Устройство для питания гальвани-чЕСКиХ BAHH пРЕРыВиСТО-PEBEP-СиРОВАННыМ TOKOM Советский патент 1981 года по МПК C25D21/12 

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к устройствам для питания гальванических ванн непостоянными, периодическими токами в режимах нестационарного электролиза, и может быть использовано при получении ряда металлов (при различных площадях покрываемых поверхностей) осадков и- оксидных пленок с улучшенными физико-механическими свойствами, а также при необходимости более широкого варьирования процентным содержанием примесей в осаждаемых металлах и компонентов в сплавах и, кроме того для интенсификации гальванических процессов. Наиболее близким к предлагаемому IJO технической сущности и достигаемому результату является устройство для питания гальванических ванн прерывисто-реверсированным током, содержащее силовой трансформатор с переменным коэффициентом трансформа ции, тиристоры для формирования пря мых и обратных импульсов тока, гене ратор отпирающих импульсов, коммута тор, задатчик временных циклов я по зволяющий получать прерыаисто-ревёр сированный ток ванны с общей (и для прямых, и для обратных импульсой) регулировкой амплитуды, угла открытия тиристоров, времени работы тиристоров разной полярности 1. Однако известное устройство не позволяет раздельно и независимо регулировать длительность импульсов, а соответственно, и амплитудные плотности прямых и обратных поляризующих токов, так как имеет один общий генератор отпираюйдах импульсов с общей регулировкой углов открытия для тиристоров обеих полярностей, формирует поляризующие импульсы тока с нерегулируемым фронтом, обуггловленным синусоидальной формой питаю1цего напряжения, при малых загрузках электролизера тиристоры известного устройства работают при больших углах открытия (90-180), что обусловливает невысокую скорость нарастания и малые амплитудные значения поляризую1г,кх импульсоь тока, отсутствует возможность подачи обратных иг тульсов непосредственно в момент окончания прямых импульсов и наоборот. При этом использование в известном устройстве естественной коммутации силовых тиристоров, подчиняющейся синусоидальному закону питающей сети, ограничивает возможность подбора

оптимальных соотношений взаимосвязанных электрических параметров технологического процесса осаждения. Кроме того, устройство не позволяет изменять произвольньом образом (в пределах полупериода питающего напряжения местоположение пауз и импульсов пряi oro и обратного токов.

Цель изобретения улучшение физико-механических свойств покрытий металлами и сплавами, интенсификация процессов, а также расширение возможности варьировать процентным содержанием примесей в электроосадках и компонентов в сплавах путем независимого и раздельного управления задними и передними фронтами поляризующих импульсов прямого и обратного токов.

Поставленная цель достигается тем что устройство для питания гальванических ванн прерывисто-реверсированным током, содержащее силовой трансформатор с переменным коэффициентом трансформации, тиристоры, формирующие прямые и обратные токи, задатчик време-нных циклов, генератор отпирающих импульсов с регулированием углов открытия тиристоров и коммутатор, снабжено двумя узлами принудительной коммутации, дополнительными генератором отпирающих импульсов и коммутатором и двумя регулируемыми задежками, причем вход каждого генератора отпирающих импульсов подключен к трансформатору,, а выход - к соответствующим тиристорам через соответствующий коммутатор, выход которого связан через регулируемую задержку с узлом принудительной коммутации, который подключен к тиристорам своей полярности, причем задатчик вре-. менных циклов подключен к входам коммутаторов ,

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит силовой трансформатор 1 с переменным кбэффидиентом трансформации, тиристоры 2 и 3, формирующие полярзующий ток в прямом и обратном направлениях,, узлы 4 и 5 принудительной коммутации, генераторы 6 и 7 отпирающих импульсов с регулированием углов открытия, коммутаторы 8 и 9, задержки 10 и 11 и задатчик 12 временных циклов. Устройство подключено к гальванической ванне 13,

Тиристоры 2 и 3 могут быть выполнены по любой схеме регулируемого выпрямления (однополуперлодное, двухполупериодное, трехфазное с нулем, мостовые и т.д.). Предлагаемое устройство представляет однофазную схему выпрямления, реализующую двухполупериоДное выпрямление.

Задержки 10 и 11, генераторы 6 и 7 отпирающих импульсов и задатчик 12 временных циклов могут -быть построен либо как аналоговые (горизонтальный или вертикальный принцип), либо как цифровые, а также могут быть исполнены на любых логических элементах (логика, микросхемы и др.).

Коммутаторы 8 и 9 представляют соЙой элементы И. Узлы принудительной коммутации 4 и 5 могут быть исполнен на любом из известных принципах управляемых узлов принудительной коммутации .

Устройство работает следующим образом.

От внешней промышленной сети переменного тока напряжение поступает на силовой трансформатор 1 с переменным коэффициентом трансформации, пониженное им напряжение а поступает на блоки тиристоров 2 и 3, формирующих прямые и обратные токи. Одновременно с синхронизирующей обмотки трансформатора 1 напряжение поступает на входы генераторов б и 7 отпирающих импульсов с регулировкой угла открытия на прямые тиристоры 2, на обратные 3 и на задатчик 12 временных циклов, которые начинают выполнять свои функции с привязкой к синусоиде питающего напряжения. Так, генераторы б и 7 вырабатывают отпирающие импульсы, причем с раздельным и независимым их смещением, т.е. регулировкой угла открытия (диаграммы бив соответственно по отношению к переходу кривой синусоиды а через нуль).

Задатчик 12 временных циклов генерирует разрешающие сигналы на работу прямых и обратных тиристоров. Поэтому коммутаторы 8 и 9, представляющие, собой элементы И, пропускают через себя отпирающие импульсы, следующие только на свои тиристорные группы: на прямые - д и на обратные - в. Последние, открываясь, пропускают черев себя поляризующий ток ж в прямом и обратном направлениях (диаграглма ж представляет собой формы реализуемого устройством тока без работы узлов принудительной ком лутации) . Производя раздельно и независимо регулировку углов открытия, регулируют раздельно временами открытого состояния тиристоров, а соответственно, и длительностями прямых и обратных импульсов, следо- вательнр, и их амплитудными значениями .

Отпирающие импульсы д и е поступают на раздельно регулируемые задержки 10 и 11 и,пройдя их (диаграммы 3, и) , поступа:от на узлы 4 и 5 принудительной коммутации, которые ,. получив разрешающий сигнал, коммутируют основные силовые тиристоры, формируя эадняй фронт поляризующих импульсов тока к. TajcHM образом, изменяя раздельно и независимо углы открытия тиристоров обоих направлений и соответствую щие времена задержек их коммутации, в предлагаемом устройстве появляется возможность раздельно регулироватьдлительность и, соответственно, рабо чие плотности прямых и обратных поля ризующих импульсов тока, изменять в пределах полупериода питающего напряжения местоположение пауз и импульсов прямого и обратного токов и, в конечном счете, расширить возможность подбора оптимальных соотношений взаимосвязанных электрических параметров технологического процесса осаждения. Формула изобретения Устройство для питания гальван.иче ких ванн прерывисто-реверсированным током, содержащее силовой трансформатор с переменным коэффициентом тра сформации ,тиристоры,формирующие прямые и обратные токи,задатчик временнызс циклов, генератор отпирающих импу сов с регулированием углов открытия тиристоров и коммутатор, о т л и чающеёс я тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств покрытий металлами и сплавами, интенсификации процесса, а также расширения возможности варьировать процентным содержанием примесей и электроосадках и компонентов в сплавах путем независимого и раз дельного управления задними и передними фронтами поляризующих импульсов прямого и обратного токову оно снабжено двумя узлами принудительной коммутации, дополнительными генератором отпирающих импульсов и коммутатором и двумя регулируемыми задержками, причем вход каждого генератора отпирающих импульсов подключен к трансформатору, а выход к соответствующим тиристорам через соответствующий коммутатор, выход которого связан через регулируемую задержку с узлом принудительной коммутации, который подключен к тиристорам своей полярности, причем задатчик временных циклов подключен к входам коммутаторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 4С46649, кл. 20458, опублик. 1976.

Промышлен. сеть

ff

г

Время цикла прямого токаВремя цикла обротногв

.г