Устройство для питания гальванических ванн при нестационарном электролизе

 

(ti> 753930

Союз Советских

Соцнапнстнческнх

Республик

ОПИСАНИЕ

H3QSPE eeVe

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l } Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 10 07.78 (2I } 2641987/02 (51)М. Кд.

С 25 З 21/12 с присоединением заявки ¹

Гасудерствевиый квинтет ссср (23 } Приоритет во делан взобретеккй и открытий

Опубликовано 07.08.80. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 11 08.80 (53) УД 621.793..4(088.8) (72) Авторы изобретения

P. С. Курамшнн и Т. П. Конжина

Государственный всесоюзный ордена Трудового Красного

Знамени научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН

ПРИ НЕСТАЦИОНАРНЫ ЭЛЕКТРОЛИЗЕ

Изобретение относится к гальваннке и может быть использовано для питания гальванических ванн при нестационарном электролизе.

Известно устройство для питания гальванических ванн при нестационарном элеS ктролизе, содержащее источник трехфазного тока, соединенный с нагрузкой и силовыми тнрнсторами со схемой управления, и приборы для контроля формы тока (1)

Оно содержит трехфазный трансформатор, две вторичные обмотки которого включены по схеме двухфазного однополупериодного выпрямителя, соединенного с нагрузкой (гальванической ванной), и третья включена по схеме одиофазного однополупериодного выпрямителя.

Причем, схема одиофазного одиополупернодного выпрямителя обеспечивает обратный импульс тока (путем использования напряжения третьей фазы). Устройство дает возможность увеличения производитель ности злектроосаждеиия посравненпю с яс2 симметричным однофазным током за счет увеличения количества катодиого направления при равных значениях амплитуд прямот и обратного импульсов и возможность более эффективно возлействовать на процесс электролиза путем регулирования по амплитуде н скважности обратного импульса.

Изменение фазы обратного импульса в устройстве регулируется в пределах от

300 ао 360 (или по скважностя от 6 я выше), Данное устройство является наиболее близким предложенному по технической сущности и достигаемому результату.

Однако известное устройство не обеспечивает изменения частоты периоаического тока (только 50 Ж) и длительность обратного импульса ограничена по скваж ности (от 6 и выше).

Цель изобретения - расширение области рабочих частот, получение воэможности регулирования скважностн аноаных импульсов периодического тока (от 2 и выше).

753 ..

Иостаммнная цель достигается тем, что устройство снабжено выпрямителями постоянного тока, соединенными с источником трехфазного тока и подключенными встречно через силовые тиристоры к нагрузке, вспомогательными тиристорами и

КГцепочками, образующими с силовыми тиристорами тиристорные коммутаторы катодного и анодного токов, а схема управления катодного силового тиристора со- 10 держит задающий генератор частоты, формирователь катодных импульсов, один из выходов которого соединен через блокинггенератор с управляющим электродом вспомогательного анодного тиристора и через блок задержки и блокинг-генератор с управляющим электродом католного силового тиристора, и схема управления анодного силового тиристора содержит формирователь анодных импульсов, вход которого соединен с другим выходом формирователя катодных импульсов, а выход соединен через блокинг-генератор с управляющим электродом вспомогательного катодного тиристора и через блок задержки и блокинг-генератор с управляющим электродом анодного силового тиристора, На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство состоит иэ трехфазных вып- Зо рямителей 1 и 2 постоянного тока, выпрямитель 1 последовательно соединен с нагрузкой 3 через токоограничительный резистор 4 и катодный коммутатор, включающий силовой тир истор 5, вспомогатель- 35 ный тиристор 6, РС-цепочку, содержащую резистор 7 и конденсатор 8, резистор 9 с осциллографом. Выпрямитель 2 последовательно соединен с нагрузкой 3 через текоогричительньй резистор 10 и анод- 4р ный коммутатор, включающий силовой тиристор 11, вспомогательный тиристор 12, RC-цепочку, содержащую резистор 13 и конденсатор 14. Причем выпрямители 1 и 2 соединены с нагрузкой в противоположной 45 полярности, т.е. токи, проходящие через нагрузку от этих выпрямителей, имеют встречное направление, К тиристорам катодного и анодного коммутаторов подключена схема управления, состоящая из задающего генератора частоты 15, формирорователя импульсов 16 католного коммутатора, формирователя импульсов 17 анодного коммутатора, блоков 18 и 19 задержки импульсов запуска силовых тиристоров катодного и анодного коммутаторов, блокинг-.генераторов запуска 20 и

21 силовых тиристоров, и блокинг-генераторов запуска 22 и 23 вспомогатель30 4, ных тиристоров катодного и анодного коммутаторов, IlpH этом, формирователи импульсов 16 и 17 и блокинг-генераторы запуска 20, 21, 22 и 23 соединены с соответствующими тиристорами последовательно, а именно: с силовым катодным тиристором 5 соединены блокинг-генератор запуска 20 силового тиристора, блок задержки импульсов запуска 18 силового тиристора, формирователь импульсов

lG католного коммутатора; с силовым анодным тиристором 11 соединены бл кинг-генератор запуска 21 силового тиристора, блок 19 задержки импульсов запуска силового тиристора, формирователь импульсов 17 анодного коммутатора, с вспомогательным тиристором 6 соединены блокинг-генератор запуска 22 вспомогательного тиристора, формирователь импульсов 17 анодного коммутатора, с вспомогательным тиристором 12 соединены блокинг-генератор запуска 23 вспомогательного тиристора, формирователь импульсов

16 катодиого коммутатора, формирователи импульсов 16 и 17 катодного и анодного коммутаторов соединены между собой и с задающим генератором частоты 15 также последовательно.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение сети подается на трехфазные выпрямители 1 и 2 постоянного тока.

П следовательно через нагрузку 3 протекает ток катодного и анодного направлений, при этом ток катодного направления течет

or выпрямителя 1 через катодный коммутатор при открытом силовом тиристоре 5 и закрытом анодном коммутаторе, а ток анодного направления течет от выпрямителя 2 через анодный коммутатор при открытом силовом тиристоре 11 и закрытом катодном коммутаторе. Таким образом, направление тока зависит от состояния (открыт, закрыт) силовых тиристоров 5 и 11 соответствующих коммутаторов. Состояние тиристоров определяет схема управления.

На управляющий электрол силового тиристора 5 подается импульс запуска блокинггенератора запуска 20. Силовой тиристор

5 открывается и через нагрузку 3 начинает протекать ток катодного направления, конденсатор 8 при этом заряжается до напряжения источника 1 через резистор 7.

В цепях постоянного тока, где величина тока всегда больше величины тока размыкания тиристора, выключение тиристора может быть произведено искусственно путем кратковременной подачи на него напряжения обратной полярности. Поэтому, чтобы

Предпагаемое устройство позволяет получить импульсы тока в катодный и

5 3( выключить силовой тиристор 5, подается импупьс запуска от бпокинг-генератора запуска 22 на вспомогательный тиристор

6. Когда напряжение конденсатора 8 прикпадывается на силовой тиристор 5, он оказывается под обратным напряжением конденсатора 8 и размыкается. Катодный ток прекращается, конденсатор 8 заряжается напряжением обратной полярности.

При повторном запуске силового тиристора 5 (подача импульсов с бпокииг-генератора запуска 20 осуществляется с частотой, определяемой задающим генератором частоты 15) обратное напряжение конденсатора 8 окажется припоженным к вспомо-1> гатепьному тиристору 6 и он разомкнется, конденсатор 8 заряжается напряжением прямой лопярности. Таким образом,вкпючение одного из гиристоров 5 и 6 приводит к выключению другого и дпитепьность катодного тока, протекающего через нагрузку 3, определяется интервалом времени между запуском силового тиристора 5 и вспомогательного тиристора 6, т.е. подачей импульсов с бпокинг-генераторов запуска 20 и 22. Тиристоры аноаного коммутатора работают анапогичным образом, но в противофазе по времени с катодным коммутатором, При подаче импупьса с бпокинг-генератора запуска 21 на сиповой тиристор 11 он открывается, и через нагрузку 3 начинает протекать ток анодного направления. Выключение сипового тиристора 11 происходит при подаче импульса с бпокинг-генератора запуска

23 на вспомогательный тиристор 12. Таким образом, длительность анодного тока определяется интервалом времени между запуском силового тиристора 1 1 и вспомогатепьного тиристора 1, т.е. подачей о. импульсов с бпокинг-генераторов запуска

21 и 23. Время течения токов катодного и анодного нанравпений составляет полный период периодического тока: начало периода связано с запуском коммутатора, конец периода — с выключением анодного кол мутатора, а так как эти л1ол1енты связаны с подачей импупьсов с бпокинггенераторов запуска 20-23, то и периодичность тока (частота) зависит от тех же факторов. Изменяя время между подачей импульсов с бпокинг«генераторов за» пуска, изменяют, тем самым, частоту периодического тока и скважность анодных ил пупьсов. 55 ,Для надежного переключения силовых тиристоров вспомогательными постоянная времени КГ-цепочек должна быть аостаточной дпя того, чтобы сохранить обрат10 6 ное напряжение на вспомогательньк тиристорах 6 и 12 до тех пор, пока оии не восстановят свою запирающую способность.

Выходные импульсы задающего генератора частоты 15 формируются в импульсы, удобные дпя запуска бпокинг-генераторов запуска 20-23, при помощи формироватепей импульсов 16 и 17. Формироватепь импульсов 1о определяет начало и конец полного периода, а формироватепь импульсов 17 определяет длительность анодного цикла, т.е. опредепяет скважность следования импульсов анодного тока по нагрузке.

П спедоватепьность работы катодного и анодного коммутаторов обусловлена тем, что при открытом силовом тирнсторе

5 должен быль закрыт вспомогательный тиристор G, открыт вспомогательный тиристор 12 и закрыт силовой тиристор 11.

При этг м возможно протекание тока катодного направления. Лнапогично, при открытом силовом тиристоре 11, закрытом вспомогатепьном тиристоре 12, открытом вспомогательном тиристоре 6, эакрыгом силовом тиристоре 5 возможно протекания тока анодного направления.

Это возможно потому, что силовой тиристор 5, входящий в катодный коммутатор, получает импульс с формирователя импульсов 16 почти одновременно с вспомогатепьным тиристором 12, а силовой тиристор 11, входящий в анодный коммутагор, получает импульс с формироватепя

17 почти одновременно с вспомогательным тиристором 6, Небольшая задержка в п6даче импульсов, создаваемая бпока. ч задержки импульсов запуска 18 и 19, предохраняет от одновременного включения катодного и анодного силовых тиристоров

5 и 11 при переходных процессах. При одновременном включении этих тиристоров трехфаэные выпрямители постоянного тока через них, минуя нагрузку 3, включаются паралпепьно, а это может привести к выходу из строя тиристоров.

Амппитуда тока в импульсе как в катодный, так и анодный периоды регупируются раэдепьио напряжением трехфаэных управляемых выпрямителей постоянного тока 1 и 2 и ограничена предельным током сиповых тиристоров 5 и 11 и тока ограниченными резисторами 4 и 10. Максимапьный ток B импульсе л1ожет быть увепичен при параллельном включении нескопьких силовых тиристоров 5 и 11.

3930 8 постоянного тока, соединенными с источником трехфазного тока и включенными встречно через силовые тиристоры к наг» рузке,.всазмогательными тиристорами и

RC-цепочками, образующими с силовыми тиристорами тиристорные коммутаторы катодного и анодного токов, а схема управления катодного силового тиристора содержит задающий генератор частоты, 1О формирователь катодных импульсов, один из выходов которого соединен через блокинг-генератор с управляющим электродом вспомогательного анодного тиристора и через блок задержки и блокинг генератор

15 с управляющим электродом катодного силового тиристора, и схема управления анодного силового тиристора содержит формирователь анодных импульсов, вход которого соединен с выходом формирователя

20 катодных импульсов, а выход соединен через блокинг-генератор с управляющим электродом вспомогательного катодного ти- . ристора и через блок задержки и блокинггенератор с управляющим электродом анодного силового тиристора.

Устройство для питания гальванических ванн при нестационарном электролизе, содержащее источник трехфазного тока, соединенный с нагрузкой и силовыми тирис- 25 торами со схемой управления, и приборы для контроля формы тока, о т л и ч а ющ е е с я тем,что, о целью расширения области рабочих частот и регулирования скважности анодных импульсов периодическо-30 го тока, устройство снабжено выпрямителями

7 75 анодный периоды, близкие по форме к прямоугольнымым.

Минимальная длительность импульса тока ограничена временем перезаряда кон« г денсаторов 8 и 14 и временем восстановленин управляемости тиристоров.

Йля контроля протекающих токов используется резистор с осциллоГрафом.

Устройство питания может работать в трех режимах при соответствующей коммутации трехфазных выпрямителей постоянного тока 1 и 2: постоянньпЧ, импульсный и реверсивный ток, В режимах постоянного и импульсного тока используется только источник 1, а при реверсивном токе вклю чается дополнительно источник 2 как показано. на чертеже, Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N. 387040, кл. С 25 Э 21/12, 1973 (прототип), БНИИПИ Тираж 4854/23

Тираж 698 Подписное

Филиал ППП Патент, ":г. Ужгород, ул. Проектная, 4