Устройство для питания гальванических ванн импульсным током

 

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для питания гальванических ванн импульсным током. Цель изобретения - повышение КПД уа и его надежности. Устройство содержит источник переменного тока, регулируемый выпрямитель 1, токоограничительный элемент 2, генератор 3 отпирающих импульсов, коммутатор 4, параллельные п-канальные тиристорные блоки 5, каждый из которых состоит из основного тиристора 6, согласующих элементов 7 и 8, регулируемой задержки 9, формирователя рабочих импульсов 10, состоящего из вспомогательного тиристора 11, коммутирующего конденсатора 12, диода 13, реактора 14, и гальваническую ванну 15. Повышение КПД устройства и его надежности достигается введением в каждый п-канальный блок устройства регулируемой задержки, двух согласующих элементов, основного тиристора и формирователя рабочих импульсов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 С 25 П 21/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM ПРИ ГКНТ СССР (21) 4368473/23-02 (22) 20;01.88 (46) 07.08.89. Бюл. У 29 (72) FJ.Õ. Ахмедьянов, Э.Ш. Ахмедьянова, М.Г. Шарафутдинов и В.А. Лейко (53) 62 1.357.77(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 990891, кл. С 25 D 21/12, 1981, Авторское свидетельство СССР

Р 785382, кл. С 25 D 21/12, 1978.

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ (57) Изобретение относится к гальванотехнике и может бьггь использовано для питания гальванических ванн импульсным током. Цель изобретения— повьппение КПД устройства и его надежности. Устройство содержит источ„.90„„1498828 A ) .ник переменного тока, регулируемый выпрямитель 1, токоограничительный элемент 2, генератор 3 отпирающих импульсов, коммутатор 4, параллельные п-канальные тиристорные блоки 5, каждый из которых состоит иэ основного тиристора 6, согдасующих элементов 7 и 8, регулируемой задержки 9, формирователь 10 рабочих импульсов, состоящего из вспомогательного тиристора 11, коммутирующего конденсатора

12, диода 13, реактора 14, и гальваническую ванну 15. Повьппение КПД устройства и его надежности достигается введением в каждый п-канальньпЪ блок устройства регулируемой задержки, двух согласующих элементов, основного тиристора и формирователя рабочих импульсов. 2 ил.

3 149882

Изобретение относится .к гальванотехнике и может быть использовано для питания гальванических ванн импульсным током в гальванических цехах предприятий.

Цель изобретения †-повьппение КПД устройства и его надежности.

На фиг ° 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — диаграмма 10 напряжений — токов на отдельных элементах схемы.

Устройство (фиг. 1) содержит источник переменного тока, регулируемьп ,выпрямитель 1, токоограничительный )5 элемент 2, генератор 3 отпирающих импульсов, коммутатор 4, параллельные

ll-KàHàëüHûå тиристорные блоков 5, каж дый из которых состоит из основного тиристора 6, согласующих элементов 20

7 и 8, регулируемой задержки 9, формирователя 10 рабочих импульсов,состоящего из дополнительного тиристора

11, коммутирующего конденсатора 12, диода 13,реактора 14, гальваническую 25 ванну.15.

Управляющий электрод дополнительного тиристора 11 подключен к выходу генератора 3 отпирающих импульсов через пересчет - коммутатор 4, задерж- 30 ку 9 и согласующий элемент 8. Вспомогательный тиристор 11, последовательно соединенный с коммутирующим кон" денсатором 12, подключен параллельно . к основному тиристору 6, анод которо- 35

ro через токоограничительный элемент

2 соединен с выпрямителем 1, а катод основного тиристора 6 подключен к аноду гальванической ванны 15. Генератор 3 отпирающих импульсов, пред- щ ставляющий собой мультивибратор,рассчитанный на номинальную частоту

30 кГц, с подключенным к его выходу декадными делителями, выполнен на интегральных микросхемах. Выходные 45 частоты генератора составляют 30;

3 кГц и 300; 30; 3 Гц.

Коммутатор 4 предназначен для преобразования однотактной последовательности маломощных импульсов в итактную, например в 3-тактную последовательность, т.е. для распределения отпирающих импульсов по канальным тиристорным блокам 5.

Задержка отпирающих импульсов производится в зависимости от коэффициента деления делителя и состоит из. пяти поддиапазонов, т.е. при выходной частоте генератора 30 кГц задержка составляет 0,05 мс, а при поддиапазонах 3 кГц и 300, 30,3 Гц задержки соответственно будут 0,5 мс, 5мс, 50 мс и 500 мс. Переключение поддиапазонов частот отпирающих импульсов и их задержки осуществляются одним органом управления синхронно, Согласующие элементы 7 и 8 представляют собой оконечные усилители, выполненные на импульсном трансфор- маторе.

Устройство работает следующим образом.

От внешней промьпппенной сети переменного тока однофазное либо трехфазное напряжение поступает на регулируемый выпрямитель 1, выпрямленное и сглаженное напряжение через п-канальные блоки 5 преобразуется в мощные рабочие импульсы и поступает на анод гальванической ванны 15.

Работают и-канальные блоки 5 последовательно в зависимости от поступления отпирающих сигналов генератора 3 через коммутатор 4, т.е. частота отпирающих импульсов в п раэ выme частоты работы каждого канального блока 5. Выпрямленное и сглаженное напряжение через токоограничительный элемент 2 поступает íà и-канальные блоки 5, которые поочередно, открываясь и закрываясь, образуют крутые фронты и срезы рабочих им-! пульсов ° Последовательность рабочих импульсов напряжения, поступивших на анод гальванической ванны 15, создает в ней рабочие импульсы тока, которые на поверхностях покрываемых изделий, электрически соединенных с катодом гальванической ванны 15, вызывают осаждение металла. Так как электрическое сопротивление электролита ванны 15 является число активным, то форма рабочего импульса тока повторяет форму импульса напряжения без фазового смещения. Работают п-канальные блоки последовательно в зависимости от поступления отпирающнх сигналов генератора 3 через пересчет — коммутатор 4, т.е. частота генератора отпирающих импульсов в и раз вьппе частоты работы каждого каналЬного блока

5, количество которых равняется п.

Устройство работает следующим образом.

В момент времени t отпирающий импульс управления i> (фиг.2а)., поступающий от генератора 3 отпирающих им1498828

30

45

55 пульсов (фиг. 1) через коммутатор 4 и согласующий элемент 7 на управляющий электрод основного тиристора 6> открывает его. При включении основно, ro тиристора 6 коммутирующий конденсатор 12 заряжается с указанной на фиг. 1 полярностью (фиг. 1) до напряжения выпрямителя 1 (фиг. 2д).

По истечении времени t необходимого для образования необходимой длительности силового рабочего импульса, задержанный регулируемой задержкой 9 импульс управления поступает на управляющий электрод дополнительного тиристора 11 и открывает его, коммутирующий конденсатор 12, заряженный с указаннои на фиг. 1 полярностью, подключается параллельно к основному ти,ристору .6. В результате приложенного отрицательного напряжения рабочий ток основного тиристора 6 снижается до нуля (фиг. 2б), т.е. он закрывается.

Под действием напряжения выпрямителя

1 происходит разряд конденсатора 12.

При этом во избежание позторного включения основного тиристора 6 время разряда конденсатора 12 до нуля подбирается большим времени восстановления запирающих свойств тиристора. По закрытии основного тириастора 6 перезаряжается конденсатор 12 с полярностью, противоположной указанной на фиг. !.

При поступлении очередного импульса управления на управляюший электрод основного тиристора 6 он открывается и коммутирующий конденсатор 12 перезаряжается по цепи: диод 13 — реактор

14 — основной тиристор 6 и он готов к очередному закрытию основного тиристора 6. Так как коммутирующий конденсатор 12 и реактор 14 образуют колебательный контур, то ток в этом контуре прекращается, когда полярность напряжения на конденсаторе 12 изменяется на обратную, т.е. соответствует показанной на фиг. 1.

Таким образом, поляризующие импульсы тока с достаточно крутым фронтом и срезом через гальваническую ванну

15 образуются не за счет заряда или разряда силовых импульсных конденсаторов с ограниченными рабочими параметрами, в том числе и низким КПД, а за счет отпирания и запирания современных быстродействующих силовых тиристоров, рассчитанных на рабочие токи до нескольких десятков килоампер (при их параллельном соединении) при напряжениях до 1000 В. КПД предлагаемого устройства составляет 0,830,85, в то время как КПД известного устройства в силу образования рабочего поляризующего импульса тока за счет многократного переключения силовых тиристоров и силовых импульсных конденсаторов не превышает 0,33-0,35.

Надежность и срок службы определяется рабочим ресурсом силовых тиристоров и составляет 10000 ч, а у известного — 10 циклов заряд-разряд сило6 ного импульсного конденсатора.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для питания гальванических ванн импульсным током, содержащее источник переменного тока, регулируемый выпрямитель, токоограничительный элемент, генератор отпирающих импульсов, коммутатор и и-каналь ные тиристорные блоки, каждый из которых содержит основной тиристор,формирователь рабочих импульсов, и схему управления, включающую регулируемую задержку и согласующие элементы, причем отрицательная клемма регулируемого выпрямителя соединена с катодом ванны, а положительная через токоограничительный элемент с первым входом каждого канального тиристорного блока, второй вход которого через коммутатор соединен с выходом генератора отпирающих импульсов, а выход — с анодом ванны, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД устройства и его надежности, формирователь рабочих импульсов выполнен с последовательно соединенными дополнительным тиристором и коммутирующим конденсатором, диодом и реактором, причем управляющий электрод тиристора подключен к выходу генератора отпирающих импульсов через коммутатор и второй согласующий элемент, а управляющий электрод вспомогательного тиристора — к выходу генератора отнирающих импульсов через коммутатор, задержку и первый согласующий элемент, при этом диод и последовательно,соединенный с ним реактор подключены .встречно параллельно к дополнительному и основному тиристорам, дополнительный тиристор подключен согласно параллельно к основному тиристору, анод которого через токоограничительный элемент, соединен с плюсовым выходом выпрямителя, а катод подключен к аноду гальванической ванны.

1498828

Составитель С. Пономарев

:Редактор Г. Волкова Техред М,Яндык Корректор Т. Колб

Заказ 4520/22 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101