Тиристорный источник тока для электролитического осталивания Советский патент 1980 года по МПК C25D21/12 

(54) ТИРИСТОРНЬГЙ ИСТОЧНИК ТОКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО Изобретение относится к гальванотехв вике и может быть использовано для авто матизации процесса электролитического осталиэания при восстановлении изношенных деталей.- Известен тиристорный источник тока для электролитического осталивания, содержащий силовой блок и блок управления тиристорами, состоящий из фазосдвйгаю- щих цепей, формирователей пусковых импульсов, источника питания автоматического программного устройства, соединенного через соответствующую фазосдвигающую цепь с формирователем пусковых импульсов анодного и катодного Однако известный тиристорный источник не обеспечивает фазового управления тиристорами от 180 ввиду того, , ЧТО в схеме фааовращающей цепи имеется активное омическое сопротивление катушки индуктивности. В результате этого |тиристор в начальный момент уже открыт |управляющим напряжением фазовращаюОСТАЛИВАНИЯщей цепи на угол фазы ориентировочно 25-30 , что обуславливает Наличие начального тока на катоде порядка 102О% от технологического тока покрытия, что снижает прочность сцепления осадка металла с поверхностью детали. В нем применена релейная, контактная связь элементов, настройка технологического разгонного цикла связана с поворотом и включением большого числа рукояток переменных резисторов, кнопок выключателей. Применение реле и контактов значительно увеличивает габариты и вес устройства, требует постоянно го контроля за состоянием контактов (зачистка от подгорания). Цель изобретения - повышение производительности и качества сцепления осадков мвталпа с поверхностью детали, уменьшение габаритов и веса устройства. ГЪставлённая цель достигается тем, что блок управления тиристорами имеет формирователи пилообразного напряжения, соединенные с фазосдвигающими цепями ; ШпблйённымтГ на полупроводниковых диодах, а формирователи пусковых импуль сов выполнены на транзисторных уснли телях-ограничителях и заторможенных блокинг-генераторак, причем автоматаческое программное устройство снабжено коммутатором, включающим два регулируемых моста, собранных на резисторах с транзисторными ключами в их диагоналях, при этом тирйсторный источни к тока дополнительно снабжен блоком отрицательной обратной связи по току,собранным на трансформаторах тока и транзисторах, присоединенных с. одной сторо.ны к соответствующим фазосдвигающим цепям и коммутатору, а с другой - к : силовому блоку. На фиг. 1 представлена электрическая с х матиристбрного.источника Тока; на фиг. 2 - скема блока отрицательной обратной связи по току; нафиг. 3 - схема автоматического программного устрой ства; на фиг. 4 - схема коммутатора; на фиг. 5 - диаграммы напряжений блоков управления тиристорами. Тирйсторный источник тока содержит силовой блок 1, выключатель В1, два одинаковых блока БУ1 и БУ2 управления тиристорами, подключенных точками У1, К1, У2, К2 к соответствующим точ кам силового блока 1. Блок питания (БП) блоков БУ1 и БУ2 управления тиристорами программного устройства (фиг 3) и коммутатора (фиг. 4), подключенный непосредственно к блокам БУ1 и БУ2. Блоки 2 и 3 отрицательной обратной связи по току (фиг. 2) соответст венно для катода К и анода А (фиг. 1), одинаково подключенных к блокам БУ1 и БУ2 через точки 4 и 5 и вторичные обмотки питающего трансформатора ТР1 Автоматическое программное устройство (фиг. 3), включающее два блока - один для формирования продолжительности ступеней разгонного цикла (БР), а другой-сгонного цикла (БС) по окончании покрытия, подключенные выводами 6-16 к соответствующим выводам коммутатора (фиг. 4). Коммутатор, состоящий из 2 регулировочных мостов: Ml и М2 для формирования величины тока разгонного цикла, подключен точками 1«7-18 к таким же точкам блоков 2 и 3 отрицательной обратной связи по току (фиг. 2) а точками 6-16 - к соответствующим точкам автоматического программного згстройства (фиг. 3). 474 Силовой блок 1 (фиг. 1) включает трансформаторы ТР2, первичные обмотки трансформаторов ТРЗ и ТР4, управляемых тиристоров Д1 и Д2. Блок БУ управления тиристорами состоит из формирователя пилообразного напряжения, собранного на транзисторах Т1 - Т5, диодах ДЗ - Д5, резисторах F - R12 и конденсаторах С1 сз, фазосдвигающей цепи, собранной на полупроводниковых диодах Д6, Д7 и .резисторе R13, формирователя пусковых импульсов, выполненного на транзисторном усилителе-мограничителе, собранном на транзисторах Т6 и Т7, конденсаторах С4 и С5 и резисторах R14 - R17, а также на заторможенном блокинг-генераторе, состоящем из диодов Д8 - Д10, транзисторов Т8 и Т9, конденсатора С6 и резисторов R18 - R20, трансформатора ТР5 с обмотками. Блок питания (БП) блоков управления тиристорами программного устройства (фиг. 3) и коммутатора (фиг. 4), состоящий из 4 диодов Д18 - Д21, собранных по мостовой схеме стабилизатора напряжения, состоящего из транзисторов Т38- Т39, диода Д22, резисторов R lOJ R 109 и сглаживающих конденсаторов С13 - С 15. БЛОК отрицательной обратной связи по току (фиг. 2) состоит из 2 одина.г ковых блоков 2 и 3. Блок 2 собран на трансформаторе ТР1, диодах Д11 Д13, транзисторах Т10 и Т11, конденсаторах С7-С10, резисторах R21 - R28 и вторичной обмотке трансформатора ТРЗ. Блок отрицательной обратной связи по току снабжен переключателем на два положения: автоматическое регулирование (АР) разгонным и сгонным циклом, ручное регулирование (РР) указанными циклами. Автоматическое программное устройство. (фиг. 3) включает два блока БР и БС, каждый из которых состоит из одинаковых ячеек (например по 10 для каждой ступени регулирования). Блок БР включает одинаковые ячейки I-X, блок БС - одинаковые ячейки XI-XIX. Ячейка XI блока БР состоит из диодов Д14 и Д15, транзисторов Т13, Т12, резисторов R29 - R35, конденсатора СИ. Ячейка XI лока БС, состонт из диодов Д16 и Д17, транзисторов Т14 и Т15, резисторов R36 - R42, кон денсат(5ра-С12. Ключ В2 находится в блоке сгонного цикла и предназначен для включения блока БС в работу. Ячейка XX в отличие от ячейки XI не имеет.ре аисторов P-IO - R42 и транзистор Т15 Ячейки Г-Х непосредственно свя;заны через резисторы 96 - R105 с ячейками ХГ - XX. Резистор R 106 является нагрузкой ключа В2. Коммутатор (фиг,4 состоит из двух регулировочных мостов Ml и М2,собранных на резисторах R43 - R95 и транзисторах Т16-Т-38. Устройство работает следующим обра зом. Включением ключа В1 (фиг. 1) напря жение переменного синусоидального тока Ug,j (фиг. 5,й)Ьодается на понижающий трансформатор ТР2 (фиг. 1) силового блока 1, трансформатор ТР1 блоков БУ1 и БУ2 управления тиристорами й блоков 2 и 3 отрицательной обратной связи по току (фиг. 2). В управляемых тиристорах Д1 и Д2 (фиг. 1) синусоидальный переменный ток преобразуется в силовой постоянный однополупериодный импульсный ток (фиг. 5,6), а в диоде ДЗ в постоянный импульсный ток управления U,.. (фиг. 5|б) тиристором Д1 (фиг. 1). Постоянный импульсный ток управления Uf J (фиг. 5,6) запускает формирователь пилообразного напряжения блока БУ1 (фиг. 1), где посредством транзисторов Т1 и Т2 резисторов R1 - R7, конденсаторов С1 и С2 преобразуется в импульсы напряжения управления прямо угольной формы 1)2 (фиг. 5,в), а посредством транзисторов ТЗ -Т5, диодов Д4 и Д5, резисторов R8 - R12 и конденсатора СЗ, импульсы прямоугольной формы преобразуются в импульсы пилообразного напряжения U-,-g с длительностью пилы более полупериода, т. е. более 18О° (фиг. 5,г). Величина импульсов пилообразного напряжения U-j-g регулируется фазосдвигающей цепью посредством диодов Д6 и Д7 и резистора R13 (фиг. 11) путем подачи в эту цепь от резистора R21 (фиг. 2) постоянного управляющего напряжения U,np. (фиг.5,г) Импульсы пилообразного напряжения ( (фиг. 5,д) по длительности, определяемой величиной постоянного управляющего напряжения Uy-jp (фиг. 5,д), преобразу- ются формирователем пусковых импульсов посредством транзисторов Т6 и Т7 (фиг. 1) усилителя-ограничителя, его кон денсаторов С4 и С5 и резисторов R14 - R17 и импульсы прямоугольной формы У (фиг.5,е) которые дифференцируются образуя отрицательный импульс ( - IJ ) 9476 Отрицательный импульс ( - UJ-Q ) срезается диодом Д9 (фиг. 1), 9 положительный (+ UTS подается на транзистор Т8. заторможенного блокинг-генератора и запускает его транзистор Т9. Ток, протекающий при этом в первичной обмотке трансформатора ТР5, создает в обмотке , электродвижущую силу, направленную таким образом, чтобы поддержать ток на транзисторе Т9 и после снятия выходного управляющего импульса ((фиг.5,з). Управляющий импульс снимается р I, У с обмотки Wo трансформатора ТР5 . (фиг. 1) и подается на управляющие . электроды У1, К1 тиристора Д.. Аналогично осуществляется формирование и подача управляющего импульса на электроды У2, К2 тиристора Д2. . Блок 2 отрицательной обратной связи по току (фиг, 2) вступает в работу автоматически при возникновении дестабилизирующих факторов. Например,нагрев электролига приводит к уменьшению сопротивления электролита и самопроизвольному росту плотности тока. При этом импульсы напряжений однополупериодного тока катода и анода снимаются со вторичных обмоток трансформатора ТЗ, увеличиваются им, выпрймляются диодами Д12 и Д13, сглаживаются конденсаторами С7 и С8, образуя напряжение отрицательной обратной связи . (фиг. .5,г), пропорциональное соответствующему изменению составляющей тока. Напряжение Л . склаайвается с управляющим напряжением Uyp,p. (фиг. ,5,г) и увеличивает его, что приводит к-, увеличению управляющего импульса Uguiv на тиристорах Д1 и Д2 (фиг. 1). Автоматическое программное устройство включается в работу включением переключателя в положение АР (фиг. 2). Тиристорный источник тока может работать и при ручном регулировании переменным резистором R28 при включений переключателя в положение PP. В начае работы автоматического программного устройства переменными резисторами R29 каждой ячейки 1 - X БР (фиг. 3) станавливается необходимое время выержки тока каждой ступен.и разгонного икла. Переменными резисторами R44, 68 и R95 коммутатора (фиг. 4) усга.,.,,...- --. . авлнваются начальные и конечные .наения анодного и катодного токов разонного и сгонного . П рйнцип ра- оты ячеек I - XX автоМатичёскогЪ рограммного устройства (фиг. 3) одина7.7499478

ков и поясняется ниже на примере работы вания повышает производительность устройячейки 1. При подаче напряжения на вход ства и качество сцепления осадков метал19 диод Д14 закрывается и начинается ла с поверкностью детали и снижает его

заряд конденсатора Q11 по цепи 12в,габариты и вес, а введение дополнительR 29, R30 и СИ. Посредством перемен- j него блока БС (фиг. 3) формирования кого резистора R29 можно в широ-цикла окончания покрытия позволяет пределе менять время заряда П (R29 - R30) X СИ времязадающей цепочки каждой ячейки. По мере pocTg напряжения на С11, диод Д15 пробивается и открывается транзистор Т12, а транзистор Т13 закрывается и на его выводах 7 и 20 появляется напряжение. В этот момент включается .следующая II ячейка. Таким образом последовательно срабатывают . ячейки П - X блока автоматического программного устройства. При этом последовательно замыка1ются соответствуюшие транзисторные ключи крмму татора, состоящие из транзистора и 2-х рЪзисторов. например -Т16, R45 и R46 (фиг. 4). На вьюодах транзисторных ключей 17 - 18 формируются необходимые управляющие напряжения для фазосдвигающйх цепей блоков БУ1 и БУ2 {фиг. 1) В исходном состоянии автоматического устройства ключ В2 (фиг. 3) разомкнут, конденсатор СИ разряжен, конденсатор С12 заряжен. Потенциал выводов 6 - 16 (фиг. 4} близок к нулю и коммутатор выключен. При замыкании ключа В2 (фиг. 3) конденсатор С12 разряжается через незначительное прямое сопротивле ние диода Д17 и на входе 21 ячейки XI появляется напряжение, которое посч ледовательно разрянсает конденсаторы ячеек X1I-XX. С разрядом конденсатЬра ячейки XX на выходе 6 появляется напряжение, которое включает ячейку 1 и транзистор Т26 (фиг. 4) и мостовая схема Ml подключается к истбчнИку питания, тем самым через точки 17 и 18 блок отрицательной обратной связи по току (фиг. 2), точку 5 на вход фазосдвигающей цепи Д6, Д7 и R13 (фиг. 1) подается начальное напряжение Uypn. (фиг. 5,г). Аналогично срабатывают ячейки II X блока БР (фиг. 3) и транзисторные клжк чи моста Ml (фиг. 4. После разгонного цикла автоматическое программное уст- pofroTM находится в устойчивом состоянии. Конденсатор СИ (фиг. 3) заряжен, а Cl2 разряжен. При последующем замыканий ключа В2 пГикл повторяется. Применение нового тиристорного источ ника тока для электролитического осталилучать осадки с наперед заданными физико- леканическими свойствами в наружном слое, что важно для последующей механической обработки. Все это позволяет повысить культуру производства электролитических покрытий, получить , значительный технико-экономический эффект. Формула изобретения Тиристорный источник тока для элекг- рического осталив ания, содержащий сило ой блок и блок управления тиристорами, состоящий из фазосдвигающих цепей, формирователей пусковых импульсов, источдик питания и автоматического программного устройства, соединенного через соответствующую фазосдвигающую цепь с формирователем пусковых импульсов анодного и катодного токов, о т - чающийся тем, что, с целью по- вышения производительности и качества сцепления осадков металла с поверхностью детали, снижения габаритов и веса его, блок управления тиристорами имеет формирователи пилообразного напряжения, соединенные с фазосдвигающи- ми цепями, выполненными на полупроводниковых диодах, а формирователи пуско- вых импульсов выполнены на тиристорных усилителях-ограничителях и затормог женных блокинг-генераторах, причем автоматическое программное устройство снабжено коммутатором, включающим два регулируемых моста, собранных на резисторах с транзисторными ключами в их диагоналях, при этом тиристорный источник тока д6полн1атёльно снабжен блоком . отрицательной обратной связи по току, собранным на трансформаторах, токами транзисторах с одной стороны к соответствующим фазосдвигающим цепям и коммутатору, а с другой - к силовому бло- Источники информации. принятые во внимание при экспертизе JL. Авторское свидетельство СССР М« 588263.- кл. С 25D 21/12, 1976.

749947

749947

2v

.6