SU960321A1 - Установка дл питани гальванических ванн периодическим током - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к гальвано технике, в частности к устройствам дл  питани  гальванических ванн то-ком с обратным импульсом, примен емым , например, при нестационарном .электролизе.

Наиболее близким к изобретению .по технической сущности  вл етс  Устройство дл  питани  гальванических ванн периодическим током, содержащее стабилизирующий преобразователь напр жени , один из входов которого соединен с генератором тактовых импульсов, коммутатор, подключенный к силовому реверсир5гющему блоку, и блок задани  времени протекани  пр мого и обратного тока 1 .

Недостатком известного устройства  вл етс  отсутствие гальванического .разделени  входа от выхода, что не позвол ет работать с высокими напр жени ми на входе устройства.

Данна  схема не позвол ет также измен ть и стабилизировать частоту и скважность выходного напр жени . Однако исследоваии  в области мест ащионарного электролиза показали, что режимы осаждени  (частота, скважность,амплитуда питакн его напр жени ) однозначно определ ютс  физико-химической природой осаждаемого металла, т.е.. дл  каждого вида осаждаемого металла существует свой оптимальный режим. Следовательно, дл  получени  наилучших по качеству покрытий при электроосаждении различных металлов источники питани  дл  гальванических ванн должны

10 обеспечивать изменение в ширюком диапазоне частоты, скважности и амплитуды питающего напр жени  с одновременной, их стабилизацией Е процессе осаждени .

15

Кроме того, В известней устройстве отрицательна  обратна  ср зь по напр жению осуществл етс  не с клемм гальванической ванны, а со

20 входа переключающего устройства с помощью делител  напр жени , что снижает коэффициент стабилизации выходного напр жени  всего устройства .

25

Целью изобретени   вл етс  повышение качества гальванопокрыти  путем раздельного регулировани  и стабилизации параметров выходного напр жени : частоты, скважности и

30 величины выходного напр жени ,длительности t пр мого и обратного тока питающего гальваническую ванну. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  питани  гальванических ванн периодическим -током, содержащее стабилизирующий преобразователь напр жени , один из входов которого соединен с генератором тактовых импульсов, коммутатор , подключенный к с ловсму реверсивному блоку, и блок задани  време ни протекани  пр мого и обратного токов, дополнительно снабжено с ловым трансформатором, блоком задани  частоты, блоком задани  и сохра нени  скважности импульсов, блоком формировани  сигнала обратной св зи .и декадным делителем частоты, при этом к первичной обмотке силового трансформатора подключен высокочастотный стабилизирующий преобразователь напр жени , а ко вторичной силовой реверсирующий блок, выход генератора тактовых импульсов присо динен к блоку задани  частоты, подключенному последовательно,блоку задани  и-сохранени  скважности и коммутатору, а также - к декадному делителю частоты, последовательно соединенному с блоком задани  време «й протекани  пр мого и обратного тока, выход которого присоединен к ,коммутатору и к блоку формировани  сигнала обратной св зи, входами под ключенного к клеммам гальванической ванны, а выходом - к стабилизирутащему .преобразователю напр жени . Блок формировани  сигнала/обрат , ной св зи может быть выполнен в вид схемы запоминани  выходного напр же ни  ко входам которой присоединены выходы коммутатора обратной св зи, Кроме того, с целью,раздельного регулировани  частоты и скважноетйг Ь ок задани  и сохранени  скваж ности выполнен -5 виде формировател импульсного напр жени , первый вход которого соединен с формирователем пилообразногр напр жени  и источником опорного напр жени , а второй с блоком задани  частоты, выход крторого подключен также к формирователю пилообразного напр жени . На фиг. 1 представлена ф / нкциональна  схема устройства дл  питани  гальванических ванн периодичес ким током; на Фиг.-2 и 3- принципи альные схемы выпр мителей и фильтро соответственно дл  трехфазной и од нофазной сети; на фиг,4 - временные диаграммы импульеов на; выходе блоков предлагаемого устройства; на фиг,5 - четыре из возможных режима питани  гальванической ванны; на фиг.§ - функциональна  схема блока заданий и сохранени  скважности. Устройство дл  питани  гальванических ванн периодическим током содержит стабилизирующий преобразователь 1 напр жени , состо щий из двухтактного силового преобразовател  2 напр жени  и схемы 3 управлени  силовым ореобразо1вателем 2, СИЛОВОЙ: трансформатор 4, силовой , реверсирующий блок 5, генератор б тактовый импульсов, блок 7 задани  частоты, блок 8 задани  и сохранени  скв1ажности, блок 9 задани  времени протекани  пр мого и обратного тока, коммутатор Ю, блок 11 формировани  сигнала обратной св зи, состо щий из схемы 12 запсминанИ  выходного напр жени  и коммутатора обратной св зи 13, декадный делитель частоты 14, блок защиты 15 г гальваническую ванну 16, резисторные датчики тока 17 и 18 и напр жени  19, амперметры пр мого 20 и обратного тока 21, входные 22 к 23. ,. . ; ,,; : . . .-, Стабилизирующий преобразователь 1 служит дл  стабилизации выходного напр жени  устройства в целом и преобразовани  (инвертировани ) пос то нного напр жени , поданного на вход преобразовател  1, в высокочастотное (свыше 20 кГц), высоковольтное )импульсвое переменное напр жение. Силовой трансформатор 4 осуществл ет гальваническое разделение входа устройства от выхода и преобразование высоковольтного импульсного напр жени  в низковольтное. Силцвой реверсирующий блок 5 осуществл ет реверсирование выходного импульсного напр жени , частота , скважность и длительность пр: мого и обратного импульса которого задаютс  и регулируютс  в широком диапазоне блоками 7, 8 и 9 и делителем частоты. 14. Блок 8 задани  и сохранени  скважности, кроме того , сохран ет заданнук) скважность при изменёйий частоты входных импуль сов. Декадный делитель частоты 14 позвол ет увеличить диапазоны изменени  длительностей пр мого и обратного тока от 10 до где п О,1,2....к. Схема 12 запоминани  выходного напр жени  служит дл  преобразовани  пульсирующ.его В|ыходного напр жени  источника 13 посто нное, запоминани  последнего и йодач его на вход схемы 3 управлени  стабилизирующего преобразовател  1. Коммутатор обратной св .зи 13 служит дл  отключени  схемы 12 запоминани  выходного напр жени  от клемм гальваиичвской ванны 16 при изменении пол рности электродов гальванической ванны 16 при реверС10 овании тока. При работе устройства без реверса коммутатор обратной св зи 13 включен посто нно.

BJJOK защиты 15 осуществл ет защиту от перегрузок по току, Ъо вход и по выходу и от повышени  выше нормы входного и выходного напр жени  устройства в целом.

Блок 8 задани  и сохранени  скважности состоит из формировател  24 пилообразного напр жени , частот которого равна частоте импульсов блока 7 задани  частоты, формировател  25 и.мпульсного напр жени  и источника 26 опорного напр жени , задающего различные уровни напр жени , соответствующие требуемой скванести выходного напр жени  устройства .

Устройство дл  питани  гальванических ванн периодическим током работает следующим образом.

На входные клеммы 22 и 23 устройства поступает посто нное напр жение , представл ющее собой либо выпр мленное-выпр мител ми и сглаженное фильтрами (фиг. 2 и 3) переменное напр жение трехфазной или однофазной сети, либо напр жение от источника посто нного напр жени .

В нормальном режиме (при отсутст ВИИ аварий) с выхода генератора 6 тактовых импульсов на входы блока 7 задани  частоты, декадного делител  частоты 14 и схемы 3 управлени  поступают тактовые импульсы. С приходом тактового импульса схема 3 управлени  вырабатывает широтно-модулиррванные импульсные сигналы переменной пол рности U- (фиг.4) ё длительностью импульса Тк крторые поступают на силовой преобразователь 2 с задержкой 1-2 с, необходимой дл  окончани  переходных процессов в фильтрах (фиг. 2 и 3), и осуществл ют управление силовым преобразователем 2i Силовой преобразователь 2 преобразует поступающее с клемм 22 и 23 входное посто нное напр жение в высокочастотное импульсное переменное напр жение, которое подаетс  затем на первичную обмотку, силового трансформатора 4. Со вторичной обмотки трансформатора 4 переменное напр жение подаетс  на силовой реверсирующий блок 5. С выхода блока 7 задани  частоты, одним из возможных вариантов осуществлени  которого  вл етс  преобразователь напр жени  в частоту, на вход блока 8 задани    сохранени  скважности поступают импульсы UT (фиг. 4) заданной технологически заданием частоты.

С выхода блока 8 задани  и сохранени  скважности (фиг.6) можно снимать и1«Ь1ульсы одной и той же скважности при различной частоте

или одной и той же частоты с различной скважностью.

Независимость регуд нровани  частоты и скважности происходит следую щйм образом,

Запускающие импульсы Uj с блока 7 задани  частоты, поступающие на первый вход формировател  25 импульсного напр жени , формируют передний фронт выходных импульсов

Ug (фиг.4) блока 8 задани  и сохранени  скважностн. На второй вход, формировател  25 импульсного напр жени  поступает пилообразное напр жение с формировател  24 пилообразного напр жени  и посто нное напр жение от источника 26 опорного напр жени , в момент совпадени  амплитуд которых формируетс  задний фронт импульса Ug. При изменении

частот запускающих импульсов СЦ мен етс  и момент совпадени  опорного напр жени  источника 26 и пи лЪобразного напр жени  формировател  24, в который формируетс  задний

фронт выходного импульса U. Однако при этсм соотношение периода выходного импульса Ug к его длительное- ти, т.е. скважность, сохран етс . С выхода блока 8 з 1дани  и сох

ранени  скважности импульсы Ug

(фиг.4) заданной частоты и скважности поступают на один из входов коммутатора 10. На другой вход коммутатора 10 поступают импульсы U с блока 9 задани  времени протекани  пр мого и обратного тока, причем длительность импульса и положительной пол рности соответствует времени протекани  пр мого тока через гальваническую ванну 16, а

длительность паузы между импульсами и соответствует времени протекани  обратного тока.

Выходные импульсы блока 9 задани  времени протекани  пр мого и обратного тока управл ют колдалутатором 10, который осуществл ет распределение импульсов, поступающих с- блока 8 задани  и сохранени  скважности на один из своих выходов V и Ufо.

(фиг. 4). Импульсы и с коммутатора постуПёиот на силовой реверсирующий блок 5 г где они осуществл ют подключение соответствующей, реверсирующей Г руппь: силовых ключей

СИЛОВОГО реверсирующего блока 5 к клеммам гальванической ванны 16.

В режиме реверса пол рность клемм (электродов) гальванической ванны .16 мен етс  и дл  того, чтобы стабилизаци  осуществл лась как в период пр мой пол рности, так и обратной , блок 11 формировани  сигнала обратной св зи содержит ксдамутатор обратной св зи 13 и схему 12 запоминани  выходного напр жени . В режиме пр мой пол рности напр жением с блока 9 залани  времени протекани  пр мого и обратного тока включаетс  коммутатор обратной св зи 13 и выходное напр жение с клемм гальванической ванны 16 поступает на схему -12 запоминани  выходного напр жени  , где оно из пульсирующего преобразуетс  в посто нное, запоминаетс  и в нужной пол рности поступает на схему 3 управлени ,.котора  следит за уровнем выходного напр жени , стабилизиру  его посредством соответствующего изменени  коэффициента заполнени  импульсов, управл ющих силовыми ключами преобразовател  2,

В режиме обратной пол рности коммутатор обратной св зи 13 отключает схему 12 : запоминайи  выходного напр жени  от гальванической ванны Ii6 и в этот период с.табилиэацй  выходного напр жени  осуществл ете напр жением, запомненным в этой.схеме.

В зависимости от соотношени  ч&стоты, скважности, длительности йр мого и обратного токов предпа1аеМое устройство может питать галь ааничёскую ванну различными периодического тока. Четыре из: них, представл ющие наибольший интерес дл  практических целей, представлены на фиг.5. Длительность паузы между импульсами пр мой и обратнрй пол рности t,- (фиг, 5 в,г) определ етс  частотными свойствами, силовых ключей блока 5.

Выбор формы питающего тока наиболее удобно производить: по осциллографу , подключенному к клеммам гальванической ванны 16. ; . Таким образом, повышение качества Покрыти  впредлагаемом устройстве достигаетс  за счет раздельного регулиройани  и стабилизации параметров питающего гальваническую ванну напр жени ; величины выходного напр  жени  - по первичной цепи, а по вторичной .цепи - регулировку и стабилизацию частоты, скважности и. длительности пр мого и обратного токов, при . ieM независимое регулирование .частоты и скважности происходит благода р  наличию блока задайи  и сохранени  скважности. Независима  регулировка параметров.выходнрго напр жени  дает возможность с йомощыа рднрго и того же источника создавать наиболее благопри тные p naoAts осаждени  дл  различных осаждаемых металлов ;: что, в свою очередь, приводит к повыртению качества покрыти . Кроме того, высокочастотнре пре образование, осуществл емое высокрчастотньм стабилизирующим преобразователем и силовьин трансформаторр1М, работающими на.частоте свыше 20 кГц,

позвол ет также повысить КПД источника за счет повышени  КПД силоврго трансформатрра, а также позвол ет уменьшить вес и габариты источника. Например, применение регулируемого

высокочастРтного преобразрвател  в цепи первичной обмотки силового трансформатора, питаемрго непосредственно от выпр мленного напр жени  сети и работающего на частоте 25, кГц,

позвол ет более чем в 3 раза уменьшить габариты и вес предлагаемого устройства; по сравнению с базовым.

Ожидаемый экономический эффект от внедрени  одного устройства

состёшп ет 4,23 тыс.руб.

Claims (3)

1.Устройство дл  питани  гальванических вайн перирдическим током, сРдержащ е стабилизируюгций преобразователь напр жени , один из входов которого соединен с генератором такс товых импульсов, крммутагор, подключенный к силовому реверсирующему блоку, и блок задани  времени протекани  пр мрго и обратного тока, о т л и ч а ю щ ее с   тем, что, с целью повьп енй  качества гальванопокрыти  путем раз дельногр регулировани  и стабилизации параметров выходногр напр жени , оно дрполнитёльно снабжено сил.овым трансформаторе , блоком задани  частрты, блоком задани  и сохранени  скважности, блоком формировани  сигнала обратной св зи и декадиы 1 делителем частоты , при этом к первичной силовог о тра«|рф6рМа тора подк люче н 0 стабилизирующий преобразователь напр жени , аkp вторичной - силрвРй реверсирующий блок, выход генератора тактовых импульсов присоединен к последовательно соединене ньот,блоку, задани  частоты, блоку задани  и созфанеНи  скважности и кp Ф«yтaтopy, .а также - к декадному делИтеда частоты, последовательно сбединенному с блоком задани  вре-. менй протекани  пр мого и обратного тока,, выхрд которого присоединен к коммутатору и к блоку формировани  сигнала обратной св зи, входё1ми подключенному к клеммам гальваническрй ванны, а выходом - к стабй5 лизирующему преобразрвателю напр ; жен  ,- . . . . . - . . . ... .

2.УстррйотвР по п. 1, о т л ич а ю и; е е с   тем, что блок Формир|рвани  сигнала обратной св зи выполнен в виде схемы запоминани  выходного напр жени , ко входам которой присредийены выходы кс лмутатора обратной св зи.

3.Устройство по п. 1, о т л и5 ч а ю щ е е с   тем, что, с целью

раздельного регулировани  частоты « сквазк ости, блок задани  и сохранени  скважности выполнен в виде формировател  импульсного напр жени , первый вход которого соединен с источником опорнЬго напр жени  и формирователем пилообразного напр жени , в второй - с блоком задани 

частоты, выход которого подключен также к формирователю пилообразного напр жени .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР 578369, кл., С 25 D 21/12, 1976.

( cemt