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直流高压发生器
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涂附磨具行业常见的静电植砂高压发生器

时间:2020-9-29 17:00:13   作者:网友投稿   来源:fashengqi.lexiangww.com   阅读:4303   评论:0
内容摘要:浅谈静电植砂高压发生器摘要:本文阐述目前涂附磨具行业常见的静电植砂高压发生器,分析指出低频高压发生器比直流高压发生器有较多优点。介绍了18年来作者研制的三代产品的性能和特点。上个世纪八十年代末,原第二砂轮厂和上海砂轮厂开始由德国引进涂附磨具生产设备,静电植砂技术由此进入中国。1992年上海理工大学研制出国产静电植砂技术...
浅谈静电植砂高压发生器

摘要:本文阐述目前涂附磨具行业常见的静电植砂高压发生器,分析指出低频高压发生器比直流高压发生器有较多优点。介绍了18年来作者研制的三代产品的性能和特点。

上个世纪八十年代末,原第二砂轮厂和上海砂轮厂开始由德国引进涂附磨具生产设备,静电植砂技术由此进入中国。1992年上海理工大学研制出国产静电植砂技术,经过近20年的发展,我国涂附磨具行业几乎所有的企业都采用了静电植砂工艺。

静电植砂是在高压电场的作用下,砂粒克服自身重力,飞向带胶基布的一种砂布生产工艺。在静电植砂生产线中,使用着直流和低频交流两种高压发生器。直流高压发生器一般是原来生产静电喷漆、静电植绒的静电高压设备厂生产的。电路结构简单,价格比较便宜。它的电场力较小,适合用于P80—P320中等粗细的砂布生产。低频交流与直流高压相比有以下几方面的优点:
1
低频高压能够使砂粒在电场中产生较大冲击力。
砂粒在交流高压作用下,一正一反地被极化,可以比喻为拳头缩回来再打出去,进入涂胶层时冲击力较大,因此进入胶层较深,粘结比较牢固。且重心朝里尖头朝外,排列比较整齐,砂布磨削锋利,质量较好。低频交流还可以设计适合静电植砂的特种脉冲波形来增加冲击力。植砂时听到“沙、沙、沙”的飞砂声就是砂粒冲击的声音。

众所周知,高压电场的电极板必须安装在绝缘支架上,而绝缘支架和极板间距能够承受的高电压是有限的,过高的电压会造成绝缘击穿、极板间隙放电打火。目前,直流高压发生器上限100KV,低频交流高压上限60KV。在同等绝缘条件下,交流高压对地电压较低,击穿的可能性较小。

2
交流可以去除砂粒的极化。
在植砂过程中,一部分砂粒被胶粘在基布上,另一部分砂粒未被粘住而掉下来,还有一部分进入胶层较浅、粘得不牢的砂粒,在反向电场的作用下也能掉下来,产品质量较好。由于砂粒是电的不良导体,具有电介质的性质,在电场中有极化作用。在受电场力再次作用时,砂粒极化会表现出反电场方向的作用力,而减小吸引时的冲击力。交流高压的负半周有去极化作用,可以使得前一次未被粘住的砂粒下一次仍冲向胶层,使静电植砂连续生产的质量比较稳定。

3
可以按照生产实际需要调整频率和极板尺寸。
粗砂质量大,惯性也大,必须用较低频率才能在电场中从下极板飞到上极板。而较低频率生产率较低,因此细砂植砂生产时,频率调高一些,兼顾砂粒有足够时间从下极板飞到上极板和较高的生产率。粗砂低频工作如生产率偏低,可以适当增加极板长度来获得较高生产率。

4
交流比直流高压电压稳定。
直流高压发生器内部电路结构比较简单,高压由倍压整流电路产生,内阻很大且无法调整控制,使得高压电压稳定性差。而低频交流高压电压由高压变压器直接产生,相对内阻较小,且可以采取电路补偿和反馈措施,进一步提高高压电压的稳定性,从而能够对静电植砂电场强度进行比较精确的控制。好的低频交流高压发生器,它的高压电压稳定性很好,不但可以用于一般密植砂场合,还可以用于要求较高的疏密植砂可控的场合。上海理工大学JD-3型静电高压发生器属于这类产品。

4
交流高压发生器有较好的保护功能。
目前直流高压发生器采用半导体高压硅堆,属于不可控电子器件。当负载瞬时过载或电源超过极限时,主要保护手段是烧保险丝或空气开关跳闸,或者烧高压硅堆造成设备损坏。从我国实际情况来看,多数使用直流高压发生器的植砂机结构比较简陋,绝缘性能较差,高压放电打火现象时有发生,负载瞬时过载难以避免,因此故障率较高。

烧保险丝或空气开关跳闸,需要0.1秒或更长时间。若遇到工人触电需要瞬时保护,0.1秒时间就太长。目前低频交流高压发生器设计使用IGBT管,这是一种电压控制型大

功率晶体三极管,可以在10微秒时间内从导通变成关断,起到快速保护作用。此外上海理工大学产品设计了七种保护措施,使用安全。

低频交流高压发生器也有它的局限性。

1、电场力有限,还不能吸附很粗的砂粒,对于P36以粗的砂布生产还要借助重力植砂工艺。

2、交流高压由集成电路、三极管、电阻电容等弱电电子器件产生和控制。在高压强电环境下工作,有时也会损坏。需要从电路设计、制造工艺和材料选择多方面采取措施,使用者也要按规章操作。

上海理工大学是一所具有百年历史的综合性高等学校,在学习研究国外先进技术的基础上,1992年研制成功了JD-1型静电植砂高压发生器,获得了上海市科技进步奖和国家专利,产品销往全国各地并出口东南亚,满足了磨料磨具行业技术改造的迫切需要。随着磨具磨料行业对砂布砂纸质量要求越来越高,而且要求单位面积重量控制在一定范围,品种要求也不断增多,对于某些场合JD-1型静电植砂高压发生器难以胜任,为此,2003年上海理工大学研制出JD-2型精密控制型静电植砂高压发生器。它是JD-1型基础上的改进产品,保留了JD-1型全部技术性能,增加了对静电植砂电压的稳压控制。2008年又改进研制出JD-3型静电植砂高压发生器。它保留了JD-2型的全部技术性能,体积重量大为减少,调压控制精密度和快速性也有所提高,产品成本和价格还略有降低。

三种产品的性能对比见表一:

由表一可知,JD-3型保持了JD-1、JD-2型的全部优良技术性能。体积重量大为下降;显示分辨率比JD-1型明显提高,与JD-2型相同;植砂电压控制精度与稳度比JD-1明显提高,比JD-2型稍有提高;稳压调整时间JD-3为0.5秒,比JD-2(5~10秒)快得多;设备密封防尘性能较好;供电由三相380V改为单相220V,且功耗下降,节电良好,在漆包线、矽钢片等各种原料不断涨价的市场环境下,JD-3型价格不但不涨,反而稍有下降,使其成为性能价格比十分优良的静电植砂设备。

由表一看到,三种设备的电气控制柜变化改进较大,高压变压器未作变化。因为该变压器是我们特殊设计,专业定点生产产品。设计中巧妙地避开了电感电容分布参数造成的对2~30HZ工作范围的影响;输出阻抗和最低工作频率都明显优于进口同类设备,而且50多条生产线16年先后使用故障率为零。

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