CN217351586U - 一种自循环式储能电镀机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自循环式储能电镀机，其特征你在于，所述自循环式储能电镀机包括第一电池组、第二电池组、双向降压充电电路、全桥整流电路和电解电镀槽；所述第一电池组与第二电池组中各电池型号和规格相同；用相同规格的电池组组成相互充电条件，把电解电镀槽串入两组电池的正极连接线上；通过一组电池向另一组电池充电方式，产生的充电电流带动串入两组电池的正极连接线上的电解槽中的镀层电荷移动到负极镀件上形成镀层。

Description

一种自循环式储能电镀机

技术领域

本实用新型属于电解电镀技术领域，尤其涉及一种自循环式储能电镀机。

背景技术

目前电解、电镀行业均为能耗大的产业，小型电镀工厂每月都需几十万、上百万电费支出、大型同类企业每年有上亿电费支出；其原因是电解、电镀都是通电流带动金属离子定向移动到负电极上，吸收电子后还原成金属原子形成镀层或金属本体；金属离子-电荷量与电流成正比，电荷量越大所需要的电流量越大，形成大电流能耗条件，如有些电镀设备的工作电流有50000A。

目前电解、电镀行业能耗成因有：

1.大电流能耗条件下需要匹配大功率变压器，如2500kVA的变压器，3台到5台，单机无功能损耗为10％-15％,无功占比过大又无法避免。

2.电解工序中的工作电压很低，如电解铅的工作电压只有1.7V、工作电流500A；这种条件下的变压器接近短路工作条件，发热损耗过大；无功功率接近30％

3.电解液中杂质过多造成效率下降，能耗损失过大；

为改善目前电解、电镀行业的能耗问题，亟需一种新型的电镀装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了克服现有技术问题，提供了一种自循环式储能电镀机，用相同规格的电池组组成相互充电条件，把电解电镀槽串入两组电池的正极连接线上；通过一组电池向另一组电池充电方式，产生的充电电流带动串入两组电池的正极连接线上的电解槽中的镀层电荷移动到负极镀件上形成镀层。

本实用新型目的通过下述技术方案来实现：

一种自循环式储能电镀机，所述自循环式储能电镀机包括第一电池组、第二电池组、双向降压充电电路、全桥整流电路和电解电镀槽；所述双向降压充电电路包括：接线端子C、接线端子D、接线端子E和接线端子F，其中，接线端子C和接线端子F之间依次串联有第一 MOS管、电感器和第二MOS管，接线端子E或接线端子F经第一二极管连接于第一MOS管的源极与电感器之间，所述线端子E或接线端子F经第二二极管连接于电感器与第二MOS管的源极之间，且所述第一MOS管和第二MOS管分别与控制电路相连；所述第一MOS管和第二MOS管内设有寄生二极管，分别为第一单向放电二极管和第二单向放电二极管，其中，第一MOS管的源极与第一单向放电二极管的正极连通，第一MOS管的漏极与第一单向放电二极管的负极连通，第二MOS管的源极与第二单向放电二极管的正极连通，第二MOS管的漏极与第一单向放电二极管的负极连通，所述全桥整流电路包括第一可控硅、第二可控硅、第三可控硅和第四可控硅，所述第一可控硅的阳极与所述第二可控硅的阴极相连；所述第三可控硅的阳极与所述第四可控硅的阴极相连；且所述第一可控硅与第三可控硅的阴极分别与电解电镀槽中若干并联的正极板相连，所述第二可控硅与第四可控硅的阳极分别与电解电镀槽中若干并联的负极板相连；所述第一电池组的正极与所述双向降压充电电路的接线端子C相连，所述第一电池组的负极与所述双向降压充电电路的接线端子E相连，所述第二电池组的负极与所述双向降压充电电路的接线端子F相连，所述第二电池组的正极连接于第三可控硅与第四可控硅之间线路，所述双向降压充电电路的接线端子D连接于第第一可控硅与第二可控硅之间线路。

根据一个优选的实施方式，所述第一电池组与第二电池组中各电池型号和规格相同。

根据一个优选的实施方式，所述第一电池组包括A1电池和A2电池，第二电池组包括B1 电池和B2电池。

根据一个优选的实施方式，当第一电池组向第二电池组充电时，第一电池组中A1电池和 A2电池串联接入所述双向降压充电电路；第二电池组中B1电池或B2电池接入所述双向降压充电电路。

根据一个优选的实施方式，第二电池组向第一电池组充电时，第一电池组中A1电池或 A2电池串联接入所述双向降压充电电路；第二电池组中B1电池和B2电池串联接入所述双向降压充电电路。

根据一个优选的实施方式，所述自循环式储能电镀机还包括充电机，所述充电机被配置为当第一电池组向第二电池组充电时或第二电池组向第一电池组充电时的备用充电电源。

根据一个优选的实施方式，所述充电机的输入电压为380V工业电压，所述充电机的输出电压与作为充电电源的第一电池组或第二电池组电压匹配。

前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案。本领域技术人员在了解本实用新型方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本实用新型的有益效果：本实用新型自循环式储能电镀机，利用相同规格的电池组互相充电条件，放电电池中的离子转移量与充电电池的离子转移量是相同的；串入的电解电镀槽中的镀层离子也是相同的；利于电池之间的能量转换条件，可提高电能使用效率，同时减少设备功率需求条件，减少变压器无功损耗。用4组相同规格的电池组组成相互充电条件，把电解电镀槽串入两组电池的正极连接线上；通过1组电池向另一组电池充电方式，产生的充电电流带动串入两组电池的正极连接线上的电解槽中的镀层电荷移动到负极镀件上形成镀层。

本实用新型自循环式储能电镀机是把现有电解电镀生产技术中的一次性能耗的工作方式改变成电能储入储能器中并多次利用方式，大幅降低电解电镀生产能耗，符合节能、减少碳排放的社会需要。

附图说明

图1是本实用新型的自循环式储能电镀机的总成图；

图2是本实用新型的自循环式储能电镀机的双向降压充电电路图；

图3是本实用新型实施例中基于图1的第一电池组向第二电池组中的B1电池充电电路图；

图4是本实用新型实施例中基于图1的第一电池组向第二电池组中的B2电池充电电路图；

图5是本实用新型实施例中基于图1的第二电池组向第一电池组中的A1电池充电电路图；

图6是本实用新型实施例中基于图1的第二电池组向第一电池组中的A2电池充电电路图；

其中，15-充电机，16-第一MOS管，17-电感器，18-第二MOS管，19-第一二极管，20-第二二极管，21-第一可控硅，22-第二可控硅，23-第三可控硅，24-第四可控硅，25-负极板，26-正极板，27-A1电池，28-A2电池，29-B1电池，30-B2电池，31-第一连接接触器K1，32-第二连接接触器K2，33-第三连接接触器K3，34-第四连接接触器K4，35-第五连接接触器，36-第六连接接触器，37-接线端子。

具体实施方式

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

参考图1至图6所示，本实用新型公开了一种自循环式储能电镀机。所述自循环式储能电镀机包括第一电池组、第二电池组、双向降压充电电路、全桥整流电路和电解电镀槽。所述第一电池组和第二电池组用于实现电能的相互流通存储。所述双向降压充电电路用于实现第一电池组向第二电池组充电，或实现第二电池组向第一电池组充电。所述全桥整流电路用于保障正向电流条件下和反向电流条件下，电解电镀槽中的电流方向不变。所述电解电镀槽用于实现电镀作业。

本实用新型自循环式储能电镀机还包括充电机15，所述充电机15被配置为当第一电池组向第二电池组充电时或第二电池组向第一电池组充电时的备用充电电源。

具体地，所述充电机15的输入电压为380V工业电压，所述充电机15的输出电压与作为充电电源的第一电池组或第二电池组电压匹配。

优选地，第一电池组与第二电池组中各电池型号和规格相同。具体地，本实施例中，第一电池组包括A1电池27和A2电池28，第二电池组包括B1电池29和B2电池30。A1电池27、A2电池28、B1电池29和B2电池30的规格和型号相同。

附图中，BAT-A1、BAT-A2、BAT-B1、BAT-B2为规格相同的4组蓄能电池，分AB两组，也即是第一电池组和第二电池组，第一电池组也即是A组以BAT-A1、BAT-A2组合；第二电池组也即是B组以BAT-B1、BAT-B2组合。本实施例以锂离子电池为配套条件。

优选地，参考图2所示。双向降压充电电路包括：接线端子C、接线端子D、接线端子E和接线端子F。

其中，接线端子C和接线端子F之间依次串联有第一MOS管16、电感器17和第二MOS管18。接线端子E或接线端子F经第一二极管19连接于第一MOS管16的源极与电感器17 之间，所述线端子E或接线端子F经第二二极管20连接于电感器17与第二MOS管18的源极之间，且所述第一MOS管16和第二MOS管18分别与控制电路相连。所述控制电路用于实现第一MOS管16和第二MOS管18的驱动控制。

进一步地，第一MOS管16和第二MOS管18内设有寄生二极管，分别为第一单向放电二极管和第二单向放电二极管。其中，第一MOS管16的源极与第一单向放电二极管的正极连通，第一MOS管16的漏极与第一单向放电二极管的负极连通，第二MOS管18的源极与第二单向放电二极管的正极连通，第二MOS管18的漏极与第一单向放电二极管的负极连通。

第一MOS管16即图中Q3为大功率型，实现沟道增强型场效应管理，用于电荷驱动。第一MOS管18即图中Q4为为大功率型，实现沟道增强型场效应管理，用于电荷驱动。电感器17即是图中L为电感器，实现功率与设备设定功率匹配，用于限定传输电流流量值。

第一二极管19即图中D1为大功率二极管，用于释放电感器17中感应电能。第二二极管20即图中D2为大功率二极管，用于释放电感器17中感应电能。

优选地，所述全桥整流电路包括第一可控硅21、第二可控硅22、第三可控硅23和第四可控硅24。

其中，所述第一可控硅21的阳极与所述第二可控硅22的阴极相连。所述第三可控硅 23的阳极与所述第四可控硅24的阴极相连。

且所述第一可控硅21与第三可控硅23的阴极分别与电解电镀槽中若干并联的正极板 26相连，所述第二可控硅22与第四可控硅24的阳极分别与电解电镀槽中若干并联的负极板相连。

即是，图中D3、D4、D5、D6为4个可控硅组的全桥整流电路，用于保障正向电流条件下和反向电流条件下，电解电镀槽中的电流方向不变。

优选地，第一电池组的正极与所述双向降压充电电路的接线端子C相连，所述第一电池组的负极与所述双向降压充电电路的接线端子E相连。所述第二电池组的负极与所述双向降压充电电路的接线端子F相连，所述第二电池组的正极连接于第三可控硅23与第四可控硅24之间线路，所述双向降压充电电路的接线端子D连接于第第一可控硅21与第二可控硅22之间线路。

本实用新型自循环式储能电镀机包括2种工作方式：

1：当第一电池组向第二电池组充电时，如图3和图4所示。第一电池组中A1电池27和A2电池28串联接入所述双向降压充电电路。第二电池组中B1电池29或B2电池30接入所述双向降压充电电路。第一电池组经双向降压充电电路向第二电池组中的某个电池充电。不足的电能从与电网连接的充电机补充；这种降压充电模式可保护每个转移电荷做功。从而实现产生的充电电流带动串入两组电池的正极连接线上的电解槽中的镀层电荷移动到负极镀件上形成镀层上，完成电镀作业。

2：第二电池组向第一电池组充电时，如图5和图6。第一电池组中A1电池27或A2电池28串联接入所述双向降压充电电路；第二电池组中B1电池29和B2电池30串联接入所述双向降压充电电路。第二电池组经双向降压充电电路向第一电池组中的某个电池充电。不足的电能从与电网连接的充电机补充；这种降压充电模式可保护每个转移电荷做功。从而实现产生的充电电流带动串入两组电池的正极连接线上的电解槽中的镀层电荷移动到负极镀件上形成镀层上，完成电镀作业。

即是，本实用新型自循环式储能电镀机，利用相同规格的电池组互相充电条件，放电电池中的离子转移量与充电电池的离子转移量是相同的；串入的电解电镀槽中的镀层离子也是相同的；利于电池之间的能量转换条件，可提高电能使用效率，同时减少设备功率需求条件，减少变压器无功损耗。用4组相同规格的电池组组成相互充电条件，把电解电镀槽串入两组电池的正极连接线上；通过1组电池向另一组电池充电方式，产生的充电电流带动串入两组电池的正极连接线上的电解槽中的镀层电荷移动到负极镀件上形成镀层。

本实用新型自循环式储能电镀机是把现有电解电镀生产技术中的一次性能耗的工作方式改变成电能储入储能器中并多次利用方式，大幅降低电解电镀生产能耗，符合节能、减少碳排放的社会需要。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自循环式储能电镀机，其特征你在于，所述自循环式储能电镀机包括第一电池组、第二电池组、双向降压充电电路、全桥整流电路和电解电镀槽；

所述双向降压充电电路包括：接线端子C、接线端子D、接线端子E和接线端子F，其中，接线端子C和接线端子F之间依次串联有第一MOS管(16)、电感器(17)和第二MOS管(18)，接线端子E或接线端子F经第一二极管(19)连接于第一MOS管(16)的源极与电感器(17)之间，所述线端子E或接线端子F经第二二极管(20)连接于电感器(17)与第二MOS管的源极之间，且所述第一MOS管(16)和第二MOS管(18)分别与控制电路相连；

所述第一MOS管(16)和第二MOS管(18)内设有寄生二极管，分别为第一单向放电二极管和第二单向放电二极管，其中，第一MOS管(16)的源极与第一单向放电二极管的正极连通，第一MOS管(16)的漏极与第一单向放电二极管的负极连通，第二MOS管(18)的源极与第二单向放电二极管的正极连通，第二MOS管(18)的漏极与第一单向放电二极管的负极连通，

所述全桥整流电路包括第一可控硅(21)、第二可控硅(22)、第三可控硅(23)和第四可控硅(24)，所述第一可控硅(21)的阳极与所述第二可控硅(22)的阴极相连；所述第三可控硅(23)的阳极与所述第四可控硅(24)的阴极相连；且所述第一可控硅(21)与第三可控硅(23)的阴极分别与电解电镀槽中若干并联的正极板(26)相连，所述第二可控硅(22)与第四可控硅(24)的阳极分别与电解电镀槽中若干并联的负极板(25)相连；

所述第一电池组的正极与所述双向降压充电电路的接线端子C相连，所述第一电池组的负极与所述双向降压充电电路的接线端子E相连，所述第二电池组的负极与所述双向降压充电电路的接线端子F相连，所述第二电池组的正极连接于第三可控硅(23)与第四可控硅(24)之间线路，所述双向降压充电电路的接线端子D连接于第第一可控硅(21)与第二可控硅(22)之间线路。

2.如权利要求1所述的自循环式储能电镀机，其特征你在于，所述第一电池组与第二电池组中各电池型号和规格相同。

3.如权利要求2所述的自循环式储能电镀机，其特征你在于，所述第一电池组包括A1电池(27)和A2电池(28)，第二电池组包括B1电池(29)和B2电池(30)。

4.如权利要求3所述的自循环式储能电镀机，其特征你在于，当第一电池组向第二电池组充电时，

第一电池组中A1电池(27)和A2电池(28)串联接入所述双向降压充电电路；

第二电池组中B1电池(29)或B2电池(30)接入所述双向降压充电电路。

5.如权利要求3所述的自循环式储能电镀机，其特征你在于，第二电池组向第一电池组充电时，

第一电池组中A1电池(27)或A2电池(28)串联接入所述双向降压充电电路；

第二电池组中B1电池(29)和B2电池(30)串联接入所述双向降压充电电路。

6.如权利要求4或5所述的自循环式储能电镀机，其特征你在于，所述自循环式储能电镀机还包括充电机(15)，

所述充电机(15)被配置为当第一电池组向第二电池组充电时或第二电池组向第一电池组充电时的备用充电电源。

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