摘 要 介紹了在金電解中應(yīng)用交直流電源的串并聯(lián)混合電路，解決了交、直流疊加的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)電路和波形的分析，說(shuō)明了這一新型電源裝置的可行性，并經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)。 
        一、概述 
        在用電解法進(jìn)行金的精煉過(guò)程中，大都以粗金板為陽(yáng)極、純金片為陰極，以金的氯絡(luò)合物水溶液及游離鹽酸為電解液。但因?yàn)樵陉?yáng)極板中的雜質(zhì)都比金的電位低，均會(huì)電化溶解進(jìn)入溶液。其中的銀與鹽酸作用易生成AgCI薄膜附著于陽(yáng)極表面，使陽(yáng)極鈍化，嚴(yán)重時(shí)可造成金電解中斷。同時(shí)，陽(yáng)極板析出的Cl2極易導(dǎo)致生產(chǎn)車(chē)間環(huán)境的惡化。但如果在直流電源中輸入一定幅值的交流電，使陰、陽(yáng)極板的極性發(fā)生瞬間變化，不但可抑制AgCI的生成，而且非對(duì)稱(chēng)性的脈動(dòng)電流也會(huì)使AgCI薄膜疏松而脫落。由此可見(jiàn)，在直流電源裝置中疊加交流電是解決陽(yáng)極鈍化的有效手段之一。 
        二、電路設(shè)計(jì)及其波形 
        如果直流電源與交流電源直接串聯(lián)，當(dāng)交流電壓逐漸升高至直流電壓時(shí)，整流元件會(huì)因承受反向電壓而截止，使整個(gè)電路開(kāi)路，電流為零，這樣并不能達(dá)到使電解槽兩極的極性改變的目的。 
        如果直流電源與交流電源直接并聯(lián)，雖然可以實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)電流的反向，但直流電直接通過(guò)交流電源造成電能損耗太大，易燒毀交流變壓器的次級(jí)線(xiàn)圈。同時(shí)，當(dāng)交流電壓逐漸升高至直流電壓時(shí)，整流元件也會(huì)因承受反向電壓而截止，使直流電輸出中斷而延長(zhǎng)電解周期。 
        由上面的分析可知，交、直流電源的串聯(lián)電路與并聯(lián)電路都不能較好解決交、直流疊加的問(wèn)題。我們?cè)O(shè)計(jì)了一種串、并聯(lián)混合電路，以更好地適應(yīng)工藝要求，其電氣原理圖如圖1所示。
由圖1可知，交流回路為B1→M→P→N→B3。電解槽I

圖1 串、并聯(lián)混合電路原理圖

        的直流回路為B1→P→M→B3→O→B3，電解槽Ⅱ的直流回路為B1→P→N→B3→O→B3。即直流回路是三相交流電經(jīng)三相全控橋可控模塊截波（調(diào)壓）、再經(jīng)三相五柱變壓器（B1）整流后正極直接接入金電解槽，負(fù)極聯(lián)接到B3次級(jí)線(xiàn)圈的中性點(diǎn)。在額定值范圍內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)可控模塊脈沖的相位，即可方便地調(diào)節(jié)直流電壓的大小。B1原邊的12V抽頭是為滿(mǎn)足工藝造電解液需要而設(shè)的。交流回路是單相交流電經(jīng)調(diào)壓器調(diào)壓、B3變壓后中性點(diǎn)與直流電的負(fù)極相連，另兩極聯(lián)接到金電解槽，交流電壓的大小是根據(jù)直流電壓的大小而調(diào)節(jié)的，通常I交: I直=1.1-1.2，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)壓器即可實(shí)現(xiàn)比例跟蹤。當(dāng)U直=0或直流開(kāi)路時(shí)，0點(diǎn)的電位與P點(diǎn)的電位相同。因此，整流元件不會(huì)因承受反向電壓而截止。同時(shí)為了能更穩(wěn)定、可靠地工作，本電源裝置還設(shè)有穩(wěn)流、穩(wěn)壓的閉環(huán)控制，過(guò)流、過(guò)熱、缺相等保護(hù)及各環(huán)節(jié)儀表指示。兩列電解槽的電壓波形分析如下：電解槽Ⅰ的U脈（Ⅰ）波形與電解槽Ⅱ的U脈（Ⅱ）波形分別如圖2a、b所示。電解槽Ⅰ在(t1至t2時(shí)間段中， M點(diǎn)電位比P點(diǎn)電位高，極性發(fā)生變化。即M點(diǎn)為正極， P點(diǎn)為負(fù)極。同理，電解槽Ⅱ在t3至t4時(shí)間段中也一樣。這種串、并混合電源既克服了直流電直接通過(guò)交流電壓而造成的電能損耗問(wèn)題，也克服了整流元件因承受反向電壓而截止所造成的電解周期延長(zhǎng)的問(wèn)題，完全能滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)的要求。

圖2 電壓波形

        三、結(jié)束語(yǔ) 
        經(jīng)多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，按本電路設(shè)計(jì)的新型整流裝置在金電解的生產(chǎn)過(guò)程中能完全克服AgCI的危害，消除了陽(yáng)極鈍化和環(huán)境污染等問(wèn)題。交流電的輸入不但提高了電解液的溫度，提高了電金純度，使電金更致密，同時(shí)也保證了陽(yáng)極板的導(dǎo)電截面積，間接降低了電流密度，減少了金粉的形成，使陽(yáng)極泥中金
的含量減少，提高了金電解效率。