Установка для питания гальванических ванн импульсным или постоянным током
ОП ИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсккк
Соцкалистическмк рвснублкк
Гасударственный кемнтет CCCP по делам нзебретеннй н аткрытнй (23) Приоритет Опубликовано 25.05.80. Бюллетень ¹ .19 (53) УДК 621. .357.7. (088,8) Дата опубликования описании 28.05.80 (72) Авторы изобретения Н. А. Костин, В...С. Абдулин и B. А. Кутепов Днепропетровсктпт институт инженеров железнодорожного транспорта им. М. И. Калинина I. (7 l ) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПИТАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН ИМПУЛЬСНЫМ ИЛИ: ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ Изобретение относится к электропитическйм покрытиям изделий металлами, в частности к устройствам для питания гальванических ванн как периодическим, так и постоянным токсит. Оно предназначено для использования в гальванических цехах. предприятий всех отраслей народного хозяйства для нанесения любых видов гальванических покрытий. Известно устройство для питания гальто ванических ванн, содержащее трехфазный силовой трансформатор, подключенный к сети через бесконтактный регулятор 3-х фаэного напряжения. Пониженное напряжение с двух вторичных обмоток подается на тиристоры и полученный or них выпрямленный однополупериодный ток двух фаз, текуп ий в катодном направлении, питает гальваническую ванну. Лишь за это время в течение периода происходит-электроосаждение. Обратный импульс тока создается третьей вторичной обмоткой, нбдключенной на ванну через автотранс2 форматор, огр аничивакипее сопротивление н тиристоры $1) е Однако данное устройство позволяет получать ограниченное число форм тока, выпрямленный однополупериодный ток двух фаэ в катодном направлении и обратный импульс, определяемый синусоидой напряжения 3-й фазы в обратном направлении. При увеличений мощности устройства слабым его местом становится автотрансформатор и ограничивающее сопротивление. Частота импульсов не регулируется и равна промышленной - 50 Гц.,Плительность импульсов тока не регулируется и определяется синусоидальным законом изменения потенциалов фаэ на вторичных обмотках, трансформатора. Пауза между импульсами тока неуправляема и однозначно определяется из длительности периода и длительностью импульсов. Ъ Устройство не позволяет в случае нс обходимости получить постоянный ток. 3 7356 Наиболее близкой к предлагаемой является установка для питания гальванических ванн импульсным или постоянным током, содержащая силовой трансформатор с переменным: коэффициентом трансформации, связанный с гальванической ванной через циклоконверторы, выполненные на полупроводниковых управляемых приборах. по мостовой схеме, подключенных к схеме управления, содержащей логический блок 2 . Логический блок выполчен в виде соединенных генератора пилообразного напряжения, компаратора и регулятора срав ниваемого напряжения. 15 Однако такое устройство не позволяет и евно регулировать длительность импульсов поляризующего тока. Цель изобретения — повышение производительности процесса электроосаждения рс и улучшение качества осадков путем плавного регулирования скважности поляризующих, импульсов тока для каждого вида покрытий. Поставленная цель достигается тем, 25 что логический блок выполнен в виде двоичного счетчика с управляемыми дешифраторами, соединенными с тремя раз-. дельно регулируемыми фазосдвигающими ус тройс тв ам и. 30 .На фиг. 1 и 2 изображена силовая схема и блок-схема установки; на фиг. 3формы токов, получаемые с помощью установки; на фиг. 4 — временные диш раммы токов и напряжений, а также пос- з 4 ледовательности отпир ающих импульсов. Установка состоит из силового трансформатора 1, циклоконвертора 2, соединенного с гальванической ванной 3 и выполненного на тиристорах 4, 5 и 6, 4Î и диодов 7, 8 и 9, собранных по мостовой схеме и подключенных к схеме управления, содержащей опорные датчики 10, 11 и 12, пульт 13 управления, логический блок 14 содержащий двоичный счет- 45 чик 15 и дешифратор 1 6 и блоки формирования импульсов 17-19, содержащие фазосдвигающие устройства 20-22 и формирователи импульсов 23-25. Установка питается OT 3-хфазной сети напряжением 380 В. Первичная обмотка силового трансформатора .1 соединена в звезду и подключена к 3-хфазному напряжению сетч. Специальными переключателями 26 изменяется число витков на первичной обмотке, причем на каждой фазк отдельно. Зтим достигаетсл изменение формы и амплитуды 64 4 импульсов (см. фиг. 2). Собственно кривая Q изображает форму импульсов тока при равенстве фазных коэффипиентов трансформации. Остальные кривые изображают возможные формы импульса тока, которые можно получать, варьируя фазными коэффициентами трансформации при соответствующих значениях времени импульса и паузы. Вторичная обмотка соединена в треугольник. При необходимости она пересоединяется в звезду. Блок силовых тиристоров 4-6 и диодов 7-9 образует несимметричную мостовую схему, подключенную на ванну 3. На силовом трансформаторе 1 имеются сигнальные обмотки 27-29, опорных датчиков 10-12 для синхронизации работы системы управления. Логический блок 14 синхронизирован с одним из опорных датчиков 10-12. Установка р аботает следующим образом а Система управления предлагаемого устройства разрешает плавное регулированне углов открытия каждого тиристора своей фазы за счет применения трех ра дельных блоков формирования отпирающих импульсов, в функции каждого из которых 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 A - периодов питающе1.о напряжения, то плавно и поочередно (в порядке следования фаз напряжения) изменяя по команде с пульта управления углы открытия от .0 до максимальных, а также запрещая в определенное время р аботу формирователей на тиристоры соответствующих фаз, становится возможным плавное регулирование длительности импульса поляризующего тока от 0 до длительности п периодов. Кривая а иллюстрирует изменения фаэных напряжений; кривая б - форму выпрямленного тока. Допустим логический блок 14 по комание с пульта управления 13 разрешает блокам 17-19 формировать отпирающие импульсы в течение одного периода питающего напряжения. Совпадение команд пульта управлении 13 с соответствующими сигналами своих опорных датчиков 1012 позволяет блокам 17-19 сформировать отпнрающие сигналы - первые импульсы 5 7356 на всех последовательностях (кривые в), так как логическим блоком разрешена работа в течение одного периода. И дальнейшем поочередно, плавно сдвигая блоками 17-19 формирования импуль- 5 сов отпирающие импульсы и последователь-. но, по достижении ими максимальных yr лов открытия соответствующих тиристоров 4-6 выключая их, плавно уменьшаем длительность импульса полярнзующего тока to ванны от 20 мс (период питающего напряжения) до О. Кривая r представляет импульс тока с одной из возможных его длительностей. Йля формирования этого режима логичес- 15 ким блоком 14 дается разрешение на формирование оптирающих импульсов в течение одного периода промышленной частоты и соответствующий запрет на время паузы. 20 По программе с пульта управлениа 13 блок 17 не формирует отпираклдие импульсы (верхняа кривая д); импульсы (средняя кривая д) сдвинуты блоком 18 по отношению к импульсам (средняя кривая в), 25 а отпиракипие импульсы (нижняя кривая д) идентичны импульсам (нижняя кривая в). Аналогичным способом производится плавная регулировка длительностей импульс . cos тока более. одного периода питающего З0 напряжения. Установка для питания гальванических ванн импульсным или постоянным током, содержащая силовой трансформатор с переменным коэффициентом трансформами, связанный с гальванической ванной через пиклоконверторы, выполненные на попупроводниковых управляемых приборах цо мостовой схеме, подключенных в свою очередь к схеме управления, включающей логический блок, о т л и ч а ю щ à s —c я тем, что, с пелью повышения производительности процесса элекчроосаждения и улучшения качества осадков путем плавного регулирования скважности поляризующих импульсов тока для каждого вила покрытий, логический блок выполнен в виае двоичного счетчика с управляемыми пешнфраторами, соединенными с ape Применение в качестве времязадающего генератора (логического блока 13), определяющего время импульса, паузы и нерио-5 аа поляризующих импульсов тока, двоич» ного счетчика 15 с управляемым дешифратором 16, позволяет очень стабильно поддерживать все временные параметры электрического режима питания гальва40 нической ванны 3. Кроме того, по коман де с пульта 13 управления и в зависи- мости от длительности полярнзующего тока ванны 3 разрешение на формирование отпирающих импульсов дешифратор 16 вы 45 дает не на период - одновременно на все блоки формирования импульсов 17-19, а раздельно, что позволяет осуществлять раздельную фазовую регулировку отпираю50 щих импульсов. Йешж ратор 16 в зависимости от ка мандной длительности импульсов с пульта управления 13 выдает A раэрешаклпих сигналов,. где n-, здесь 1 — период имп 55 питающего напряжейия. Причем (n — 1) периодов подаются на формирователь имульсов 23 без сдвига по фазе, à послед64 ний п-й период подается на каждый из трех формирователей импульсов 23, 24 и 25 через соответствующие фазосдвигающие устройства 20, 21 и 22„позволяющие время импульса поляризующего тока ванны 3 изменять плавно от (n — 1) Т до ЬТ. Таким образом, применение в качестве логического блока двоичного счетчика с упр авляемыми дешифр атор ами, подключенных к раздельно управляемым фазосдвигающим устройствам, позволяет получать плавно регулируемую длительность им- пульсы тока ванны и паузы, стабильно поддерживать нх временные характеристиХИ. Плавное же регулирование скважности импульсов электролиэера в свою очередь позволяет более точно (чем при дискретном регулировании) установить максимально допустимую рабочую плотность тока в электролите, а тем самым и ннтенсифипировать продесс гальванопокрытия при lIocToRHcTBe (поддержании) необходимого значения катодной поляризации изделия. Одновременно катодная поляризация является определяющим фактором при получении металь ических осадков с заданными физико-механическими свойствами. Следовательно, предлагаемое устройство позволяет усовершенствовать одновр еменно обе стороны гальванопроиесса: повы- ° сить производительность гальванической ванны и получить покрытия с необходимыми свойствами. формул а изобр етенйя 7 735664 8 раздельно регулируемыми фазосдвигающи- 1. Авторское свидетельство СССР ми устройствами. % 387040, кл. С 25 Э 21/12, 1973. Источники информ алии, 2. Патент США М 4046649, принятые во внимание при экспертизе кл. 204 58, 16.09.77. Фиг. f 735664 Составитель Л. Грудневе. Редактор 3. Шубенко Техред Л. Чеслюк Корректор E. Папп Закаэ 2257/4 Тираж 698 Подписное БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 
