Устройство для питания гальванических ванн импульсным током Советский патент 1989 года по МПК C25D21/12 

т

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.

rpw-КН

IГ7

t-:

КН

:

10

4нод

Y

15

со

00 00

to

00

8

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

Цель изобретения - повышение КПД устройства и его надежности.

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

Устройство (фиг. 1) содержит источник переменного тока, регулируемьй вьтрямитель 1, токоограничительный элемент 2, генератор 3 отпирающих импульсов, коммутатор 4, параллельные п-канальные тиристорные блоков 5, каждый из которых состоит из основного тиристора 6, согласующих элементов 7 и 8, регулируемой задержки 9, формирователя 10 рабочих импульсов,состоящего из дополнительного тиристора 11, коммутирующего коНденс.атора 12, диода 13,реактора 14, гальваническую ванну 15.

I . Управляющий электрод дополнительного тиристора 11 подключен к выходу генератора 3 отпирающих импульсов через пересчет - коммутатор 4, задержку 9 и согласующий элемент 8. Вспомо- гательньм тиристор 11, последовательно соединенный с коммутирующим конденсатором 12, подключен параллельно к основному тиристору 6, анод которого через токоограничительный элемент

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

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

3кГц и 300; 30; 3 Гц .

Коммутатор 4 предназначен Для преобразования однотактной последовательности маломощных импульсов в п- тактную, 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 задерж

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ка 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, вьтолненные на импульсном трансфор- маторе.

Устройство работает следующим образом.

От внешней промьшшенной сети переменного тока однофазное либо трехфазное напряжение поступает на регулируемый выпрямитель 1, выпрямпен- ное и сглаженное напряжение через п-канальные блоки 5 преобразуется в мощные рабочие импульсы и поступает на анод гальванической ванны 15. Работают п-канальные блоки 5 последовательно в зависимости от поступления отпирающих сигналов генератора 3 через коммутатор 4, т.е. частота отпирающих импульсов в п раз выше частоты работы каждого канального блока 5. Выпрямленное и сглаженное напряжение через токоограничительный элемент 2 поступает на п-канальные блоки 5, которые поочередно, открываясь и закрываясь, образуют крутые фронты и срезы рабочих импульсов. Последовательность рабочих импульсов напряжения, поступивших на анод гальванической ванны 15, создает в ней рабочие импульсы тока, которые на поверхностях покрьшаемых 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 отпирающих сигналов генератора 3 через пересчет - коммутатор 4, т.е. частота генератора отпирающих импульсов в п раз вьше 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 импульсов (фиг. 1) через коммутатор 4 и согласующий элемент 7 на управляющий электрод основного тиристора 6, открывает его. При включении основно , го тиристора 6 коммутирующий конденсатор 12 заряжается с указанной на фиг. 1 полярностью (фиг. 1) до напряжения выпрямителя 1 (фиг. 2д).

По истечении времени t, необходи- мого для образования необходимой длительности силового рабочего импульса, задержанный регулируемой задержкой 9 импульс управления поступает на управляющий электрод дополнительного ти- ристора 11 и открывает его, коммутирующий конденсатор 12, заряженньш с указанной 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 повторного включения основного тиристора 6 время разряда конденсатора 12 до нуля подбирается большим времени восстановления

запирающих свойств тиристора. По зак- зо раничительный элемент с первым входом

15ытии основного тириастора 6 перезаряжается конденсатор 12 с полярностью, противоположной указанной на фиг. 1. При поступлении очередного импульса управления на управляющий электрод основного тиристора 6 он открывается и коммутирующий конденсатор 12 перезаряжается по цепи: диод 13 - реактор 14 - основной тиристор 6 и он гитов

35

каждого канального тиристорного блока, второй вход которого через коммутатор соединен с выходом генератора отпирающих импульсов, а выход - с анодом ванны, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД устройства и его надежности, формирователь рабочих импульсов вьшолнен с последовательно соединенными дополник очередному закрытию основного тирис- д тельным тиристором и коммутирующим

тора 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 ограниченньми рабочими параметрами, в том числе и низким КПД, а за счет отпирания и запирания современных быcтpoдeйcтвyюш x силовых тиристоров, рассчитанных на рабочие токи до нескольких десятков килоампер (при их параллельном соединении) при

конденсатором, диодом и реактором, причем управляющий электрод тиристо ра подключен к выходу генератора от пирающих импульсов через коммутатор с и второй согласующий элемент, а управляющий электрод вспомогательного тиристора - к выходу г.енератора отп рающих импульсов через коммутатор, задержку и первьш согласующий элемент, при.этом диод и последователь .соединенный с ним реактор подключен ;встречно параллельно к дополнительному и основному тиристорам, дополни тельньп тиристор подключен согласно параллельно к основном тиристору, анод которого через токоограничи- тельный элемент, соединен с плюсовым выходом выпрямителя, а катод подключен к аноду гальванической ванны.

50

55

IQis20 25 988286

напряжениях до 1000 В. КПД предлагаемого устройства составляет 0,83- 0,85, 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 превьшает 0,33-0,35. Надежность и срок службы определяется рабочим ресурсом силовых тиристоров и составляет 10000 ч, а у известного - 10 циклов заряд-разряд силового импульсного конденсатора. Формула изобретения

Устройство для питания гальванических ванн импульсным током, содержащее источник переменного тока, регулируемый выпрямитель, токоограничи- тельный элемент, генератор отпирающих импульсов, коммутатор и п-каналь- ныв тиристорные блоки, каждый из которых содержит основной тиристор,фор- мирователь рабочих импульсов, и схему управления, включающую регулируемую задержку и согласующие элементы, причем отрицательная клемма регулируемого выпрямителя соединена с катодом ванны, а положительная через токоог5

каждого канального тиристорного блока, второй вход которого через коммутатор соединен с выходом генератора отпирающих импульсов, а выход - с анодом ванны, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД устройства и его надежности, формирователь рабочих импульсов вьшолнен с последовательно соединенными дополниконденсатором, диодом и реактором, причем управляющий электрод тиристора подключен к выходу генератора отпирающих импульсов через коммутатор с и второй согласующий элемент, а управляющий электрод вспомогательного тиристора - к выходу г.енератора отпирающих импульсов через коммутатор, задержку и первьш согласующий элемент, при.этом диод и последовательно .соединенный с ним реактор подключены ;встречно параллельно к дополнительному и основному тиристорам, дополни- тельньп тиристор подключен согласно параллельно к основном тиристору, анод которого через токоограничи- тельный элемент, соединен с плюсовым выходом выпрямителя, а катод подключен к аноду гальванической ванны.

0

5