Установка для питания гальванических ванн Советский патент 1984 года по МПК C25D21/12 

00 Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано дл питания гальванических ванн постоянным или асимметричным током. Известна установка для электрохимической обработки изделий асимметричным током, содержащая источник переменного тока, регулятор напряжения, силовой трансформатор и управляемые выпрямительные элементы -1.. Недостатком установки является отсутствие возможности переключения с асимметричного тока на постоянный без перерыва тока. Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является установка для питания гальванических ванн, содержащая общий и дополнительный . регуляторы напряжения, общий и допол нительный трансформаторы с выпрямительными элементами в виде анодного и катодного тиристоров t2l. Недостатком известной установки является то, что она не позволяет проводить электролиз в различных ре жимах без перерыва тока при переклю чении с асимметричного тока на постоянный или наоборот, вследствие че снижается качество покрытий и ухудшается прочность сцепления их с осн вой. Цель изобретения - повышение качества гальванических покрытий и прочности сцепления их с основой пу тем, ведения процесса электролиза в асимметричном или постоянном режима без перерыва тока. Поставленная цель достигается, тем, что установка для питания галь ванических ванн, содержащая общий и дополнительный регуляторы напряже ния, обшдй и дополнительный трансформаторы с выпрямительньми элементами в виде анодного и катодного тиристоров, снабжена коммутирующим устройством, включенньм между допол нительным регулятором напряжения и первичной обмоткой дополнительного трансформатора, и дополнительным тиристором, подключенным параллельн и встречно катодному тиристору. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема установк для питания гальванических ванн аси метричным или постоянным током; на .фиг. 2 и 3 - схемы подключения сило вых трансформаторов в режиме асимме ричного (фиг. 2) и постоянного (фиг. 3) тока; на фиг. 4 и 5 - временные диаграммы токов при различных режимах работы: асимметричном (фиг. 4) и постоянном (фиг. 5). Установка состоит из регулятора 1 напряжения однофазного для изменения среднего значения тока; регулятора 2 напряжения однофазного для установки заданного значения асимметрии TOK&L общего и дополнительного силовых трансформаторов 3 и 4; тиристоров 5,6 катодного и анодного полупериодов; тиристора 7, работающего только в режиме постоянного тока; коммутирующего устройства 8 для переключения полярности во вторичной обмотке силового трансформатора; амперметра 9 катодного тока; амперметра 10 анодного тока, амперметра 11 общего тока; вольтметра 12 выходного напряжения; реле 13 включения режима асимметричного тока; реле 14 включения постоянного тока; тумблера 15 выбора режима работ, нагрузки 16. Амперметр 11 и вольтметр 12 служат для контроля выходных параметров установки. Выход регулятора 1 напряжения соединен с первичной обмоткой общего трансформатора 3 и регулятором 2 напряжения. Выход регулятора 2 напряжения соединен с первичной обмоткой дополнительногб трансформатора 4 через коммутирующее устройство 8. Вторичные токовые обмотки общего и дополнительного силовых трансформаторов 3 и Д соединены последовательно и согласованно. Запуск тиристоров 5-7 синхронизированы с частотой сети. Они соединены последовательно и параллельно и подключены к вторичным обмоткам силовых трансформаторов 3 и 4, как показано на фиг. 1. . В режиме асимметричного тока установка работает следующим образом. В положении тумблера 15 выбора режима работ асимметричный контакты реле 13 включения асимметричного тока включают коммутирующее устройство 8 и его первая пара контактов замыкается, как показано на фиг. 1. При зтом первичная обмотка дополнительного силового трансформатора 4 подключается к выходу регулятора 2 напряжения, как показано на фиг. 2. Полярность напряжения на вторичных обмотг ix силовых трансформаторов 3 и 4 фаз1руется согласно обозначениям на фиг. 2. В положительный полупери од напряжение от вторичной обмотки силового трансформатора 3 прикладывается в проводящем направлении к тиристору 5. На управляющий электро этого тиристора подается отпиранщее напряжение. Тиристор 5 отпирается и через нагруэку 16 протекает катод ная составляющая тока. При этом тиристор 6 закрыт положительным напряжением от вторичной обмотки силового трансформатора 4 и на него не подается импульс запуска. В следующий полупериод напряжение со вторичной обмотки трансферматора 3 приложено в обратной поляр ности к тиристору З, на управлякхцнй электрод этого тиристора запускающе напряжение не поступает и ток в катодном направлении через нагрузку. не протекает. В это время на тиристор 6 поступает напряжение от втори ной обмотки трансформатора 4 в проводящем направлении. Одновременно к его управляняцему электроду подает ИМПУЛЬС яапуска. Тиоистоо 6 открыва ется и через нагрузку 16 протекает анодная составл$шщая тока. За полный период через нагрузку будет ПРОХОДИТЬ катодная и анодная составляющая тока. Изменяя напряжение во вторичной обмотке трансформатора 4, оегулятором напряжения можно регулировать силу тока анодной составляющей, при этом коэффициент асимметрии S может принимать значения от 1 до со . Сред нее значение тока iqi задается регулятором 1 напряжения при заданном соотношении катодной и анодной соетавляющих токов. В этом случае среднее значение тока будет равно lu - г коэффициент асимметрии равен где i ц - ток катодной составляющей (измеряется амперметром 9 магнитноэлектрической системы) ; i - ток анодной составляющей (измеряется амперметром 10 магнитноэлектрической сист мы) . С увеличением напряжения в перви ной обмотке силового трансформатора 31 пропорционально увеличивается также напряжение на регуляторе 2 напряжения, что приводит к пропорциональному увеличению напряжения на силовом трансформаторе 4, так как они питаются от общего регулятора 1 напряжения. Благодаря этому, с увеличением среднего значения тока коэффициент асимметрии А не изменяется от заданного значения. Среднее значение тока icp отсчитывается по показаниям амперметра 11. Работа в режиме постоянного тока. Тиристор 5 участвует в работе как в режиме асимметричного тока, так и, постоянного. Благодаря этому при переключениях в управлении тиристоров 6, 7 и коммутации первичной обмотки силового трансформатора 4 ток через нагрузку не прерывается. При положении тумблера 15 выбора режима работ . Постоянный ток первая половина Контактов коммутирующего устройства 8 paз G кaeтcя, а вторая замыкается. При этом полярность включения первичной обмотки трансформатора 4 меняется на противоположную и схема подключения приобретает вид, показанный на фиг. -3. При этом полярность напряжений во вторичных обмотках трансформаторов 3 и 4 будет такой, как на фиг. 3, и схема работает в режиме двухполупериодного выпрямления тока. В положительный полупериод напряжение от вторичной обмотки трансформатора 3 прикладывается в проводящем направлении к тиристору 5. На управляющий электрод этого тиристора подается отпирающее напряжение. Тиристор 5 открывается и через нагрузку 16 протекает катодная составляющая тока. Ток через тиристор 7 не проходит, так как он закрыт отрицательным напряжением от трансформа- тора 4. В хухедующий полупериод., напряжение J3T вторичной обмотки трансформатора 4 приложено в проводящем направлении к тиристору 7. После подачи импульса запуска открывается тиристор 7 и через нагруэку протекает также катодная составляющая тока. Тиристор 5 закрыт отрицательным напряжением от вторичной обмотки трансформатора 3. Схема работает в режиме двухполупериодного выпрямления. В режиме постоянного тока значени показаний амперметра 11 будут равны удвоенному значению катодных составляющих тока icp J-noM 4v . 3) При этом достигается плавное регулирование тока (без искажения формы) в режиме асимметричного и постоянного токов. Применение двух регуляторов напря жения позволяет раздельно и плавно регулировать среднее значение тока и коэффициента асимметрии от 1 до во Переход из режима., асимметричного тока в режим постоянного и наоборот осуществляется без перерыва тока. Пример.. Были проведены лабо раторные испытания установки для питания гальванических ванн асимметриг ным и постоянным током со следующими техническими характеристиками: Напряжение сети однофазное, В220 Предел регулирования коэффициента асимметрииот 1 дo Выходное напряжение, регулируемое плавно, В0-20 Ток нагрузки, регулируемый плавно, А 0-30 Время протекания тока в режиме асимметричного синусоидального тока, с : катодного анодного Двухполупер Режим постоянного одное выпря тока Установка испытывалась при элект роосаждении железа из хлористого электролита на цилиндрические детал машин, В начальный период осаждение покрытий проводилось в режиме асимметричного тока при 1,3 и icp 20 А/дм, что способствовало получению менее твердых, прочно сцепленных с основой (микротвердость 40004300 МПа и прочность сцепления (262 МПа) осадков. Затем электролиз проводился в режиме постоянного тока при i) 20 А/дм , в этом случае покрытия осаждались повышенной микро,твердости (5800-6250 МПа). Переключение установки с одного режима работы на другой производилось без перерыва ток-а, т.е. электролиз не прерывался, что имеет большое значение для достижения прочного .сцепления между слоями, так как исключается возможность пассивации поверхности. Прочность сцепления между отдельными слоями составляла 267280 МПа. Таким образом, данная установка по сравнению с известной позволяет увеличить прочность сцепления с основой в 1,3-1,5 раза. Она позволяет также при электролизе в различных режимах работать без перерыва тока, что способствует повышению качества покрытий, в первую очередь прочности сцепления с основой. Так, например, данная установка, по сравнению с базовым объектом, повьш1ает прочность сцепления покрытий в 1,2 раза. Данная установка для питания гальванических ванн асимметричным или постоянным током без перерыва тока в процессе электролиза может быть использована в гальванотехнике как при электроосаждении металлов (в особенности легкопассивирукяцихся железо, никель и др.), так и при анодной обработке.

УСТАНОВКА ДЛЯ ПИТАНИЯ ГАЛЬBAF.fHECKHX ВАНН, содержащая общий и до юлнительный регуляторы напряжения. общий и дополнительный трансформаторы с выпрямительными элементами в виде анодного и катодного тиристоров, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества гальванических покрытий и прочности сцепления их с основой путем ведения процесса электролиза в асимметричном или постоянном режимах без перерыва тока, она снабжена коммутирующим устройством, включенным между дополнительным регулятором напряжений и первичной обмоткой дополнительного трансформатора, и дополнительным тиристором, подключенным параллельно и встречно катодному тиристору.

f6