Устройство для питания асимметричным током Советский патент 1978 года по МПК H02M7/06 C25D5/18 

Изобретение относится к области электротехннки и предназначено для нитания асимметричным током четного числа потребителей.

Известны устройства для питания асимметричным током четного числа потребителей, например электролизеров, состоящие из источника переменного тока и однополупериодного выпрямителя 1, 2.

Прототипом является устройство для питания асимметричным током, содержащее два вентиля, один из которых подключен к отводу вторичной обмотки трансформатора, связанной с тремя выходными зажимами, один из которых является общим 2.

Для повышения надежности и упроодения известного устройства, в предлагаемом устройстве вторичная обмотка сиабжена дополнительным отводом, к которому подключен второй вентиль, каждый из ее крайних выводов непосредственно соединен с соответствуюп1им выходным зажимом, а одноименные электроды обоих вентилей - с общим выходным зажимом.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства при использовании в станках для двухсторонней электрохимической размерной обработки деталей сложной конфигурации.

Это устройство состоит из источника переменного тока в виде трансформатора /, вторичная обмотка 2 которого выполнена с двумя отводамн 3, 4 и крайни.ми выводами 5, 6. К отводам 3, 4 соответственно подключены анодами .вентили 7 и S. Потребителями асимметричного тока в данном случае являются два межэлектродных промежутка, образованных электродами - инструментами 9 и 10 с деталью 11. Катоды вентилей 7 и 8 присоединены к общей точке питания межэлектродных промежутков 9-// и 10-11, т. е. к детали 111.

Устройство работает следующим образом.

В один полупериод питающего напряжения, когда, например, вывод 6 имеет положительный потенциал относительно вывода 5, ток проводит вентиль 8, так как его анод находится под большим по сравнению с анодом вентиля 7 потенциалом. Поэтому в данный полупериод межэлектродный промежуток 5- //, находится под прямым напряжением: деталь 11 - плюс, электрод - инструмент 9 - минус. Происходит съем металла детали II со стороны электрода - и}1струмента 9. Прикладываемое к межэлектродному промежутку напряжение определяется разностью потенциалов между выводами 4 п 5 вторичной обмотки 2 трансформатора 1. Межэлектродный промежуток 10-// в рассматриваемый полупериод питающего напряжения находится под обратным напряжением: деталь 11 - минус, электрод - инструмент 10 - плюс, так как нотенциал вывода 6 ноложнтельнее потенциала отвода 4, который через открытый вентиль 8 присоединен к детали //. Обратное напряжение между электродом 10 и деталью // определяется общим напряжением, прикладываемым к обоим межэлектродным промежуткам 9-// и 10-1.1, за вычетом падения напряжения между деталью // п электродом - инструментом 9. На детали // со стороны электрода - инструмента 10 в этом полупериоде питающего напряжения происходят восстановительные процессы.

В следующий полупериод питающего напряжения, когда вывод 6 имеет отрицательный потенциал относительно вывода 5, ток проводит вентиль 7, так как теперь его анод имеет более ноложительный потенциал, чем анод вентиля 8. Картина происходящих в межэлектродных промежутках процессов меняется на обратную: растворение детали / идет со стороны электрода - инструмента 10, а процесс восстановления - со стороны электрода - инструмента 9. Такое чередование процессов растворения и восстановления в межэлектродных нромежутках происходит через каждую половину периода питающего напряжения. Между каждым электродом - инстрзментом 9 н 10 и деталью 11 протекает асимметричный ток, так как величина прямого напряжения принята больше величины обратного. Это достигнуто соответствующим выполнением отводов 3, 4 и выводов 5 и б вторичной обмотки 2 трансформатора 1.

Описанное устройство для питания асимметричным током имеет высокий КПД, так как в нем отсутствуют токоограничизающие соиротивления, а следовательно, и добавочные нотери энергии.

Регулирование прямого и обратного тока в предлагаемом устройстве производят переключением вентилей 7 и 8, а также электродов - инструментов Р и /{ на другие выводы вторичной обмотки 2 трансформатора /. Вторичная обмотка 2 может быть вынолнена с таким количеством выводов на противоположных ее .концах, которое необходимо для получения требуемого диапазона регулирования указанных токов. Донолнительное регулирование асимметричного тока возможно со стороны первичной обмотки трансформатора /.

Известно, что применение асимметричного тока при электрохимической обработке легкопассивирующихся металлов и сплавов ведет к повышению производительности и стабильности процесса растворения, так как обратный ток разрушает оксидную пленку.

В предложенном устройстве трансформатор 1 равномерно загружен, так как в один полунериод питающего напряжения он нагружен прямым током одного межэлектродного промежутка и обратным током другого, а в

следующий полунериод трансформатор / загружается обратным током нервого межэлектродного промежутка и прямым током второго и т. д.

По представленной на чертеже схеме можно производить и одностороннюю обработку детали /i/ двумя электродами. Для этого необходимо, чтобы площади обработки для каждого электрода были примерно равными. Можно обрабатывать две детали, каждая из которых присоединена к катодам выпрямителей. Вообще для равномерной загрузки трансформатора / целесообразнее обрабатывать четное количество однотинных деталей. При этом в случае использования одного привода подачи все электроды-ИНструменты могут иметь общее подключение, а детали - раздельное. Тогда полярность включения вентилей 7 и 5 относительно изображенной на чертеже меняют на обратную, т. е. катоды вентилей 7 и 8 подключают к отводам 3 и 4 вторичной обмотки 2 трансформатора /, а аноды соединяют вместе и к ним подключают электроды-инструменты. Обрабатываемые детали присоединяют к внешним выводам 5 и 6.

На чертеже представлено устройство с питанием от однофазного трансформатора. Аналогично выглядит вариант предлагаемого устройства для питания асимметричным током с использованием многофазных трансформаторов. В этом случае каждая фазная обмотка является элементарным источником питания. Исполнение этой обмотки и подключение нотребителей совпадает с изображенным на чертеже. Миннмальное количество потребителей, обеспечивающее равномерную загрузку трансформатора становится равным удвоенному количеству фаз. Такое устройство может быть выполнено с одним общим для всех нотребителей полюсом подключения, к которому присоединены все выпрямители.

Предлагаемое устройство пригодно для питания асимметричным током гальванических и электролизных ванн. При этом подключение указанных нотребителей аналогично изображенному на чертеже включению межэлектродных промежутков. Работа этого устройства при питании гальванических и электролизных установок полностью совпадает с описанной выше. Высокий КПД данного усгройства сохраняется и в рассматриваемой области применения.

Формула изобретения

Устройство для питания асимметричным током, содержащее два вентиля, один из которых нодключен к отводу вторичной обмотки трансформатора, связанной с тремя выходными зажимами, один из которых является общим, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения, вторичная обмотка снабжена дополнительным отводом, к которому подключен второй вентиль, каждый из ее крайних выводов непосредственно соединен с соответствующим выходным зажимом, а одноименные электроды обоих вентилей - с общим выходным зажимом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 271603, кл. Н 01 М 45/04, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 377439, кл. С 23 В 5/68, 1973.

.