Преобразователь для получения асиммет-РичНОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК H02M5/18 

1

.Изобретение относится к преобразованию энергии переменного тока одной формы в энергию переменного ток другой формы и предназначается для использования в электрохимических процессах (осаждение металлов, заряка аккумуляторов и т.д.).

Асимметричныйток применяется в электрохимической технологии для улучшения качества гальванических покрытий и повышения производительности процесса 1 , а также для форсирования зарядки электрохимических аккумуляторов и восстановления емкости гальванических элементов 2.

Наиболее близким к изобретению является устройство, реализующее способ получения асимметричного тока для целей - электрохимической технологии, заключающийся в разделении перемзнного тока на составляющие противоположного направления встречно-параллельно включенными вентилями- с устройствами для регулирования среднего значения тока каждого направления, при этом за счет регулирования анодной составляющей тока (составляющей меньшего среднего значения) с помощью специального программного устр ойства

или по желанию оператора достигается любое соотношение составляющих тока противоположного направления 3.

Однако с помощью этого устройства чрезвычайно трудно заранее привести преобразователь тока в такое состояние, что после включения напряжения сразу же точно устанавливается тре0буемое соотношение составляющих тока противоположного направления, вследствие чего часто приходится произ. водить необходимую подрегулировку

вручную уже п.осле включения, руководствуясь показаниями приборов. Это усложняет управление преобразователями тока и в некоторых случаях может привести к браку осажденного покрытия вследствие ухудшения адгезии или

0 появлений питтинга. Возможно также самопроизвольное изменение соотношения токов в течение времени под влиянием различных неконтролируемых факторов. Во избежание этого вели5чину токов необходимо постоянно держать под контролем и по мере необходимости проводить корректировку.

Цель изобре-Гения - упрощение процесса управления преобразователем -асимметричного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь для получения асимметричного тока, содержащий встречно-параллельно включенные вентили, устройство управления составляющими асимметричного тока и датчик тока в цепи нагрузки, дополнительно введен задатчик соотношения составляющих тока противоположного направления, состоящий из потенциометра, двух диодов и сглаживающего фильтра и входам подключенный к

.датчику тока в цепи нагрузки, а выходом ко входу устройства управления одной из составляющих асимметричного тока, причем концы потенциометра задатчика подключены к выводам датчика тока через один диод, входом . фильтра задатчика является подвижной контакт.потенциометра и один из выводов датчика тока, а второй диод задатчика включен между подвижным контактом потенциометра и другим выводом датчика тока в направлении, противоположном первому диоду, причем выход фильтра является выходом задатчика.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит встречнопараллельно включенные силовые вентили 1 и 2, устройство 3 управления средними значениями состйвляющих асимметрично- тока, датчик 4 тока, разделительные диоды 5 и 6, задаю щий потенциометр 7, сглаживающий фильтр 8. Элементы 5-8 образуют задатчик соотношения составляющих

тока противоположного направления. Нагрузкой 9 преобразователя служит электрохимическая ячейка.

Вентили 1 и 2 разделяют переменный ток на составляющие противоположного направления 1,и 1 (большую катодную и меньшую анодную). Сред- нее значение, например, анодной составляющей д регулируется с помощью блока 3 управления, воздействующего через-управляющий электрод тиристора 2 на момент открытия тиристора. При в .нагрузке 9 протекает асимметричный ток с соотношением составляющих противоположного направления (i- - . Датчик тока представляет активное сопротивление, включающее в цепь нагрузки преобразователя последовательно. Форма напряжения на его выводах точно соответствует форме тока в нагрузке. При использовании в задатчике соотношения cocтaвJ яющиx тока полупроводн.иковых диодов для его нормальной работы необходимо,чтобы амплитуда напржения на выводах датчика тока была не менее нескольких вольт.В целях снижения потерь энергии в датчике тока желательно максимальное уменьшени его активного сопротивления.Необходимый уровень напряжения на выходе датчика при этом может быть достигнут за счет применения усилителя постоянного тока с соответствующим коэффициентом усиления.

с в гальванических ваннах, у которых омическое падение напряжения в электролите значительно больше поляризации электродов (например, ванны железнения, цинкования и др.),

г форма тока и напряжения на их штангах практически совпадают. Тогда необходимость в датчике тока отпадает, и задатчик соотношения может подключаться непосредственно к штангам ванны.

Катодная составляющая напряжения U|4 с датчика тока выделяется диодом 5 и делится задающим потенциометром 7, в результате чего на вход фильтра 8 (RC или LC типа) поступает

0 его: часть (без учета малого падения напряжения на отпертом диоде 5)

5 где г - сопротивление участка потенциометра между подвижным контактом и диодом 5 R - общее сопротивление потенциометра 7.

Q Анодная составляющая напряжения с датчика тока выделяется диодом б и прикладывается ко входу фильтра 8 полностью. На выходе фильтра 8 выделяется постоян.ная составляющая, с приложенного к его входу переменного напряжения, которая равна разности средних значений И и Ua, т.е.

о - аУчитывая, что- р , получаем а

o-u.(i-i)Таким образом, величина и знак на пряжеция на выходе фильтра 8 зависят от величины и соотношения составляющих напряжений противоположного направления, получаемого асимметричного

тока и положения подвижного контакта задающего потенциометра 7 . При (Ь напряжение на выходе фильтра 8 обращается в нуль.Напряжение с выхода фильтра 8 воздействует на устройство 3 управления анодной составляющей асимметричного тока по принципу отрицательной обратной связи, т.е. стремится увеличить ее, если она меньше, чем требуется для получения нужного

О соотношения составляющих противоположного направления, заданного положением подвижного контакта потенциометра 7, или уменьшить в противном случае. За счет этого заданное соотношение составляющих устанавливается. автоматически, независимо от положения органа регулирования средним значением катодной составляющей, со противления нагрузки и других факторов, влияющих на величину составляющих асимметричного тока. Для получения высокой точности регулирова ния необходимо, чтобы уже при малых отклонениях напряжения на выходе фильтра 8 от нуля устройство управления аноднрй составляющей изменяло ее среднее значение в достаточно ши роких пределах. Имеющиеся в настоящее время технические средства автоматики такую возможность обеспечи вают . Формула изобретения Преобразователь для получения ас метричного тока,содержащий встречно параллельно включенные управляемые вентили, устройство управления составляющими асимметричного тока и датчик тока в цепи нагрузки, отл чающийся тем, что, с целью упрощения процесса управления, дополнительно введен задатчик соотношения составляющих тока противоположного направления, состоящий из потенциометра, двух диодов и сглаживающего фильтра и входом подключенный к датчику тока в цепи нагрузки, а выходом ка входу устройства управления одной из составляющих асимметричного тока, причем концы потенциометра задатчика подключены к выходам датчика тока через один диод, входом фильтра задатчика является подвижной контакт потенциометра и одна из выводов датчика тока, а второй диод задатчика включен между подвижньам контактом потенциометра и другим выводом датчика тока в направлении , противоположном первому диоду, причем выход фильтра является выходом задатчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Двтор.ское свидетельство СССР 168569, кл. С 23 В , 1963. 2.. Терещук Р.И.и др. Малогаба-, ритная радиоаппаратура . К., Наукова думка , 1975. 3. Патент ГДР 66061,кл. С 23 В, 1969.,