Устройство для питания гальванических ванн импульсным током

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВФЩЕТИЛЬСТВУ

Сеюз Саветскик

Социалистических

Республик он990891 (61) Дополнительное-к авт. свыд-ву (22) Заявлено 190581 (21) 3335413/02

l$11A4 IOI з

С 25 0 21/12 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет

Государственный комитет

СССР оо делам нзобретеннй н открытнн

Опубликовано 230133. бюллетень Но 3 (33}УДК 621.357, 7 (088..8) Дата опубликования описания 230133 институт инженеров железнодорожного транспорта им. N. И. Калинина (71) Заявитель (54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН

ИИПУЛЬСНЫИ ТОКОИ

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для питания гальванических ванн импульсным током, содержащее источник переменного тока, регулируемый выпрямитель, генератор етпирающих импульс@в, коммутатор и в канальных блоков, каждый иэ которых содержит зарядный и короткозамыкающий. тиристоры, емкостной накопитель, регулируемую задержку и согласующие элементы, при этом управляющий электрод короткозавнкающего тиристора подключен к комкутаИзобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для питания гальванических ванн импульсным током.

Известно устройство для питания гальванических ванн импульсным током, содержащее источник переменного .тока, регулируемый выпрямитель, генератор отпирающих импульсов и коммутатор 1 1.

Недостатком известного устройства является невозможность регулирования амплитуды и длительности импульса, что граничивает технологическую воэможность его применения. тору через регулируемую задержку и согласующий элемент.

Известное устройство позволяет расширить возможность варьирования процентным содержанием примесей в осажденных покрытиях и компонентов в сплавах и интенсифицировать процесс осаждения, путем регулирования амплитуды, длительности импульсов и частоты следования поляризующих импульсов тока.

Для формирования попяризующих импульсов тока в известном устройстве используется энергия конденсаторов, 15 заряд котор о уществляется нуя гальваническую ванну (через токоограничительнуто индуктивность и зарядный тиристор) (2 ).

Недостатком известного устройства является то:, что из двух циклов - заряда емкостного накопителя, связанных с перекачкой электроэнергии и неиэбежньвни электрическими потерями, только разряд формирует рабочЕе импулъсы тока гальванической ванны. Отсюда следует что;..частота работы конденсаторов в два раза выше частоты, следования рабочих импульсов тока. Число циклов заряд - разряд для конденсаторов огра-ЗО ничено и составляет порядка 10 . Таким

990891 образом, увеличение частоты следования циклов заряд — разряд уменьшает срок службы конденсаторов.и, кроме того, приводит к росту тангенса угла потерь, к снижения удельной энергии конденсаторов и номинальных па5 раметров емкости накопителя. цель изобретения — повышение КПД устройства и его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для питания гальванических ванн импульсным током, содержащем источник переменного тока, регулируемый выпрямитель, генератор отпирающих импульсов, коммутатор и и параллельных канальных блоков, каждый из которых содержит зарядный и короткозамкнутый тиристоры, емкостный накопитель, регулируемув задержку и согласуюцие элементы, при этом управляющий электрод короткозам кавщего 20 тиристора подклвчен к коммутатору через регулируемую задержку и согласующий элемент, каждый канальный блок снабжен дополнительнымизэарядными тиристорами, причем тиристо- 25 ры соединены по схеме однофазного моста, включенного в анодную цепь гальванической ванны, в диагональ моста включен емкостный накопитель, а управляющие электроды тиристоров 30 противоположных плеч моста соединены между собой и через соответствующий согласующий элемент подключены к коммутатору.

На фиг. 1 представлена структур- 35 ная схема устройства; на фигг 2 временные диаграммы токов и напряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит источник переменного тока, регулируемый выпря- 40 митель 1, генератор 2 отпиравщих импульсов, коммутатор 3, и канальных блоков 4, каждый из которых состоит из тиристорного моста (зарядные тиристоры 5-8) в диагональ которого вклю45 чен емкостный накопитель, содержащий группу коммутируемых конденсаторов

9, короткозамыкающего тиристора 10, регулируемой задержки 11, идентичных согласующих элементов 12-14. при этом управляющие электроды тиристоров 7 и 8 через согласующий элемент 12, управляющие электроды тиристоров 5 и 6 через согласуяций элемент 13, а управляющий электрод короткозамыкающего тиристора 10 через последователь55 но соединенные регулируемув задержку

11 и согласующий элемент 14 подключены к выходу коммутатора 3.

Устройство работает следующим образом. 60

От внешней промышленной сети переменного тока однофазное, либо трехфазное напряжение поступает на регу.лируемый выпрямитель 1, выпрямленное и сглаженное напряжение поступает на 65 гальваническую ванну 15 через и канальные блоки 4. Генератор 2 генерирует отпирающие импульсы а с плавной регулировкой в широком диапазоне.

Эти импульсы поступают на коммутатор 3, который выполняет две основные функции: распределяет их по и канальным блокам (диаграмма b для одного из блоков) . Причем эта последовательность направляется на согласующий элемент 14 через регулируемув задержку 11 (диаграмма д), для одного из и-канальных блоков выделяет четные ъ и нечетные в последовательности отпирающих импульсов, распределяя их соответственно на согласующие элементы 12 и 13. Конструктивно коммутатор выполнен в виде цифрового счетчика и управляемых дешифраторов.

Работа одного из и каналов для последовательности отпирающих импульсов Б

По поступлению первого отпирающего импульса (нечетного, диаграмма g ) открываются тиристоры 7 и 8, образуя при этом цепь заряда конденсаторов 9 через гальваническую ванну 15. При этом конденсаторы 9 заряжаются до напряжения + Ис (диаграмма е ), равного выпрямленному напряжению регулируемого выпрямителя 1, причем ток заряда протекает через гальваническую ванну 15, формируя поляризующий импульс тока (диаграм ма ) . По мере заряжения конденсатоторов 9, ток становится равным нулю и тиристоры 7 и 8 закрываются. Далее на тиристоры 5 и б поступает четный отпирающий импульс (диаграмма ), они отркываются, образуя при этом цепь перезаряда конденсаторов 9 через гальваническую ванну 15. При этом конденсаторы 9 перезаряжавтся от + JJc до - 1c (диаграмма е ), причем ток парезаряда проходит через гальваническую ванну 15 в том же направлении, что и в предыдущем случае (при работе тиристоров 7. и 8) .

Через время, определяемое регулируемой задержкой 11, отпирающий сигнал (диаграмма 8 ) поступает на короткоэамыкавщий тиристор 10, который шунтирует гальваническую ванну 15, пропуская через себя ток заряда конденсаторов 9,и формирует задний фронт ,поляризувщего импульса тока (диаграмма w).

В дальнейшем все процессы протекают аналогично. Кривая E — временная диаграмма напряжения на емкостном накопителе. Как видно из кривой, перепад напряжений на обкладках конденсаторов, а соответственно и на гальванической ванне 15 составляет

2U, а частота поляризувщих импуль990891 сов тока ванны равна частоте переэа- ряда емкостей.

Таким образом, величина напряжения, снимаемого с регулируемого выпрямитетеля 1, уменьшена вдвое (U ) по сравнению с известным (с 1000 до 500 В) .

В то же время ток заряда конденсаторов 9 не изменяется-, .так как величина поляризующего (разрядного) тока остается неизменной. Поэтому вдвое уменьшается потребляемая мощность регули10 руемого выпрямителя 1 и соответственно входная мощность всего преобразователя (20 и 10 кВа) .

Полученное снижение потребляемой мощности при неизменных выходных 15 параметрах приводят к соответственному увеличению КПД преобразователя и к уменьшению удельного расхода электроэнергии на единицу массы покрытия в два раза. 20

Понижение напряжения, приклады- ваемого к тиристорным блокам (с 1000 до 500 В), позволяет уменьшить класс полупроводниковых приборов (с 11-ro до б-го), изоляции и силовых конденсаторов, что в конечном счете уменьшает себестоимость преобразователя в 1,4-1,5 раза.

Формула изобретения

Устройство для питания гальвани- 30 ческих ванн импульсным током, содержащее источник переменного тока, регулируемяй выпрямитель, генератор отпирающих импульсов, коммутатор и и канальных блоков, каждый из которых содержит зарядный и короткозамыкающий тиристоры, емкостный накопитель, регулируемую задержку и согласующие элементы, при этом управляющий электрод короткозамыкающего тиристора подключен к коммутатору через регулируемую задержку и согласующий элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД устройства и его надежности, каждый канальный блок снабжен дополнительными зарядными тиристорами, причем тиристоры соединены по схеме однофазного моста, включенного в анодную цепь гальванической ванны, в диагональ моста включен емкостный накопитель, а управляющие электроды тиристоров противоположных плеч моста соединены между собой и через соответствующий согласующий элемент подключены к коммутатору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 596664, кл. С 25 0 21/19, 1976.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 785382, кл. С 25 0 21/12, 1978.

990891

Сосгавитель Л. Груднева

Техред И.Коштура Корректор И. Шароши

Редактор Н. Рогулич

Филиал 0?Itl "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ бб/40 Тираж 641 Чодлиеное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, й-35, Раушсмая на6., д. 4/5