Устройство для питания гальванических ванн импульсным током

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ГАЛ ВАНИЧЕСКИХ ВАНН ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ, содержащее источник переменного тока, регулируемый вьшрямнтель, вьтолненный в виде тиристоров, емкостных накопит елей и блоков задержки, отличающееся тем, что, с целью повьшения качества покрытия путем регулирования частоты следования импульсов, их амплитуды и длительности , оно снабжено генераторами высокой и низкой частоты, логическим элементом и генератором режимных импульсов , причем выходы каждого генератора соединены с входом логического элемента, а выход логического элемента через блоки задержки соединен с регулируемым выпрямителем. СО 4 СХ) ot со

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

COUIW5N

РЕСПУБЛИК р(д) С 25 D 21/12 и,р,»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПЪ9 (21) 3596076/22-02 (22) 26.05.83. (46) 30.05.84. Бюл. В 20 (72) В.И. Каптановский, Н.А. Костин и В.А. Заблудовский (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта им. M.È. Калинина .(53) 621.357.77(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N- 990891, кл. С 25 D 21/12, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 785382, кл. С 25 D 21/12, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ, содержащее источник переменного. тока, регулируемый выпрямитель, выполненный в виде тиристоров, емкостных на копителей и блоков задержки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества покрытия путем регулирования частоты. следования импульсов, их амплитуды и длительности, оно снабжено генераторами высокой и низкой частоты, логическим элементом и генератором режимных импульсов, причем выходы каждого генератора соединены с входом логического элемента, а выход логического элемента через блоки задержки соединен с регулируемым выпрямителем.

1094869

Изобретение относится к гальваномеханике, а конкретнее к устройствам для питания гальванических ванн периодическими токами, в режимах нестациоиарного электролиза для использования в гальванических цехах предприятий.

Известно устройство для питания гальванических ванн импульсным током, содержащее Г1 -канальные тири сторные блоки, емкостные накопите". ли и регулируемый выпрямитель 11.

Однако такое устройство не позволяет получить пачки импульсов тока, частоты следования которых в пачках резко отличались бы друг от друга.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для питания гальванических ванн импульсным током, содержащее источник переменного тока, регулируемый вы" прямитель,. выполненный в виде тири,сторов, емкостных накопителей и бло1ков задержки. Длительность поляризующих импульсов тока регулируется с помощью временной задержки, выпол ненной на логических элементах серии

"Логика-Т" (Т-302). Амплитуда и частота следования импульсов тока изменяется соответственно регулируемым выпрямителем и генератором отпирающих импульсов 2 .

Все основные недостатки извест" ного устройства вытекают из самого принципа его работы. Оно способно генерировать поляризующие униполярные импульсы тока лишь одной определенной частоты. Известное устройство не позволяет получать пачки импульсов тока, частоты следования которых в пачках резко отличаются друг от друга. Среднее значение тока, протекающего через гальваническую ванну, можно регулировать лишь частотой, амплитудой, длительностью и формой заполнения импульса, что не всегда удовлетворяет требованиям технологических режимов. Известное устройство не позволяет получить регулируемые по толщине, чередующиеся слои металла, отличающиеся по структуре, текстуре и физико-механическим свойствам. Известное устройство не позволяет одновременно получать покрытия с хорошей адгезией и высоким временным сопротивлением.

Целью изобретения является повышение качества покрытия путем регулирования частоты следования импульсов, их амплитуды и длительности.

5 Ноставленная цель достигается тем, что устройство для питания гальванических ванн импульсным током, содержащее источник переменного тока, регулируемый выпрямитель, выполненный в виде тиристоров, емкостных накопителей и блоков задержки, снабжено генераторами высокой и низкой частоты, логическим элементом, генератором режимных импульсов, причем выходы каждого генератора соединены со входом логического элемента, а выход логического элемента через блоки задержки соединен с регулируемым выпрямителем.

20 На фиг, 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 — диаграмьы, поясняющие работу устройства.

Структурная схема устройства (фиг. 1) содержит источник переменного тока, два независимо регулируемых выпрямителя I и 2, высокочастотный и низкочастотный тиристорно-кон;,денсаторный каналы, которые состоят из токоограничивающих элементов 3 и

ЗО 4, зарядных тиристоров S и 6, емкостных накопителей 7 и 8, разрядных тиристоров 9 и 10 и коммутирующих тиристоров t1 и 12. Нагрузкой тиристорноконденсаторных каналов является гальваническая ванна 13. Кроме того, устройство содержит генератор 14 режимных импульсов, регулируемый генератор 15 высокочастотных импульсов и регулируемый генератор 16 низкочастот4g ных импульсов, работу которых определяет с помощью логических элементов 1 Т умножения генератор 17 режимных им-, пульсов, частота следования которых также может изменяться в широком

45 диапазоне.

Устройство содержит также регулируемые задержки 18 и 19 и согласующие элементы 20, выходы которых соединены с управляющими электродами о соответствующих тиристоров. Согласующие элементы представляют собой усилители-формирователи отпирающих импульсов. Задержки 18 и 19, применяемые в предлагаемом устройстве, могут быть построены как на аналоговом, так и на цифровом принципе, Емкостные накопители высокочастотного и низкочастотного тиристорно-конденсаторных каналов в предлагаемом уст1094869 ройстве представляют собой набранные батареи конденсаторов 7 и 8 ° Причем одна .обкладка всех конденсаторов обеих батарей подключена к катоду гальванической ванны, а другие подключаются к аноду через разрядные тиристоры 9 и 10. Длительность импульсов как высокочастотного, так и низкочастотного каналов определяется не емкостью накопителя, а задержка!

0 ми 19.

Принцип работы устройства заключается в следующем.

От внешней промышленной сети переменного тока однофазное либо трехфаз15 ное напряжение поступает на независимо регулируемые выпрямители 1 и 2.

Выпрямленное и сглаженное ими напря.жение поступает через токоограничивающие элементы 3 и 4 соответствующих

20 блоков к зарядным тиристорам 5 и 6.

Высокочастотный (фиг. 2а) и низкочастотный (фиг. 2б} генераторы отпирающнх импульсов, частоты следования которых плавно регулируется в широ" ком диапазоне, работают поочередно, Их работу определяет с помощью логических элементов умножения генератор режимных импульсов (фиг.. 2в).

Причем, плавно регулируя частоту генератора режимных импульсов, можно в широком диапазоне независимо друг от друга изменять время следования как высокочастотных, так и низкочасто . Пачек отпира ц х и ульсов. 35

В результате пачки отпирающих импульсов поочередно подаются на управляющие электроды (через согласующие элементы) зарядных тиристоров 5 и 6 соответствующих тиристорно-конденса-

40 торных каналов. Кроме того, пачки этих же импульсов поочередно подаются на две соединенные последовательно задержки как высокочастотного, так и низкочастотного каналов.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении отпирающего импульса в момент времени (фиг. 2е) на

4 управляющий электрод зарядного тиристора одного из каналов, например высокочастотного 5 и в результате его открытия (все другие тиристоры при этом закрыты) происходит заряд через токоограничивающий элемент 3 емкостного накопителя 7 (фиг. 2м).

По мере заряда накопителя ток, протекающий через тиристор, уменьшается, и при токе, меньшем тока удержания тиристора, последний закроется. Задержка 18, задерживая отпирающий сигнал с логического элемента 17 умножения на время, определяемое постоянной заряда цепи (т.е. величинами емкости 7 и индуктивнси ти 3), а также на время восстановления запирающих свойств тиристора 5, управляет открытием зарядного тйристора 9.

При подаче отпирающего сигнала в момент времени (фиг. 2ж) на тиристор

9 и в результате его открытия предварительно заряженный емкостный накопитель 7 начинает разряжаться на гальваническую ванну 13, формируя рабочий поляризующнй импульс фиг.2н).

Через задаваемый регулируемый задержкой 19 промежуток времени в момент времени (фиг. 2з) подается отпирающий.импульс на коммутирующий тиристор

11, который шунтирует емкостный накопитель и. тем самым формирует задний фронт поляризующего импульса (фиг. 2п) ° Время протекания высокочастотных импульсов через гальваническую ванну, как и время протекания низкочастотных импульсов, амплитуды которых можно изменять независимо друг от друга с помощью регулируемых выпрямителей 1 и 2, а их длительность — задержками 19, определяется частотой работы генератора режимных импульсов (фиг. 2в).

Пачки поляризующих импульсов, резко отличающиеся по частоте следования импульсов на нагрузке, поочередно сменяют друг друга (фиг. 2п).

Работа низкочастотного тиристорноконденсаторного канала аналогична работе рассмотренного высокочастотного канала.

Использование предлагаемого устройства для питания гальванических ванн импульсным..током по сравнению с известным позволит обеспечить его устройством чередующихся пачек импульсов тока высокой и низкой частот, независимо регулировать как продолжительности самих пачек импульсов, так и их амплитуды, частоты, длительности, регулировать среднее значение тока не только амплитудой, частотой, длительностью импульсов и формой их заполнения, а и продолжительностью протекания самих пачек, получать с помощью предлагаемого устройства регулируемые по толщине, чередующиеся

1Р94869 2 Л-1 4Дуф3

ВНИКНИ Заказ 3537/15 Тираж 633 Подписное

Филиап ШШ "Пвтеат", r.Ужгород, ул.Проектная, 4 слои металла, резко отличающиеся друг от друга по структуре, текстуре и физико-механическим свойствам, одновременно получать покрытия как с хорошей адгеэией, так и с высоким временным сопротивлением.

Сравнение физико-механических свойств никелевых покрытий, полученных с помощью известного и предлагаемого устройства из электролита типа

Уоттса, показывает, что при использовании известного устройства временное сопротивление никелевых покрытий достигает значений 6 = 1100 МПа, а прн использовании предлагаемого устройства Gq = 1500 МПа. Адгезия также улучшается с 500 до 850 МПа. Внутренние напряжения уменьшаются с 800 до

5 450 МПа, пористость уменьшается с

О, 1 до 0,01 пор/см . Применение предлагаемого устройства позволит увеличить скорость наращивания покрытий за счет увеличения средней плотности тока в высокочастотной пачке °

Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства составит

35 тыс. руб. в год в расчете на одну гальваническую ванну.