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青岛久印微弧氧化技术有限公司
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微弧氧化设备

微弧氧化(Microarc oxidation,MAO)又称微等离子体氧化(Microplasma oxidation, MPO),是通过电解液与相应电参数的组合,在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用,生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。

公司自主研发出多功能、双极性、高频大功率微弧氧化脉冲电源及微弧氧化生产线配套设备,已广泛应用于我国航空、航天、兵器、船舶等企业对铝、镁、钛及其合金材料表面进行陶瓷化的微弧氧化处理,该产品亦可用于大专院校、科研院所对其合金材料表面进行陶瓷化的微弧氧化研究......

设备图
设备特点
应用领域

可用于航空、航天、兵器、船舶,配件等零部件表面微弧氧化处理。使其具有高的硬度、耐磨性、耐蚀能力及绝缘性等。
尤其适用于几何形状复杂的镁、铝、钛、锆、钽、铌、铊等合金的表面微弧氧化多品种批量生产。广泛应用于船舶、汽车、军工、智能机械及航空航天等领域。

图 图 图 图 图
技术参数

 

开放式微弧氧化生产线专案技术参数

(一)微弧氧化电源

1.设备技术规格书(技术要求)

1.1 MAO-200微弧氧化电源设备输入参数:

1.1.1 设备输入电压:AC 380V/50Hz,电压波动在±10%以内

1.2 设备输出参数:

1.2.1 正脉冲额定输出电压:0~750 V精度0.1V

1.2.2 正脉冲额定输出电流0~200 A精度0.1A

1.2.3 正脉冲最大输出峰值电流:2000 A

1.2.4 负脉冲额定输出电压:0~250 V精度0.1V

1.2.5 负脉冲额定输出电流0~200 A精度0.1A

1.2.6 负脉冲最大输出峰值电流:2000 A

1.2.7 输出脉冲数:50~1000

1.2.8 输出脉冲宽度:30µs~5000µs

1.2.9 额定输出功率:200KVA

1.3 其他技术要求:

1.3.1 计算机触摸屏自动控制系统:自动或手动操作控制均可,任意设定加工电流、电压、时间、脉宽及脉冲数组合等各种工艺参数。

1.3.2具有典型材料工艺参数储存(100条信息)和调用功能(包括电流、电压、频率、脉冲宽度/个数、加工时间等);通过接口可与外接计算机数据传输通讯。

1.3.3 具有恒峰值控制模式,达到加工面积大,电流小的效果,节能明显。

 

1.3.4 配置隔离专用三相变压器,生产安全可靠,对网压及周边电子设备无明显干扰,环保性好,电源运行更稳定,使用寿命长。

1.3.5 电源采用风冷,结构合理,关键电器元件选用质量性能极佳的配件,设备安全可靠

     1.3.6设备配备软启动方式;设备输出功率应达到200KVA,输出电流及电压的稳定精度应不大于1%。

1.3.7操作面侧设置有安全挡板,该安全挡板与微弧氧化设备联动,挡板在开启的状况下,整流器不能开启,只有当挡板关闭的情况下,才能启动设备。

2.设计和制造所采用的技术标准

若我公司能荣幸为贵单位提供此套设备,我们将严格按下列标准完成设计和生产任务,保质保量的向用户提供最满意的成套产品。

2.1通用标准

(1) GB/T3100-1993                                   国际单位制及其应用

(2) GB/T3859.1-1993                        半导体电力变流器基本要求规定

(3) GB/T3859.2-1993                           半导体电力变流器应用导则

(4) JB/T8740-1998                                       电化学用整流器

(5) JB/T5833-1991                             电力变流器用纯水冷却装置

(6) GB/T13422-1992                        半导体电力变流器电气试验方法

(7) GB/T13539.4-1992        低压熔断器半导体器件保护用熔断器的补充要求

(8) JB/T7626-1994                           反向阻断三极晶闸管测试方法

2.2设备制造标准

 (1)电化学用整流器标准:JB/T8740-1998

 (2)其它标准:GB/T4940,GB/T13422-92GB/T4208-93GB/T14549-93JB/T5836-1991JB/T5837-1991JB/T5841-1991JB/T5833-1991等。

 

 

主电源技术设计和特有的技术

公司数年从事微弧氧化电源生产和研究的经验及教训,并吸收国内外相关的先进技术,我们设计了主电路采用双直流电源的桥式输出电路结构。先以整流变压器升压和降压,变压器二次侧通过晶闸管相控整流获得两组直流电源,再分别经平波电抗器限流后,输入电容器组,然后斩波输出。电源控制方案是我公司专门配合微弧氧化工艺开发的恒峰值电流运行模式,采用此控制方式保证了在工件加工中,时刻保证单脉冲功率最大化,使得起弧时间缩短、加工时间缩短、成膜速度快、膜层质量明显提高更加致密,美观。

 

 控制功能

一.(1) 为便于操作和安装,电源装置的控制人机界面采用台湾威伦触摸屏,各状态参数一目了然,设备便捷方便。

   (2) 采用可编程控制器PLC加可编程终端的方式实现监控。PLC及其配套器件装在电源柜内,可编程控制器PLC和可编程终端选择德国Siemens公司原装的可编程控制器和可编程终端,该PLC和可编程终端具有良好的抗电磁干扰、长期运行可靠性高;PLC结构为模块化结构,模块间相互独立,在不动接线的情况下,可方便地拆卸;软件支持配该公司该品牌最新版本且容易实现升级的软件,除满足电源系统要求的监控功能外,还便于用户对工艺部分监控、检测及保护与报警功能的拓展。PLC输入端和输出端电源均采取隔离变压器或隔离模块进行电气隔离。考虑到用户今后拓展新的功能之需要,实际的检测和控制输出点数按20%富余量考虑,柜内今后能新增接线端子、I/O模块的安装空间等按20%富余量考虑。

二.  控制部分主要工作

MAO-300200 100 60 40 微弧氧化电源控制系统是我公司总结多年从事微弧氧化电源反复改进和完善而开发的第四代电源控制系统,它由触摸屏、西门子可编程序控制器PLC、晶闸管的触发器、采样处理电路、斩波控制电路、继电操作与控制等部分组成,充分发挥微机控制器与PLC配合的强大功能,控制设计完成的主要工作如下:

① 电源系统工作状态的实时检测及处理与显示

微机控制器与PLC配合以巧妙的巡回检测程序实时检测机组运行信息,通过霍尔电压和霍尔电流传感器的隔离后,实时检测及显示输出直流电流、直流电压;峰值电流,输出脉宽、输出频率,整流器汇流母排和元件母排的温度;冷却水水压、冷却水水温、变压器温度等信号

电源系统工作状态的检测及保护与故障报警,巧妙设计构成完善的保护系统

控制部分利用PLC及我公司专门设计的在近百台设备中实际使用证明极为可靠的电子式保护板,以保证系统的可靠及稳定工作,与配套的数字触模屏显示器,故障类型和故障点及保护类别的位置直接以汉字形式给出,具有直观、明确、一目了然的效果,故障或保护原因清晰,保护或故障点直接指出,方便了检修及维护,避免了应用PT单元仅能指出那个组件损坏,需要逐个检查组件故障点的麻烦。给用户观察和处理带来极大方便。主要设计的检测及保护与故障保护及报警功能为:水压两级欠压保护功能、冷却水水温超限保护报警功能、变压器温度超限保护报警功能、汇流母排和元件母排温度超限保护报警功能、控制角上下限超限保护报警(限位值可调)元件损坏保护、过电压保护、过电流保护、冷却水压力低保护、冷却水流量不足保护、当工艺联锁停车信号有效时,控制系统迅速把输出降为零,并进行脉冲封锁、PLC判断正在工作的控制通道有故障将先减该控制器的给定,并将备用的控制通道的给定增加到原给定的位置,延时一段时间后报警。过压或过流时进行故障的保护及报警;向炉体控制操作台传送整流机组的运行状态及故障信号信息((各种送入PLC系统的模拟信号(0-5V)经过霍尔电流与电压传感器隔离模块电气隔离,输出的开关量通过继电器方式隔离)

电源系统工作状态的诊断与运行控制,方便使用的人机接口和功能

1) 电源柜及外部配套设备的监控:水冷却装置的启、停;内外水的水压和流量;母线温度及冷却水的温度是否超限,系统运行是否发生过压或过流。

2) 电源柜及配套设备的运行控制:为便于使用和操作,在电源柜上设计有低压进线接触器合、分操作按钮;输出直流电压;输出直流电流;晶闸管的触发移相控制角指示等按钮和仪表。通过PLC的诊断与控制低压进线接触器合闸/分闸状态、控制电源合/分状态、手动/自动转换、恒压/恒流、紧急停车等;

3) 输出电流给定采用台湾威伦触模屏实现输出电流、电压、频率、脉冲宽度等参数的直接设定。方便用户使用中调节与给定。

 

4) 自动运行参数组,设置有多组参数设置项,可以时时在线设置或提前设置自动运行的参数,参数组执行完毕自动停机,封锁输出。

5) 系统专门预留有RS485通讯口方便用户进行上下位组态,升级或数据的传输。

④ 优良的控制效果

控制部分巧妙与独特的设计,可以保证系统实现下列关键性能指标:

1) 设备开机自检,自检正常无误可以正常开机运行,给定不在0不能解除封锁。设备没有输出,设备设置有四种工作模式,依据需要可任意选择。手动恒压,手动恒流,自动恒压,自动恒流。

2) 瞬态调节灵敏,动态响应好,动态电流的超调不大于调节电流的±1℅ ,调节时间不超过10ms;

3) 具有完善的保护措施,如冷却水保护,母排过热,变压器与电源的过流保护,操作过压保护、整流元件的损坏指示等。

    ⑤ 晶闸管的触发控制部分

    该部分主要应用我公司独有的、专门为微弧氧化电源系统工作应用而设计的、具有相序和相位自适应功能的数字化触发控制器,该控制器以可编程逻辑器件为核心,外配以高质量的外围元器件,构成相序自适应触发控制器,与高精度的电流反馈环节和高稳定度高精度的调节器相适应,从而实现快速方便准确的调节,保证输出电流的高度稳定,调试中不需要对相序,几乎调试中不需要示波器,该触发器脉冲均衡性好,对称性高、可保证整流元件之间更严格的均流,并可内部自动检测工作状况,极大的提高了运行的可靠性。

电源柜盘面仪表配置

为便于及时观察与监控设备系统的工作状态,在电源柜面板设置母线电压,母线电流这些表的显示值在触摸屏界面上同时动态显示。

安装于某公司的微弧氧化生产线

 

 

安装于某公司的微弧氧化生成线
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