低功率高频高压静电喷涂电源研究.pdfVIP

Technology Application · 低功率高频高压静电喷涂电源的研究 Study of low power high frequency high voltage electrostatic spraying power supply 蔡昌文，张波，陈立军 华南理工大学电力学院雅达电源试验室（510640） 摘 要：本文研究了高压静电喷涂的机理，叙述了静电喷涂电源的发展与现状。并研究了目前高压静电电源采用的电路 拓扑，提出了系统控制的方案，并对高压变压器，输出滤波电容，倍压整流电路进行设计。 叙 词：静电喷涂，高压直流电源（HVPS），谐振，高压变压器，倍压整流 中图分类号：TM86 文献标识码：B 文章编号：1606-7517（2009）06-5-103 在机电和轻工业等产品生产中，将具有一定的涂料涂 附在制品表面，经过固化形成涂膜，可对制品起到保护和 装饰。因此，现代涂装技术已经成为一项不可缺少的新工 艺，应用范围越来越广泛。而静电喷涂就是一种较新的涂 装工艺。与普通的涂装工艺相比，具有涂料雾飞散量少， 可节约涂料10 ％~ 40 ％；同时可减少环境污染，改善劳 动条件，容易实现机械化和自动化；涂装过程在机械力和 图 1 静电喷涂原理 高压静电电场下进行，涂膜性能优良。这已经广泛的应用 于汽车，各类电器如电冰箱空调和五金制品的表面喷涂工 由静电喷涂的原理可知，高压电源是产生强静电场的 艺中。 关键核心。静电喷涂要求高压电源能够输出一个足够大的， 静电喷涂是依据静电场对电荷的作用原理而实现。如 连续可调的高电压，并且这个高电压具有很强的动态特性， 图1 静电喷枪的枪头接高压负极，零件接高压正极，这样 系统能对过流进行限定，低损耗，体积小，重量轻，价格 枪头与零件之间就形成了静电场。当电压足够高时，枪头 低廉。目前常用的电压是40~120kV，功率消耗100W 左右， 附近区域内的空气产生强烈的电晕放电，形成了气体电离 输出电流500 μA 左右。 区域。当静电喷枪将涂料喷出，涂料微粒接触喷头边缘或 近年来随着一些新型的静电喷枪的研制成功，与其配 喷嘴处的极针而带电，在同性相排斥的力的作用下，颗粒 套的高频电压发生器的输出电压可以提高到140~160kV， 离开喷嘴一小段距离便散开雾化，静电场越强，颗粒散开 功率也相应的提高。 雾化的效果越好。雾化的颗粒当经过气体电离区域时再带 随着半导体技术的发展，高频高压静电发生器正向 电。这些带电的涂料微粒在电场力的作用下向异极的零件 微型化发展，有的手提式静电喷枪，高频高压静电发生 表面运动，被附着并沉积在零件表面，形成了均匀的涂膜。 器就装置在喷枪内，外面的电缆线只要输入12~20V 之间 2009.06 · 103 Technology Application · 的低压电即可，如美国格雷格公司的高频高压发生器，采 用微型气轮机带动摩擦轮发电，经过大规模集成线路板 变压可产生40~120kV 高压，这种新型高频高压发生装置 安全可靠，性能优越，还有法国SAMES 公司最近生产的 GNM100，GNM200 控制系统，内部采用了单片机控制并 配有液晶显示外部键盘控制，可以通过键盘根据负载情况 预设电压和电流值，并通过液晶显示目前工作情况，是目 前较新的高智能产品，高智能化是以后国内高压静电喷涂 图 3 反激式高压 PWM 直流电