Электропреобразователь для гальванотехнологии Советский патент 1987 года по МПК C25D21/12 

1 1

Изобретение относится к оборудо- нанию для гальнанотехникн и может быть применено для питания гальванических ванн, а также для зарядки, з; - рядки-тренировки и восстановле ия от сульфатации аккумуляторных батарей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей электропреобразователя по обеспечению тех- нологически оптимальных режимов гальванопроцесса и снижение массогабарит- ных показателей дросселя.

На фиг. 1 представлена электри- ч-еская схема электропреобразователк на фиг. 2 - диаграммы, разъясняюп а1е его работу в режимах анодного травлюимя (а)I асимметричном (б) и на постоянном токе (в).

На диаграммах кривые технологичес- кого тока для каждого из отмеченных режимов (а), (б), (в) приведены для трех значений относительной продолжительности включения транзисторных

ключей по отношению к периоду высо- кочастотных импульсов их коммутации:

0; 0 с1 и для трех значений индуктивности дросселя: L 0; 0

L с ° J L о

В реальных условиях форма техноло- гического тока выбранного режима определяется конкретными значениями носительной продолжительности вк. тюче- ния транзисторных ключей, индуктивни- стью дросселя и требуемыми длительно- стями проводящего состояния ключей в прямом tnp и обратном toBp нагфап- лениях за один период низкочастотных переключений. Причем при изменении лишь индуктивности дросселя среднее значение тока нагрузки не изменяется а изменяется лишь его действующее значение, влияющее на нагрев электролита гальваническо }шгрузки.

Электропреобразователь (фиг. 1) содержит приборы 1-4 контроля тока (амперметры) , двуполярнь1Й источник 5 питания постоянного тока, подсоединен нь1Й нулевым выводом к аноду 6 нагруз- ки 7, а полюсными выводами через два встречно-параллельно включенных транзисторных ключа 8, 9 к дросселю 10 изменяемой индуктявиости, посредством которого ранзисторные ключи 8 и 9 соединенные с катодом 1 1 наг рузки 7 и управляются по базе от бл1-)ка 12 управления , ссъмержаи-его 1П Зкочастот- ный (ПЧ) eHi priTop 13 разнополярных

532

импул тсов изменяемой длительности с нрямьм и инверсным выходами, каждый из кот(5рых связан с тактирующим входом гпоего тактируемого высокочастот- нот-о (ВЧ) генератора 14 (15) импульсов 1:зменяемой скважности, подключен- Н(зго выходом к базе транзисторного ключа 8 (9) .

Устройство работает следующим образом.

Поочередное частотное или широтно- модулированное открытие и закрытие транзисторных ключей 8 и 9 осуществляет блок 14 управления ими, в котором оснорсым задающим элементом является 4-J-Hмератор 13 разнополярных импупьсоп изменяемой длительности с прямым и инвесрным выходами, управ- лякиний i:o тактируемым входам работой двух ВЧ-генер;п оров 14, 15 импульсов изм(М1иемой скважности, подключенных Н|,1ходами кажд11|й к своему транзисторному клН1чу. При появлении сигнала лог, 1 на прямом выходе НЧ-reirepa- тора 13 на втором его инверсном уста- 1 авлнвается сигнал лог. О. В резуль тате вступает в работу ВЧ-генератор 14, подключенный тактируемым входом к прямому выходу НЧ-генератора 13, и ны(;;1коча1:тотнымн импульсами задан- скважности включает в )аботу гр.чнзис горнь:й ключ 8, обе спечивающий при ллд.ч.пной скважности ВЧ импульсов уг;р.5н:11 ния им определенное значего1е прямого (ксгтод}юго) тока нагрузки 7 п(1 ui Ti от плюса источника 5 питании, , чГ.ерметры 1, 3, 4, дроссель 10, ка i; v J II i анод 6 нагрузки 7, нулевой ubiHo/i, исгочникл питания. При закрытии rpaii iiiCTi ipHiiro ключа 8 из-,за смены JUH, 1 на выходе ВЧ-генератора 14 на ,11( г, О цег1ь нагрузки 7 отключа- L 14-.я от и.сточ}1ика 5 питания, но ток 1) Hfi i;po;;o. протекать в прямом Hanpai .n НИИ счет сзбмена энергией Между дросселем 10 и источником 5 по цепи дроссель 10, катод 1 1 , с под Ь нагрузки 7, нулевой вывод Hv;-ro4H.4Ka 5 питания, llptf очередном нключ(ни11 транзисторного к.чюча В эта энс ргия i виде надблвки напряжения от нрС Ти .п-ЗДС дросселя 10 к напряжении) нстичпика J питания вновь запа- ctr ел н ;ции;с(-:1е iO, Таким образ м, и нагрузке 7 будет протекать нелре- pbiBiihiii TLiK прямого (катодного) ка- пргп леппя, сила которого задается I кна,..;ипс-г} н) (относительной продолжи31J

тельн(к: г,К) нключеття) ключа 8 и-.щуль- сов ВЧ-геиератора 14. В течение протекания н иагручке тока ирямог-о (катодного) р аправления транзисторный ключ 9 остается я лкрытым, так как на т-чктирую. ций вход второго ВЧ-генератора 15 с инверсного выхода НЧ-генератора 13 поступает сигнал лог, о, запрещающий его работу. При обратной смене логических сигналов на выходах НЧ-генератора 13 при его переключенил pacc oтpeнн,lй выше процесс повторится применительно к транзисторному ключу 9. Но в этом случае направлеь ие протекании тока б наг рут- ке 7 будет обратным (анодным) и его сила задается скваж} 1 , С : 1-,ю ( сительной продолжителглюс им вк. - ния) ключа 9, импульсов ВЧ-генерятора 15 (см. фиг. 2)

В режиме анодного травления (фиг. 2а) НЧ генератору 13 устанлп- ливается длительност), о6рат 01 о и:-1- пульса tcBfj и минимальная (практически нулевая) прямого tf,p

В результате постоянно будет работать ВЧ-генератор 15, управляющий работой ключа 9 и импульсами заданной скважнс сти, обеспечивающими требуемую силу обратного (анодного тока на руз- кн 7, сред.нее значение которого контролируется по амперметру 2 или 3 магнитоэлектрической системы, а действующее значение по амперметру 4 электромагнитной системы. Необходимое среднее значение токов ванны при этоь регулируется скважностью импульсов ВЧ-генератора 17, а действующее - изменением индуктивности дросселя 10. С увеличением индуктивности дросселя 10 действующее значение тока приближается к среднему и при отсутствш пульсаций тока (L о°) они будут равны, а следовательно, будут равны и показания амперметров 3 и 4. Используя связь между средним j ср и действующим J значениями тока через коэффициент формы кривой тока К, которая выражается в виде 3 X jcp , изменением индуктивности дросселя 10 регулируется форма технологического тока и его греющая способность при неизменном заданном среднем токе нагрузки.

Для вывода процесса на асимметрич ный режим (фиг. 2б) увеличивают длительность импульсов прямого tnp и

yt-u ;n,i;i,ibi г ,i Tnoi o /jup маир; n. icHMii токов жчт рузки с помсчлью НЧ-генерато- рл 1 3. Значения токов нагрузки прямс - Г li обратного иаправлениГ| соответственно задают сква 1 иостью импульсов ВЧ-генераторов 14 и 15. Форму тока });1груякн и его греыщую способность устанавливают изменением индуктивности дроссели 10 с контролем по амперметрам 1-4,

Для ведения процесса на постоянном токе (фиг. 2в) устанавливается максимальная длительность импульсов

прямого напранления и минимальная обратного tosf, пс средством НЧ-генера- тора 15. Изменение силы и формы тока нагрузки 7 аналогичное рассмотренному ранее.

Использование данного электропреобразователя позволяет вести анодное травление, переходить к ассиметрично- му режиму с независимым регулированием прямого (катодного) и обратного

(анодного) токор в практически любом диапазоне их д.пительностей за период, а также осуществлять гальванопроцесс на постоянном токе. Кроме того, высокочастотная поочередная коммутация

транзисторных ключей импульсами изменяемой скважности позволяет резко т 1еньшить массогабаритные показатели дросселя изменяемой индуктивности, а в отдельных случаях и полностью исключить его за счет наличия естественной индуктивности соединительных проводников силовой цепи и осуществ- влять регулирование прямого (катодного) и обратного (анодного) токов

нагрузки практически без потерь. При этом изменением индуктивности управляемого дросселя регулируется форма технологического тока и его греющая способность при установленном среднем значении тока, что позволяет

устанавливать необходимую температуру электролита без применения системы его подогрева либо используя ее меньшей регулируемой мощности, Применение предлагаемого электропреобразователя также повышает производительность гальванопроцесса и улучшает его качество, так как позволяет вести процесс в технологически оптимальном режиме.

Формула изобретения

1. Электропреобразователь для гальванотехнологии, содержащий прибо

1

ры тока, Д)улолярный источник питания, подсоеллненный нулевым выводом к аноду магру)ки, а полюсными пынода- м через два токовых ключа, оснащенных блоком .управления ими, - к дросселю игзменяемой индуктивности, посредством которого токовые ключи соединены с катодом нагрузки, о т- личающийся тем, что, с це- лью расширения функциональных возможностей электропреобразователя по обеспечению технологически оптимальных режимов гальванопроцесса и снижения массогабаритных показателей дросселя токовые ключи выполнены в виде транзисторов с базовым управлением, включенных силовой цепью встречно-парал. S-Jf

ле.чьио, .1 и г.чч« с-) ( иг-;пчпик,1 пиг,1- )шя ис ппль-туют днуполяриый истпчиик питания iior.T(-jHHHoi (1 токл .

2. Злектропреобразователь по ц. 1 о т л и ч а ю щ и и с я тем, что блок упраиле1тя токовыми (транзисторными) ключами выполнен на одном низкочастотном (НЧ) генераторе разно- полярных импульсов изменяемой деятельности с прямыми инверсными выходами, д)зух тактируемых высокочастотных (ВЧ) генераторах импульсов изменяемой скважности, причем выходы НЧ-генера- тора связаны каждый с тактирующим входом своего ВЧ-генератора, выход которого подключен к базе транзисторного ключа.

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть применено цпя питания гальванических ванн, а также для зарядки - тренировки и восстановления от сульфатации аккумуляторных батарей. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей электропреобразователя по обеспечению технологически оптимальных режимов гальванопроцесса и снижении массогабаритных показателей дросселя. Электропреобразователь содержит приборы контроля тока 1-4, дву- полярный источник 5 питания постоянного тока, подсоединенный нулевым выводом к аноду 6 нагрузки 7, а полюсными выводами через два встречно- параллельно включенных транзисторных ключа 8, 9 - к дросселю 10, катод 11 нагрузки 7, блок управления 12, выполненный в виде низкочастотного генератора 13 и высокочастотных генераторов 14 и 15. Расширение функциональных возможностей достигается за счет того, что токовые ключи выполнены в виде транзисторов, а в качестве источника питания используют дву- полярный источник питания постоянного тока. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. I (Л Фие.

)t .L

Составитель С. Пономарев Редактор А. Долинич Техред И.Попович Корректор И. Эрдейи

4405/33

Тираж 612Подписное

ВНИНИИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб. , д. 4/5

Пр-.нз,зодствеин.-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4