Тиристорный источник тока для электролитического осталивания

 

з .2 З 1 ° .Фи т я и т и о "т е н и м С 1МЖ

О П- -И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсиик

Социалистические

Республик 749947

К АВТОРСКОМУ ...СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 10.07.78(21) 2641986/22-02.

Щ)М. Кл.

С 25Д, 21/12, с присоединением заявки М(23) Приоритет1оеударотееииый коиитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УЛ К621.357 (088.8) Опубликовано 23,07.80. Бюллетень,% 27

Дата опубликования описания 28.07.80

Д, В. Кацитадзе,. Э. Б. Ландер и В, И. Сопин (72) Авторы изобретения

Грузинский институт субтропического хозяйства (71) Заявитель (54) ТИРИСТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ТОКА

ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОК) OCTAËHBA НИЯ

Изобретение относится к гальванотехнинике и может быть использовано для автоматизации процесса электропитического осталивания при восстановлении изношенных деталей. Известен тиристорный источник тока для электролитического осталивания, со держащий силовой блок и блок управления тиристорами, состоящий из фазосдвигающих цепей, формирователей пусковых им- пульсов, источника питания автоматичесто кого программного устройства, соединен ного через соответствующую фазосдвигающую цепь с формирователем пусковых импульсов анодного и катодного токов

С13. .1S

Однако известный тиристорный источ ник. не обеспечивает фазового управления о о тиристорами от 0 до 180 ввиду того, что в схеме фазовращающей цепи имеется

/ активное омическое сопротивление катушки индуктивности. В результате этого тиристор в начальный момент уже открыт правляющим напряжением фазовращаю

2 щэй цени на угол фазы ориентировочно

25 30, что обуславливает наличие нао чального 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 габари ты и вес устройства, требует постоянно го контроля за состоянием контактов (зачистка от подгорания).

Бель изобретения - повышение произ водительности и качества сцепления осад- . ков металла с поверхностью детали, умень шение габаритов и веса устройства.

Поставленйая цель достигается тем, что блок управления тиристорами имеет формирователи пилообразного напряжения, соединенные с фазосдвигающими цепями, 7499

15

25

35

50

3 "въ|псшненными HB полупроводниковых диодах, а формирователи пусковых импульсов выполнены на транзисторных усилителях-ограничителях и заторможенных 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 дополнительно снабжен блоком отрицательной обратной связи по току,соб раиным на трансформаторах тока и трап зисторах, присоединенных с одной старо ны к соответствующим фазосдвигающим цепям и KoMlvpjTQTopy, а с другой — к силовому блоку.

На фиг. 1 представлена электрическая cxeMa тиристорного,источника тока; на фиг. 2 - схема блока отрицательной обратной связи по току; на фиг. 3 - схема автоматического программного устройства; на фиг. 4 - схема коммутатора; на фиг, 5 - диаграммы напряжений блоков управления тиристорами.

Тиристорный источник тока содержит силовой блок 1, выключатель В1, два одинаковых блока БУ1 и БУ2 управления тиристорами, подключенных точками

Уl, К1, У2, К2 к соответствующим точкам силового блока 1. Блок питания (БП) блоков БУ1 и БУ2 управления ти" ристорами программного устройства (фиг, 3) и коммутатора (фиг. 4), подключен» ный 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 (BP), a другой - сгонного цикла (БС) по окончании покрытия, подключенные выводами 6-16 к соответствующим выводам коммутатора (фиг. 4). Коммутатор, состоящий из 2 регулировочных мостов: N1 и М2для 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 устройства (фиг. 3).

47 4 Силовой блок 1 (фиг. 1) включает трансформаторы ТР2, первичные обмотки трансформаторов ТРЗ и ТР4, управляемых тиристоров Ql и Q2.

Елок БУ1 управления тиристорами состоит из формирователя пилообразного напряжения, собранного на транзисторах

Tl - T5, диодах Q3 - Д5, резисторах

Я1 - Р12 и конденсаторах С1 - (;3, фазосдвигающей цепи, собранной на полупроводниковых диодах Д6, Q7 и.резисторе R13, формирователя пусковых импульсов, выполненного на транзисторном усилителе ограничителе, собранном на TpGH эисторах Т6 и Т7, конденсаторах С4 и С5 и резисторах R14 — R17, а -.àêæå на заторможенном блокинг-генераторе, состоящем из диодов Q8 - 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 Т38Т39, диода Д22, резисторов R 1 07

Р 109 и сглаживающих конденсаторов

С13 — С 15.

Блок отрицательной обратной связи по току (фиг. 2) состоит из 2 одинаковых блоков 2 и 3. Блок 2 собран на трансформаторе ТР1, диодах Q11l113, транзисторах Т10 и Tll, конденсаторах С7-С10, резисторах Р21R28 и вторичной обмотке трансформатора ТРЗ. Блок отрицательной обратной связи по току снабжен переключателем на два положения: автоматическое регулирование (AP) разгонным и. сгонным циклом, ручное регулирование (PP) 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 Х-Х, блок БС - одинаковые ячейки XI-ХХХ.

Ячейка XI блока БР состоит из диодов

Д14 и 515, транзисторов Т13, Т12, резисторов R29 - R35, конденсатора

С 1 1. Ячейка XI Блока БС, состоит иэ диодов Q16 и l117, транзисторов

Т14 и Т15, резисторов R36 542, конденсатора С12. Ключ В2 находится в блоке сгонного цикла и предназначен для

5 749947 б включения блока БС в работу. Ячейка Отрицательный импульс (- LJ ) среХХ

Х в отличие от ячейки Х1 не имеет.ре-) зается диодом Д9 (фиг. 1), а положительт8 зисторов Р40 — R42 и транзистор Т15. ный (+ Д ) подается на транзистор

Т8

Ячейки Т-Х непосредственно связаны, Т8, заторможенного блокинг-генератора через резисторы Б, 96 - R105 с ячейка- и запускает его транзистор Т9. Ток, проми ХХ - ХХ. Резистор R 106 является текающий при этом в первичной обмотке%/

Э о нагрузкой ключа В . Коммутатор (фиг.4) трансформатора ТР5, создает в обмотке состоит иэ двух регулировочных мостов ® электродвижущую силу, направленную

М1 и И2, собранных на езисто ах резисторах таким образом, чтобы поддержать ток на

Я43 - R95 и транзисторах Т16-Т-38., g транзисторе Т9 и после снятия выходноУстройство работает следующим обра- го управляющего имйульса L) (ф 5 ) зом.

В

Управляющий импульс U снимается ключением ключа Bl (фиг. 1) напря- с обмотки 9/ трансформатора ТР5 бы . жение переменного синусоидального тока . (фиг. 1) и подается на управляющие

О (фиг, 5 а) подается на понижающий .д электроды Уl, Kl тиристора Дl. трансформатор ТР2 (фиг, 1) силового Аналогично осуществляется формироваблока 1, трансформатор ТР1 блоков БУ1 ние и подача управляющего импульса на и БУ2 управления тиристорами и блоков электроды У2, К2 тиристора Д2.

2 и 3 отрицательной обратной связи по Блок 2 отрицательной обратной святоку (фиг. 2). В управляемых тирието- щ зи по току (фиг. 2) вступает в работу рах Ql и Д2 (фиг. 1 ) синусоидальный автоматически при возникновении дестапеременный ток преобразуется в силовой билизирующих факторов. Например, нагрев постоянный одйополупериодный импульс- электролита приводит к уменьшению с и иводит к уменьшению сопроный ток (фиг. 5,6), а в диоде ДЗ в по- . тивления электролита и самопроизвольному стоянный импульсный ток управления Ц zs росту плотности тока. При этом импульсы напряжений однополупериодного тока катода

Постоянный импульсный ток управле- и анода снимаются со вторичных обмоток ния Ц 1 (фиг. 56) запускает формиро- трансформатора ТЗ, увеличиваются им ватель пилообразного напряжения блока выпрямляются диодами Д12 и Д13, сглаБУ1 (фиг. 1), где посредством транзи- щ живаются конденсаторами С7 и С8, обрасторов Тl и Т2 резисторов Rl - 1 7, зуя напряжение отрицательной обратной конденсаторов Сl и С2 преобразуется связи и 0 п (фиг.,5,г), пропорциональв импульсы напряжения управления прямо- ное соответствующему изменению сосугольной формы U> (фиг. 5,в), а по- тавляющей тока. средством транзисторов ТЗ -TG, дио- 3g Напряжение и Иупр. складывается с дов Д4 и Д5, резисторов R8 - R12 и управляющим напряжением О,,д. (фиг. конденсатора СЗ, импульсы прямоуголь-,5,ã) и увеличивает его, что приводит к . ной формы преобразуются в импульсы увеличению управляющего имп U о м пульса пилообразного напряжения U g. с дли- на тиристорах Д1 и Д2 (фиг. 1). тельностью пилы более полупериода, щ Автоматическое программное устрой18 о (ф г. 5,г), Величина ство включается в работу включением импульсов пилообразного напряжения ОТб переключателя в положение АР (фиг. 2). регулируется фазосдвигающей цепью по- Тиристорный источник тока может рабосредством диодов Д6 и Д7 и резистора тать и при ручном регулировании переР13 (фиг. 11) путем подачи в ету цепь 4g менным резистором R28 при включении от резистора R21 (фиг, 2) постоянного переключателя в положение PP. В начауправляющего напряжения О„г,р (фиг.5,г). ле работы автоматического программноИмпульсы пилообразного напряжения Ц го устройства переменными резисторами

Тб (фиг. 5,д) по длительности, определяемой R29 каждой ячейки 1 — Х БР (фиг. 3) величиной постоянного управляющего на- щ устанавливается необходимое время выпряжения О„„р (фиг. 5,д), преобразу- держки тока каждой ступени разгонного ются формирователем пусковых импульсов цикла. Переменными резисторами R44, посредством транзисторов Т6 и Т7 R68 и R95 коммутатора (фиг. 4) уста(фиг. 1) усилителя-ограничителя, его кон- навливаются начальные и конечные зна=" = денсаторов С4 и CG и резисторов R14 - щ чения анодного и катодного токов разR17 и импульсы прямоугольной формы гонного и сгонного циклов. Принцип раОТ (фиг.5,е) которые дифференцируются, боты ячеек I — ХХ автоматического образуя отрицательный импульс (- Ц ). программного устройства (фиг. 3) одинавания повышает производительность устройства и качество сцепления осадков металла с поверхностью детали и снижает его габариты и вес, а введение дополнитель« ного блока БС (фиг. 3) формирования цикла окончания покрытия позволяет получать осадки с наперед заданными физико-механическими свойствами в наружном слое, что важно для последующей механической обработки. Все это поэволяет повысить культуру производства электролитических покрытий, получить . значительный технико-экономический эффект.

Формула изобретения

Тиристорный источник тока для электрического осталивания, содержащий силовой блок и блок управления тиристорами, состоящий из фазосдвигающих цепей, фор мирователей пусковых импульсов, источник пи ания и автоматического программного устройства, соединенного через соответствующую фазосдвигающую цепь с формирователем пусковых импульсов анодного и катодного токов, о т л "и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и качества сцепления осадков металла с поверхностью детали, снижения габаритов и веса его, блок управления тиристорами имеет формирователи пилообразного напряжения, соединенные с фазосдвигающими цепями, выполненными на полупроводниковых диодах, а формирователи пусковых импульсов выполнены на тиристорных усилителях-ограничителях и затормо женных блокинг-генераторах, причем автоматическое программное устройство снабжено коммутатором, включающим два регулируемых .моста, собранных на резисторах с транзисторными ключами в их

45 .диагоналях, при этом тиристорный источник тока дополнительно снабжен блоком отрицательной обратной связи по току, собранным на трансформаторах, тока и транзисторах с одной стороны к соответ ствующим фазосдвигающим цепям и коммутатору, а с другой - к силовому блоку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. Авторское свидетельство СССР

14 588263, кл. С 25D 21/12, 1976.

7 749947 8 ков и поясняется ниже на примере работы ячейки 1. При подаче напряжения на вход

19 диод Д14 закрывается и начйнается заряд конденсатора С11 по цепи 12в, R 29, R30 и С11. Посредством перемен- 5 ного резистора R29 можно в широком пределе менять время заряда

r "-(К29 — КЗО) Х С11 времяэадающей цепочки каждой ячейки. По мере роста напряжения на С11, диод Q15 пробивается и открывается транзистор Т12, а транзистор 713 закрывается и íà его выводах 7 и 20 появляется напряжение.

В этот момент включается. следующая

I I ячейка.

Таким образом последовательно срабатывают;ячейки П вЂ” X блока автоматического программного устройства, При этом последовательно замыкаются соответствующие транзисторные ключи комму-, 20 татора, состоящие из транзистора и 2-х резисторов, например -Т.16; R45 и R46 (фиг. 4). На выводах транзисторных ключей 17 - 18 формируются необходимые управляющие напряжения для фазосдвигающих цепей блоков БУ1 и БУ2 (фиг. 1).

В исходном состоянии автоматического устройства ключ В2 (фиг. 3) разомкнут, конденсатор С1 1 разряжен, конденсатор

С12 заряжей. Потенциал выводов 6 — 16 5й (фиг. 4) близок к нулю и коммутатор

Ф выключен. При замыкании ключа В2 (фиг. 3) конденсатор С12 разряжается через незначительное прямое сопротивле ние диода 017 и на входе 21 ячейки

Xl появляется напряжение, которое пос ледовательно разряжает конденсаторы ячеек X1I-ХХ. С разрядом конденсатора ячейки ХХ на выходе 6 появляется напряжение, которое включает ячейку 1,и1 и транзистор Т26 (фиг. 4) и мостовая схема Ml подключается к источнику пи тания, тем самым через точки 17 и 18 блок отрицательной обратной связи по току (фиг, 2), точку 5 на вход фаэосдвигающей цепи Д6, Д7 и 013 (фиг. 1) по« дается начальное напряжение 0 11р. (фиг. 5,г).

Аналогично срабатывают ячейки 1IX блока БР (фиг. 3) и транзисторные клю 50 чи моста М1 (фиг. 4. После разгонного цикла автоматическое программное устроЪст о находится в устойчивом Оостоянии. Конденсатор С11 (фиг. 3) заряжен, а С12 разряжен. При .последующем замы- 55 канин ключа В2 цикл повторяется.

Применение нового тиристорного источника тока цля. электролитического остали749947

aj

7 идар

2) е)

Составитель Л. Груднева

Редактор А. Мотыль Техред О. Андрейко -Корректор М. Коста

Заказ 4435/9 Тираж 698 Подписное

ЦНИИПИ 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