Установка для питания гальванических ванн импульсным или постоянным током Советский патент 1980 года по МПК C25D21/12 

- - V. .. Изобретение относится к эпектропити ческйм ПО1ФЫТИЯМ изделий металлами, в частности к устройствам йяя питания гаш аническшс ванн квх. периодическим, так и постоянным током. Оно 1федназначено для использования в гальванических цехах .предприатий всех отраслей варо ного хскэяйства шш нанесения любых видЬв гальванических покрытий. Известно устройство для питания галь ванических ванн, содержащее трехфазный силовой трансформатор, подключенный к сети через бесконтактный регулятор 3-х фазного напряжения. Пониженное на пряжениес двух вторичных обмоток подается на тиристоры и полученный от них sbiriрямленный однополупериодный ток двух фаз, текущий в катодном напр чтении, питает гальваническую ванну. Лишь за это время в течение периода 15}оисходит - элактроосаждение. Обратный импульс тока создается третьей вторичной обмоткой, подключенной на ванну через авто-транс-. фс матор, ограничивающее сопротивление и тиристоры 1. Однако данное устройство позволяет получать ограниченное число форм тока, выпрямленный однополупериодный ток двух фаз в катодном направлении и обратный импульс, определяемый синусоидой напряжения 3-й фазы в обратном направлении. При увеличении мощности устройства слабым его местом становится автотрансформатор и ограничивающее сопротивление. Частота импульсов не регулируется и равна прсмышленной - 5О Гц. Длительность импульсов тока не регул1фуется и определяется синусоидальным законом изменения потенциалов фаз на вторичнь1Х обмотках, трансформатор а. Пауза между импульсами тока неуправпяема и однозначно определяется из длительности периода и длительностью импульсов. Устройство не позволяет в случае необходимости получить постоянный ток. Наиболее близкой к предл,агаемой является установка для питания гальванических ванн Импульсным или постоянным TO3cw.i, содернсашая схетовой.траисформа1х5р С переменным, коэффициенте транс(pMamiH, связанный с гальванической ванной через циклоконверторы, выполненгсме era полупровопниковых управляемых приборах по мостовой йхеме, подключенны к схеме управления, содержашей лопгческий блок. 2}. Логигч ecKHii блок выполтен в виде сое гшнешгых генератора пилообразного напряжения, компаратора и регулятора сравштаемого яапря)кения. Однако такое устройство не позволяет . ялавкорегулировать длительность импуль сов поляризующего тока, , Цель изобретения - повьппение произ водительности процесса электроосаждения и улучшение качества осапков путем плавного регулирования скважности поляризующих, Ш1лпульсов тока для каждого ви да покрытий. Поставленная цель достигается тем, что логический блок выполнен в виде двоичного счетчика с управляемыми детнифраторами, соединенными с тремя раздельно регулируемыми фазосдвигагощими устройствами. На фиг. 1 и 2 изображена силовая схема и блок-схема установки; на фиг, 3 ффкйй токов, получаемые с помощью установки; на фиг. 4 - временные диаграммы токов и напряжений, а также последовательности, отпирающих импульсов. Установка состоит из силового трансформатора 1, циклоконвертора 2, соединенного с гальванической ванной 3 и вьтолненного на тиристорах 4, 5 и 6, и диодов 7, 8 и 9, собранных по мостовой схеме и подключенных к схеме управ ления, содержащей опорные датчики 10, 11 и 12, пульт 13 угфавяения, логический блок 14, содержащий двоичный счет чкк 15 и дешифратор 16 к блоки формированиянмпульсов 17-19|содержащие фазосдвигающие устройства 2О-22 и формирователи импульсов 23-25. Установка питается от 3-хфазной сети напряжением 38О В, Первичная обмотка силов яго трансффматора -1 соединена в звезду и подключена к 3-хфазному напряжению сети. Специальными пфеключателями 26 изменяется число витков на первичной обмотке, причем НЕ каждой фазк отдельно. Этим дост гаетсл иг ленение формы и ампшггуды 7 4 импульсов (см, фиг. 2), Собственно кривая 01 изображает форму 11мпульсов тока при равенстве фазных коэффициентов трансформации. Остальные кривые изображают возможные формы импульса тока, которые можно получать, варьируя фазными коэффишшнтами трансформации при соответствующих значениях времени импульса и паузы. Вторичная обмотка соединена в треугольник. При необходимости она пёресрединяется в звезду. Блок силовых тиристоров 4-6 и диодов 7-9 образует несимметричную мостовую cxeiviy, подключенную на ванну 3, На силовсш трансформаторе 1 имеются сигнальные обмотки 27-29, опорных датчиков 10-12 для синхронизации работы системы управления. Логический блок 14 синхронизирован с одним из опорньге датчиков 1О-12.. Установка работает следующим образом. Система управления предлагаемого устройства -разрешает плавное регулирование углов открытия каждого тиристора йвоей фазы за счет применения трех раздельных блоков формирования отпнрающих импульсов, в функции каждого из котфых ВХОДИТ формирование отпирающих импульсов для тиристоров соответствующей фазы, независимое регулирование сдвига их во времени, а также запрета на формирование импульсов, т. е. если логическим блоком дано разрешение на формирование поляризующего импульса длительностью, равной продолжительности П - пф йодов питающего напряжения, то плавно и поочередно (в порадке следования фаз напряжения) изменяя по команде с пульта управления углы открытия от 0 до максимальных, а также запрещая в определенное время работу формирователей на ти$эисторы соответствующих фаз, становится возможным плавное рвгул1ч ование длительности импульса пол5 изующего joка от О до длительности п периодов. Кривая а иллюстрирует изменения фаэных напряжений кривая б - форму выпрямленного тока. Допустим логический блок 14 по команде с пульта управления 13 разрешает блокам 17-19 формировать отпирающие импульсы в:течение одного периода питающего напряжения. Совпадение команд пульта управления 13с соответствующими сигналами своих опорных датчиков 1О12 позволяет блокам 17-19 сформировать отпирающие сигналы - первые импульсы ни всех поспедовательностях (кривые в), так как логическим блоком разрешена работа в течение одного периода, В дальнейшем поочередно, плавно сдви гая блоками 17-19 формирования импульсов отпирающие импульсы и последователь но, по достижении ими максимальных углов открытия соответствующих тиристоров 4-6 выключая юс, плавно уменьшаем длительность импульса поляризующего тока ванны от 20 мс (период питающегчэ напряжения) до О. Кривая г представляет импульс тока с одной из возможных его длительностей. Для формирования этого режима логическгол блоком 14 дается разрешение на формирование оптирающих импульсов в течение одного периода промьппленной частоты и соответствующий загфет на время паузы., По программе с пульта управления 13 блок 17 не формирует отпирающие импуль сы (верхняя кривая д); импульсы (средняя кривая д) сдвинуты блокам 18 по отношению к импульсам (средняя кривая в), а отпирающие импульсы (нижняя кривая д) идентичны импульсам (нижняя кривая в). Аналогичным способом прО1 с:жводится плавная регулировка длительностей кмпупь сс тока более, одного периода тштающего Напряжения. Г)нменение в качестве вр 4Язадающетх генератора (логического блока 13), определяющих) время импульса, паузы и перио да поляризующих импульсов токи, двоичного счетчика 15 с управляемым дешт раторсж 16, позволяет очень стабильно Поддерживать все временные параметры электрического режима питания гальванической ванны 3. того, по ксман- де с пульта 13 управления и в зависимости от длительности поляризующего тока ванны 3 разрешение на формирование о(1-пираюших импульсов 16 выдает не на период - одновременно на все блоки формирования импульсов 17-19, а раздельно, что позволяет осуществлять раздельную фазовую регулировку отпирающих импульсов. Дешифратор 16 в зависимости от командной длительности импульсов с пульта управления 13 выдает п разрешающих сигналов, где ri -, здесь 1 - период питающего напряжения. Причем (п- 1) периодов подаются на формирователь имульсов 23 без сдвига по фазе, а последНИИ п-и период подается на каждый из трех формирователей импульсов 23, 24 и 25 через соответствующие фазЬсдвигающие устройства 2О, 21 и 22, позволяющие время импульса поляризующего тока ванны 3 изменять плавно от (п-1) Т до hT. Таким образом, прт1менение в качестве логического блока двоичного счетчика с управляемыми дешифраторами, подключенных к раздельно управляемым фазосдвигаютяим устройствам, позволяет получать плавно регулируемую длительность импульсы тока ванны и паузы, стабильно поддерживать их временные характеристики. Плавное же регулирование скважности импульсов электролизера в свою очередь позволяет более точно (чем при дискрет ном регулировании) установить максимально допустимую рабочую плотность тока в электролите, а тем самым и интенсифишфовать процесс гальванопокрытия при постоянстве (поддержании) необходимого значения катодной поляризации изделия. Одновременно катодная поляризация является определяющим фактором при получении металаических осадков с заданными физико-механическими свойствами. Следовательно, предлагаемое устройство позволяет усовершенствовать одновременно обе стороны гальванопроцесса: повысить производительность гальванической ванны и получить покрытия с необходимыми свойствами. Формула изобретения Установка для питания галг ванических ванн импульсным или постоянным током, содержащая силовой трансформатор с переменным коэффициентом трансформации, связанный с гальванической ванной через цшслоконверторы, выполненные на полупроводниковых управляемых прибс ах ао мостовой схеме, подключенных в свою оче редь к схеме управления, включающей логический блок, отличающаяс я тем, что, с целью повышения тфоиэводительности процесса электроосаждения и улучшения качества осадков путем плавного регулирования скважности поляризующих импульсов тока для каждого вида покрытий, логический блок выполнен в виде двоичного счетчика с управляемыми дешифраторами, соединенными с тремя

раздельно регулируемыми фазслдвигающими устройствами.

Источники информации, т инятые во внимание при экспертизе

735664

1.Авторское свидетельство СССР

№ 387040, кл. С 25 D 21/12, 1973.

2.Оатент США № 4О46649, кгг. , 16.О9.77.

Фаг. /

735664

ц

Г(Г