可以将其设置在柜体(例如，电控柜内)后再置于电气室或者是生产车间指定区域(如操作工位旁)。而且，可以进一步在电控柜内设置空气开关、接触器、控制电路板、可编程逻辑控制器PLC、显示仪表等低压器件。
以上所述，仅为本实用新型具体实施方式的详细说明，而非对本实用新型的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于电解电镀电源***与电解槽的安装结构，其特征在于，所述电解电镀电源***包括：依次连接的输入整流单元、逆变单元、以及变压与输出整流单元；
其中，输入整流单元用于对电网工频交流电进行整流，将交流电转换为高压直流电；逆变单元用于对高电压直流电进行逆变变换并输出高频交流电至变压与输出整流单元；所述变压与输出整流单元用于对高频交流电进行变压和整流变换，并输出低压大电流直流电至电解槽的电极板，
所述电解电镀电源***为分体式结构，其中，逆变单元和变压与输出整流单元设置在电解槽近旁，所述变压与输出整流单元的电源输出极近距离与电解槽的电极板接线端直接或间接连接；所述输入整流单元和逆变单元之间通过高压直流电缆连接。
2.根据权利要求1所述的安装结构，其特征在于，所述电源输出极与对应的电解槽外壁距离小于2.5米。
3.根据权利要求1所述的安装结构，其特征在于，所述输入整流单元设置在电气室中。
4.根据权利要求1所述的安装结构，其特征在于，所述变压与输出整流单元的电源输出极经电缆、铜箔软连接件、铜编制带电缆或者铜排间接连接至电解槽的电极板接线端。
5.根据权利要求1所述的安装结构，其特征在于，所述变压与输出整流单元包括高频变压器和输出整流器件；其中，输出整流器件包括快恢复二极管、肖特基二极管、碳化硅二极管或者MOS管。
6.根据权利要求1所述的安装结构，其特征在于，所述输入整流单元包括全桥输入整流电路、功率因数校正电路或者多脉波输入整流电路；其中，多脉波输入整流电路采用12脉波、18脉波、24脉波、36脉波或者48脉波整流电路。
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