Бесконтактный преобразователь для питания гальванических ванн периодическим током с обратным импульсом Советский патент 1984 года по МПК H02M9/06 C25D5/18 

Изобретение относится к преобразо вателям переменного тока в асимметричный и может быть использовано в качестве бесконтактного преобразователя для питания гальванических ванн например,для осаждения железа, периодическим током с обратным импульсом Известны устройства для питания гальванических ванн и электрохимичес кой обработки изделий, в которых используется преобразованньй ток одной фазы f 1 3. Недостатком этих устройств являет ся низкое использование тока в пря-, мом процессе в течение периода, что приводит к потере производительности электролитических процессов и не позволяет равномерно загружать все три фазы промышленной сети. Известен источник питания гальванических ванн, содержащий трансформа тор и вентили прямого и обратного токов, в которых трехфазный переменный ток преобразуется в периодически .с обратным импульсом L23. Наиболее близким к предлагаемому является бесконтактный преобразователь для питания гальванических ванн периодическим током с обратным импульсом, содержащий тиристоры прямого и обратного токов со схемами управления, приборы контроля прямого и обратного токов и силовой понижающий трансформатор с трехфазной соединенной в звезду первичной обмоткой подключенной к входным выводам, и дву мя трехфазными вторичными обмотками, первая из которых соединена в звезду со встречным включением обмотки треть ей фазы по отношению к обмоткам двух других фаз, а у второй фазные обмотки выполнены с отводами и соединены между собой последовательно так, что начало обмотки первой фазы подключено. к катоду тиристора обратного тока, ее конец соединен с одноименным вьшодом обмотки третьей фазы, начало которой соединено с одним из выводов обмотки второй фазы, а свободный вывод обмотки второй фазы соединен с нулевым вьшодом звезДы первой вторичной обмотки и с одним из выходных вьшодов, причем к другому выходному выводу через соответствующие приборы контроля прямого и обратного токов подключены анод тиристора обратного тока и катод тиристора прямого тока D3. Недостаток известного устройства большое количество управляемых полупроводниковых приборов в цепи, формирующих прямой импульс тока, что усложняет схему управления и снижает надежность устройства. Кроме того, при длительности прямого импульса более 2/3 Т уменьшается среднее значение тока, а это снижает производительность процесса электроосаждения металла. Передний фронт прямого импульса, подаваемый в этом промежутке времени, изменяется по синусоиде, а не скачкообразно. Это, в свою очередь, замедляет переполяризацию катода, что сказывается на производительности процесса. Цель изобретения - повьш1ение надежности и увеличение производительности электролизного процесса гальванических ванн путем увеличения среднего значения выходного тока и обеспечения прямого импульса тока с более, крутым передним фронтом. Поставленная цель достигается тем, что в бесконтактном преобразователе для питания гальванических ванн периодическим током с обратным импульсом, содержащем тиристоры прямого и обратного токов со схемами управления, приборы контроля прямого и обратного токов и силовой понижающий трансформатор с трехфазной соединенной в звезду первичной обмоткой, подключенной к входным вьюодам, и двумя трехфазными вторичными обмотками, первая из которых соединена в звезду со встречным включением обмотки третьей фазы по отношению к обмоткам двух других фаз, а у второй фазные обмотки вьшолнены с отводами и соединены между собой последовательно так, что начало обмотки первой фазы подключено к катоду тиристора обратного тока, ее конец соединен с одноименным вьшодом обмотки третьей фазы, начало которой соединено с одним из вьшодов обмотки второй фазы, а свободный вывод обмотки второй фазы соединен с нулевым выводом звезды первой обмотки и с одним из выходных вьшодов, причем к другому выходному вьшоду через соответствующие приборы контроля прямого и обратного токов подключены анод тиристора обратного тока и катод тиристора прямого тока, первая вторичная обмотка снабжена дополнительной однофазной обмоткой. 311 включенной во вторую фазу, причем начало дополнительной обмотки соединено с нулевым выводом звезды первой вторичной обмотки, а каждый из свободных вьгоодов обмотток всех фаз, включая дополнительную, соединен с анодом одного из дополнительно введенных четырех диодов, катоды которых объединены и к их общей точке подключен анод тиристора прямого тока. На фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема преобразо вателя; на фиг, 2 - осциллограмма кривых изменения периодического тока Бесконтактный преобразователь сос тоит из трехфазного трансформатора 1 имеющего фазные первичные обмотки 2, 3 и 4, соединенные в звезду, трех фазную первую вторичную обмотку,сое- тоящую из фазных обмоток 5, 6 и 7 с дополнительной обмоткой 8, включенной во второй фазе, соединенных в звезду, причем фазные обмотки 7 и 8 включены встречно по отношению к обмоткам 5 и 6, Трансформатор имеет также вторую трехфазную обмотку с фазными обмотками 9, 10 и 11, выполненными с отводами, которая служит для образования обратного тока. Свободные выводы обмоток 5, 6 и 7, 8 подсоединены к анодам диодов 12, 13, 14 и 15, катоды соединены вместе и к их общей точке присоединен анод тиристора прямого тока 16, катод которого через прибор контроля прямого тока 17 подсоединен к одному из выходных вьшодов для подключения элект рода 18 ванны 19, Начало фазной обмотки 9 присоединено к катоду тиристора обратного тока 20, анод которого через прибор контроля обратного тока 21 подключен к выходному выводу для подключения электрода 18 ванны 19. Конец обмотки 9 присоединен к одноименному выводу обмотки 11, к6торая в зависимости от требуемой,дли тельности обратного тока подключена последовательно встречно или согласно с обмоткой 10, оставшийся вьшод которой вместе с нулевой точкой первой вторичной обмотки присоединен к выходному выводу для подключения электрода 22 ванны 19. Для получения требуемого напряжения обратного тока и сдвига по фа:зе по отношению к прямому току обмотки 9, 10 и 11 выпол5нены с отводами. Включение тех или иных отводов определяется условием электролиза. Устройство работает следующим образом. Переменное трехфазное напряжение подается на фазные первичные обмотки 2, 3 и 4 .трансформатора 1. По ниженное напряжение фазных обмоток 5, 6, 7 и 8 подается к диодам 12, 13, 14 и 15,Выпрямленное этими диодами напряжение продолжительностью Т (360°) в момент tQ,t и т.д. (фиг. 2) имеет нулевое значение. Открывая тиристор 16 в эти моменты, можно это выпрямленное напряжение подать к выходу преобразователя. Однако для приложения к ванне обратного тока необходимо открывать тиристор 16 в моменты t, tj и т.д., и в промежутке времени , (или й2-Ц) будет действовать прямой ток продолжительностью (или Т 2 ) во время действия которого происходит осаждение металла. При длительности прямого импульса болег 2/3 Т (например, ) среднее значение тока в результате использования в трансформаторе дополнительной однофазной обмотки 8 с диодом 14 будет увеличено (по сравнению с прототипом). Кроме того, прямой импульс получается с более крутым передним фронтом (фиг. 2), что благоприятно действует на переполяризацию катода. В образовавшийся промежуток между импульсамиi:jjjp (или ioSp2 V2 ванне 19 будет приложено после, открытия тиристора 20 обратное напряжение, полученное за счет доли отрицательной полуволны сумм напряжений, снимаемых с обмоток 9, 10 и 11. Изменяя количество и соотношение виткоб этих обмоток, . можно изменить фазу и амплитулу обратного тока. Дпя включения тиристора применяются известные схемы управления . На фиг. 2 показаны также3 - . амлитуда максимального прямого тока; /чо1ксо6р амплитула максимальных обратных токов. Применение изобретения позволит повысить производительность процесса электролиза, а также существенно упростить схему управления и повысить надежность устройства.

БЕСКОНТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ПИТАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН ПЕРИОДИЧЕСКИМ ТОКОМ С ОБРАТНЫМ ИМПУЛЬСШ, содержащий тиристоры прямого и обратного токов со схемами управления, приборы контроля прямого и o6pgiTHoro токов и силовой понижа- щий трансформатор с трехфазной соединенной в звезду первичной обмоткой, подключенной к входным выводам, и двумя трехфазными вторичными обмотками, .первая из которых соединена в звезду со встречным включением обмотки третьей фазы по отношению к обмоткам двух других фаз, а у второй фазные обмотки выполнены q отводами и соединены между собой последовательно так, что начало обмотки первой фазы подключено к катоду тиристора обратного тока, ее конец соединен с одноименным выводом обмотки третьей фазы, начало которой соединено с одним из выводов обмотки второй фазы, а свободнь1й вывод обмотки второй фазы соединен с нулевым выводом звезды первой вторичной обмотки и.с одним из выходных выводов, причем к другому выходному.выводу через соответствующие приборы контроля прямого и обратного токов подключены анод тиристора обратного тока и катод тиристора прямого тока, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности и увели« чения производительности электролизного процесса гальванических ванн, путем увеличения среднего значения выходного тока и обеспечения прямого импульса тока с более крутм пе-о редним фронтсж, первая вторичная обмотка снабжена дополнительной однофазной обмоткой, включенной во вторую фазу, причем начало дополнительной обмотки соединено с нулевым выводом звезды перЬой вторичной обмотО) ки, а каждой иа свободных выводов со ел обмоток всех фаз, включая дополнительную, соединен с анодом одного из дополнителыю введенных четырех диод&р, катоды которых объединены и к их . общей точке подключен анод тиристора прямого тока.