电晕机的选择

2018-04-24 13:18:05 admin 110

电晕机的选择 



内容简介

    电子表面极化处理设备由于其属于大功率高压电源设备范畴,一般用户在购买时对其技术性能、质量和可靠性的优劣无法鉴定。本文介绍了不用仪器仪表,而用眼看、耳听、手摸和简单的模拟实验方法来定性判断、分析和检测电子表面极化处理设备的一些主要技术指标、设备技术的先进性和可靠。


  电子表面极化处理设备又称电子冲击机、电晕机、电火花机。电子塑料表面极化处理是塑料印刷行业在吹膜、复合、涂覆、真空镀铝和塑料印刷之前的一道必不可少的工艺流程。表面极化处理在纸张印刷、印染和电缆制造业方面也有广泛的用途。虽然表面极化处理设备相比其它诸如吹膜机、印刷机、复合机等机械设备在体积和价值上“微不足道”,但其在这些工艺流程中所起的质量保证作用是每一个生产单位都尽人皆知。可以说没有电子表面极化处理设备就没有现代塑料印刷技术。由于电子表面极化处理设备是一电子设备,生产单位较多,鱼龙混杂,只看厂家的自我宣传难分优劣。而用户在选用电子表面极化处理设备时又不知道如何选择和判断各种设备的技术和性能的优劣。如果参照以下所述的方法来鉴定,则可选到满意的电子表面极化处理设备。

    量体积、比重量、看结构

    在相同功率或相同处理宽度的电子表面极化处理设备中体积越小、重量越轻者其技术含量越高、技术也越先进和可靠。由于电子表面极化处理设备的实质就是大功率交流高频逆变电源。第一代可控硅式逆变电源用的是低压逆变技术,设备中使用了多个体积庞大和笨重的工频变压器,且逆变频率较低,其逆变用的脉冲变压器的体积较大而笨重。如一千瓦的电子表面极化处理设备的重量即达20~30公斤。因而,可控硅电子表面极化处理设备的体积庞大而笨重。第二代的电子表面极化处理设备甩掉了工频变压器,使用了晶体管或GBIT功率器件,直接将工频电源进行逆变,且提高了逆变工作频率,缩小了逆变脉冲变压器的体积,使电子表面极化处理设备的整机体积和重量较可控硅式的设备大为减小。如一千瓦的电子表面极化处理设备的重量约为8~16公斤。第三代的电子表面极化处理设备在第二代的基础上增加了微处理器(单片微型计算机),使设备的能量转换效率和工作频率较第二代的设备又有了提高,并进一步缩小了整机体积和设备重量。如第三代一千瓦的电子表面极化处理设备的重量仅为3~5公斤。在体积上,三代设备的体积之比约为:

第一代设备体积:第二代设备体积≈3至5:1

第二代设备体积:第三代设备体积≈2至3:1

    电子表面极化处理设备的整机结构是否简洁和合理也代表了设备的技术水准,同时也代表了设备使用的可维护性。由于电子表面极化处理设备的实质是大功率交流高频逆变电源,其故障率较其它设备高。用户在购买了设备后必须要考虑设备出现故障后的可维护性。第一代可控硅式电子表面极化处理设备的体积庞大而笨重,如一台三千瓦的设备其体积即达一个家用立柜之巨,而重量可近百余公斤,线路连接繁杂。设备一旦出现故障只有专业技术人员或生产厂家上门服务才能维护。对不具备维修条件的单位只能望机兴叹了。而现代的第三代微处理器式的电子表面极化处理设备由于其控制电路的集成度高、自动控制和检测能力强、能量转换效率也高,因而整机结构小而简洁合理。如一台三千瓦的设备其体积仅为一台计算机主机的二分之一大小。再加上其模块化的结构(内部通常为2~3个模块),维护极为方便容易。设备即使出现故障只要向设备生产单位通过特快专递索取或购买相关模块即可及时解决问题。

    听声音、看火花、测效果 

    在对电子表面极化处理设备的外观和结构进行了主观评价后,即可将主机和放电架连接,通电检测。接通电源,设备应能正常工作。放电架上的硅胶辊和金属电极之间即会出现电晕“放电”,并随着硅胶辊被加热(5~10分钟),电晕放电会逐步均匀细蜜。由于不同年代的电子表面极化处理设备的工作频率差异较大,其电晕放电现象和设备发出的声响特征也有明显的差异。可控硅式电子表面极化处理设备工作频率较低,约5千赫兹。电晕放电火花较粗,“电弧”会延伸至金属电极边缘以外较远处,弧色呈兰色偏红。在薄膜处理的表面极化达因值要求较高时,加大处理功率会导致薄膜穿孔,降低薄膜的阻隔性和使薄膜的反面也出现较高的达因值至焊接牢度下降。工作时设备也会发出较强的尖锐啸叫声。

    第三代由微处理器控制的(智能型和数码型)电子表面极化处理设备其工作频率一般较高,约14~25千赫兹。电晕放电火花细蜜而均匀,“电弧”基本集中于金属电极附近,弧色呈兰色偏白。设备工作时听不到尖锐的啸叫声,仅能听到放电架电晕放电时发出的沙沙声。薄膜处理的表面极化达因值要求较高时,可加大处理功率,也不会降低薄膜的阻隔性。第二代电子表面极化处理设备的电晕放电特性和其工作频率一般介于其之间。

    当然,电子表面极化处理设备的使用效果最终还是要通过处理效果测定来判断。在相同宽度和处理效果的条件下,第三代微处理器式电子表面极化处理设备要比第一代可控硅式电子表面极化处理设备节能1.5~2.5倍。

    试保护、变条件、摸热量

    在选择电子表面极化处理设备时特别要注意设备的可靠性。一般可用试保护、变条件、摸热量的方法来考核设备的优劣和早期可靠性。

    试保护

    就是将设备主机的高压输出端在允许的(AC220V)输入范围内进行多次的开路、短路和拉弧放电,主机也不会损坏。

    高压输出端开路保护试验

    将设备主机的高压输出端和放电架之间的导线断开即去掉高压输出线。在主机的交流电压(AC220V)输入端接一台和设备相应功率的调压器,按照设备使用说明书给出的最大输入电压范围使用条件(一般为AC220V±20%),选择最高(AC242V)、中间(AC220V)和最低(AC198V)三点电压,分别进行重复不规则的开机和关机,主机不应损坏(可控硅式的设备不宜做这个实验,因为在输出开路时可控硅上会产生较高的反峰电压击穿可控硅而其保护又是机械式的,保护速度较慢,极易损坏设备)。

    高压输出端短路保护试验

    将设备主机的高压输出端用导线短路。在主机的交流电压输入端(AC220V)接一台和设备相应功率的调压器,按照设备使用说明书给出的最大输入电压范围使用条件(一般为AC220V±20%),选择最高(AC242V)、中间(AC220V)和最低(AC198V)三点电压,分别进行重复不规则的开机和关机,主机不应损坏(可控硅式的设备不宜做这个实验,因为其保护一般是机械式的,保护速度较慢,极易使可控硅过载损坏)。

    高压输出端拉弧保护试验

    将设备主机高压输出端和放电架之间按照正常的工作方式连接。在主机的交流电压输入端(AC220V)接一台和设备相应功率的调压器,按照设备使用说明书给出的最大输入电压范围使用条件(一般为AC220V±20%),选择最高(AC242V)、中间(AC220V)和最低(AC198V)三点电压,分别进行重复不规则的开机和关机,主机应能正常的工作。同时用一50厘米以上长的绝缘棒在其一端绑一段金属导线,在每次开机正常工作后,对高压输出进行间距不等的不规则的拉弧放电,主机不应损坏(可控硅式的设备不宜做这个实验)。

    以上三项输出保护的检验基本模拟了设备在日常使用中放电架可能出现的问题。能够通过这三项输出保护的考验,设备一般也就不会因为放电架或输出导线等负载故障而导致主机损坏。

    变条件

    变条件就是改变电子表面极化处理设备的输入电压和使用不同参数的放电架,而设备能否适应。由于工业环境一般比较恶劣,输入电压的高低变化和放电架结构(如放电间隙大小、放电片宽窄和放电面积大小)的离散是经常可能出现的。好的设备在改变了这些外界条件后不但能够正常地长期工作,而且设备的能量转换效率还不致降低。因为电子表面极化处理设备是大功率的电源,效率下降即意味着设备主机的热量增加。如一台3千瓦的设备,如果其能量转换效率下降10%,则设备的损耗要增加300瓦。这些损耗都转变成热,将使主机的温升增加较多,即使设备不坏,也可能导致设备的使用寿命大为缩短。因为电子器件在其极限温度下,温度每增加10度其寿命将缩短一半。因此,设备主机的工作温度基本代表了设备的长期使用寿命。用户在购买设备时可用如下方法来大致判断或比较设备主机的使用寿命。

    主机输入电压适应性

    将设备主机和放电架按照工作状态安装好。在主机的交流电压输入端(AC220V)接一台和设备相应功率的调压器按照设备使用说明书给出的最大输入电压范围使用条件(一般为AC220V±20%),选择最高(AC242V)和最低(AC198V)两点电压让设备分别工作两至三小时。在最低输入电压时设备要能正常工作,只是功率减小。在最高输入电压时设备也应能正常工作,而且还要保持较高的能量转换效率。设备中功率器件的温升不要超过10度(即环境温度加10度)。最简单和直接的测试方法就是打开机箱,(一定要注意安全,在摸时最好将AC220V输入电源的插头拔掉)用手摸一摸设备中功率器件和其散热器上的温度。在冬季,手感一般为微温、在夏季,功率器件和其散热器上的温度其手感为不烫手。如果有不同类型的电子表面极化处理设备,在相同功率、电压和负载的条件下,只要比较设备中功率器件和其散热器温度的高低即可大致判断其效率的大小和使用寿命的长短。第一代可控硅式的设备一般效率较低,约为60%~70%,其庞大的体积也是为了散热的需要。因为它是低压工作方式,电压适应范围较宽,但输入电压较高时其效率将降低。第二代的设备在输入电压较高时一般效率会降低,约为80%~90%。其最低工作电压一般不能小于AC180V。而第三代微处理器式电子表面极化处理设备由于其具有完善的软硬件检测和控制系统,可以使功率器件在各种复杂的条件下也能保持良好的工作状态。因此,其适应范围较宽,有的设备在AC120V~AC260V的情况下都能正常工作(如ZW智能型和CTE数码型电子冲击机)。在如此宽的范围内其能量转换效率可保持在95%以上。

    主机对放电架负载变化的适应性

    放电架是电子表面极化处理设备主机的负载。其主要结构变化不大,都采用硅橡胶为介质,并包覆于金属辊之上和金属电极之间进行放电。但金属电极的结构、形状、长度和放电间隙对主机的工作状态影响较大。在主机的电参数一定的情况下,金属电极放电面积越大其所呈现的等效电阻和电容也越大,即主机的负荷越重。因此,如果改变放电架金属电极的结构、形状、长度和放电间隙将直接影响主机的工作状态,使主机的能量转换效率降低。其后果将使主机的温升增加减少使用寿命,甚至使主机不能工作和损坏。

    主机对放电架负载变化的适应性反映了主机的控制能力。第一代和第二代的电子表面极化处理设备主机的负载适应性较差,一般只能配用按照主机指标要求的单一放电架。在使用放电架的金属电极放电面积大于配套放电架的放电面积将使主机的温升增加,放电面积若大于两倍以上,主机有可能温升过高或损坏。第三代微处理器式电子表面极化处理设备由于其具有完善的软硬件检测和控制系统,对负载变化的自适应能力较强,一般能适应各种结构的放电架。如丝状金属电极、鳍状金属电极、平面金属电极等,即使金属电极放电面积比主机要求的放电面积大一倍(即放电架尺寸长一倍)主机也能适应并不降低其效率。对用户来说要检验主机对放电架负载变化的适应性,只要换用不同金属电极结构(如形状、大小、长短)的放电架。先看主机是否能正常工作,再看主机的温升。即先让主机工作数小时,用手摸一摸设备中功率器件和其散热器上的温度。在加大放电面积后的主机温升会略有增加(3~5度)。若增加较多则适应性较差。

    用户若按照上述方法挑选电子表面极化处理设备,将能选择到性能比较满意,质量比较可靠,使用寿命比较长的设备。(完)

 

                                                                                                                        摘自2000年4月3日包装报