SU993417A1 - Бесконтактный преобразователь дл питани гальванических ванн периодическим током с обратным импульсом - Google Patents

Description

() БЕСКОНТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ р  ПИТАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕеКИХ ВАНН ПЕРИОДИЧЕСКИМ ТОКОМ С ОБРАТНЫМ ИМПУЛЬСОМ

1

Изобретение относитс  к преобразовател м переменного тока в асимметричный и может быть использовано в качестве бесконтактного преобразовател  дл  питани  гальванических ванн, например дл  осаждени  железа периодическим током с обратным им пульсом.

Известны устройства дл  питани  гальванических ванн и электрической ов1 аботки изделий, в которых исполь уетс  преобразованный ток одной флзы СП и t 2 .

Недостатком данных устройств  вл етс  низкое использование тока в пр мом процессе в течение периода, что приводит к потере производитель мости электролитических процессов и не позвол ет равномерно загружать все три фазы промышленной электрической сети.

Указанный недостаток в некоторой степени устранен в источниках питани  гальванических ванн, в которых-..

трехфазный переменный ток преобразуетс  в периодический ток с обратным импулБсом.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  бесконтактный преобразователь дл  питани  гальванических ванн периодическим током с обратным импульсом , содержащий четыре тиристора со схемами.управлени , три из ко:торых пр мого, а один - обратного

10 тока, приборы контрол  пр мого и обратного токов и силовой понижающий трехфазный трансформатор, в котором первична  обмотка соединена с выводами дл  подключений источника пи15 тающего напр жени , а вторична  обмотка соединена в звезду со Bcjjpe4ным включением третьей фазной обмотки по отношению к двум другим и под-ключена к анодам тиристоров пр мого

20 тока,-катоды которых объединены и их обща  точка соединени  а также анод тиристора обратного тока через соответствующие приборы контрол  3Э пр мого и обратного токов соединены с одним выводом дл  подключени  нагрузки , а нулева  точка звезды вториМной обмотки соединена с другим выводом дл  подключени  нaгpyзкиtЗЗ Недостатками известного устройства  вл ютс  низкий КПД ,так как при формировании пр мого тока, длительность которого может измен тьс  от 1/2 до 5/6 периода Т, однофазный трансформатор работает вхолостую, а при формировании обратного импульса трехфазный трансформатор в промежутке времени от 1/6 до 1/2 Т не загружен . Кроме этого, работа однофазного трансформатора в режиме однополупериодного (ли части полупериода ) выпр млени  способствует по влению бол шого по величине тока нулевой последовательности , привод щего к дополнительным потер м мощности в сер дечнике. Недостатком указанного преобразовател  также  вл етс  неравномерна  загрузка всех фаз промышленной сети, так как масть пр мого тока и обратный ток приход тс  на одну из фаз. Регулирование длительности обратного тока в промежутках 0-1/6 Т (0-60), 1/6 - 1/ЗТ (60-120°) 1/31/2Т (60-180°)«осуществл етс  в уст ройстве путем изменени  момента открывани  тиристора обратного тока. Такое регулирование способствует по  влению перерыва между пр мым и обратным токами, что, во-первых, приводит к дальнейшему снижению КПД устройства, во-вторых, при перерыве более 1/9Т (0°Ь к ухудшению физико-механических свойств покрыти , в частности, сцепл емости, Цель изобретени  - повышение КПД устройства, обеспечение равномерной загрузки всех фаз и улучшение физико-механических свойств покрытий. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в бесконтактном преобразователе дл  питани  гальванических ванн периодическим током с обратным импульсом, содержащем четыре тиристора со схемами управлени , три из которых - пр мого, а один - обратно го тока, прибора контрол  пр мого и обратного токов и силовой понижающи трехфазный трансформатор, в котором первична  обмотка соединена с выводами , дл  подключени  источника пита ющего напр жени , а вторична  обмот соединена в звезду со встречным вклю 74 чением третьей фазной обмотки по отношению к двум другим и подключена к анодам тиристоров пр мого тока, кач тоды которых объединены и их обща  точка соединени , а также анод тиристора обратного тока через соответствующие приборы контрол  пр мого и обратного токов соединены с одним выводом дл  подключени  нагрузки , а нулева  точка звезды вторичной обмотки соединена с другим выводом дл  подключени  нагрузки ,указанный трансформатор снабжен трем  дополнительными фазными обмотками с отводами, соединенными между собой последовательно таким образом, что начало первой фазной обмотки соединено с катодом тиристора обратного тока, а ее конец - с одноименным выводом третьей фазной обмотки, второй вывЬд которой соединен с одним из выводов второй фазной обмотки, другой вывод которой подключен к нулевой точке звезды вторичной обмотки понижающего трансформатора. При этом в зависимости от требуемой длительности обратного тока, дополнительна  треть  фазна  обмотка соединена с дополнительной второй фазной обмоткой согласно или встречно. На фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема обесконтактного преобразовател  дл  питани  гальванических ванн периодическим током с обратным импульсом, в котором дополнительна  треть  фазна  обмотка соединена с дополнительной второй фазной обмоткой согласно; на фиг. 2 - схема преобразовател  со встречным соединением дополнительных третьей и второй фазных обмоток; на фиг. 3 - векторна  диаграмма наЛр жений на выходе дополнительных обмоток; на фиг. - осциллограммы К|эивых изменени  периодического тока согласно векторной диаграммы на фиг.З. Бесконтактный преобразователь дл  питани  гальванических ванн периодическим током с обратным импульсом (фиг.1 и фиг. 2) состоит из трехфазного трансформатора 1, имеющего первичные обмотки 2-, основную вторичную трехфазную обмотку 5-7, соединенную звездой, причем треть  фазна  обмотка 7 включена встречно по отношению к двум другим 5,6, и дополнительную трехфазную обмотку 8,9 и 10, 5Э Свободные выводы фазных обмоток подсоединены к анодам тиристоров 11-13 пр мого тока, катоды которых через прибор k контрол  пр мого тока подсоединены к выводу дл  подключени  нагрузки, например, к электроду 15 ванны 16. Начало дополнительной фазной обмотки 8 присоединен к катоду тиристора 17 обратного тока анод которого через контроль 18 обра ного тока подключен к электроду 15 ванны 16. Конец обмотки 8 присоединен к одноименному выводу обмотки 10 котора  в зависимости от требуемой . длительности обратного импульса, под ключена последовательно встречно или согласно с обмоткой 9, оставшийс  вы вод которой вместе с нулевой точкой основной вторичной обмотки присоединены к другому выводу дл  подключени  нагрузки, например, к электроду 19 ванны 16. Количество витков обмотки 8-10 могут &)ть одинаковыми или различными , как по отношению к обмоткам , так и межд/ собой, .в результате чего напр жени  обмоток 8-10 могут быть равными напр жени ми обмоток 5-7 fUgU9U Q Uj.U, UT) или отличатьс  как от них {U8,U9, 6 -у) так и между собой (Ug / Ug t Uf(j). Дл  получени  требуемых напр жени обмотки 8-10 выполнены с отводами, iВключение тех или иных отводов этих обмоток определ етс  условием электролиза . В качестве выпр мительных элеаентоа используютс  тиристоры с известными схемами управлени . Обратный ток получают за счет доли отрицательной полуволны синусоиды обратного напр жени . Устройство работает следующим образом . Переменное трехфазное напр жение подаетс  на первичные обмотки 2трансформатора 1. Пониженное напр жение обмоток, соединенных по извест ной схеме, подаетс  на тиристоры 11-13. Выпр мленное этими тиристорами напр жение подаетс  к электродам 15 и 19 ванны 16. В течение времени г рИдет осаждение металла. 06ратное напр жение образуетс  на выходе последовательно соединенных тре фазных обмоток 8-10. Действующее зна чение этого напр жени  определ етс  как геометрическа  сумма фазных напр жений Ug, Ujj и и(о. Полученное обратное напр жение через тирис76 тор 17, включенный встречно пр отношению к тиристорам 11-13. подаетс  к электродам 15 и 19 ванны 16. Тиристор 17 открыт только в образовавшийс  промежуток на ванну будет подана обратна  пол рность. Измен   соотношение между напр жени ми Ug, и способ соединени  между обмотками 9 и 10 (встречно или согласно), можно получить различный по амплитуде и длительности обратный ток. Пример 1. UQ Ug Цд. Напр жение обратного тока, дл  случа  когда обмотки 9 и 10 соединены последовательно согласно, совпадает по фазе с напр жением и5(фиг.З Тиристор 17 обратного тока открываетс  в момент tg и в промежутке t g - tg будет действовать обратный ток, длительность которого равна 1/6 Т (60) (фиг.). Тиристор 11 пр мого тока открываетс  а момент t, t, и т.д. При встречном включении обмоток 9 и 10 напр жение обратного тока отстает по фазе от напр жени  Uj на 60 (фиг.З дл  ) В этом случае тиристор пр мого тока 11 открываетс  в момент t, 1.и т.д. В промежутке tjj будет действовать обратный ток продолжительностью 1/3 Т .5) Дл  регулировани  амплитуды обратного тока необходимо изменить величины напр жений (путем включени  соответствующих отводов на обмотках 8-10. П р и м е р 2. и :it Ug и. Рассмотрим два случа . а)U9 ,o/2 (включение обмоток 9 и 10 последовательно согласно). Как видно из векторной диаграммы (фиг.З дл  ) напр жение обратного тока отстает по фазе от напр жени  на 15°. В промежутке tg будет действовать обратный ток Зд5р(фиг.6) .продолжительностью : равной 5/2 Т (75). Тиристор 11 пр мого тока открываетс  в момент tfl. tgM т.д. б)Ug U9/2 :Uio/ ( включение обмоток Э и 10 последовательно встречно). В этом случае напр жение обратного тока отстает от напр жени  Uj на 75 (фиг.З дл  Ugg ). В промежутке t;fQ будет действовать обратный ток Зр5ро Р°Я° °- ВА 9/2 Т (ТЗЗ) (фиг.6). Тиристоры 11 и 13 пр мых токов открываютс  в момент t2, t и т.д.

Изменение амплитуды обратного тока осуществл етс  таким же способом как и в примере 1, при соблюдении посто нного соотноиГени  между фазными напр жени ми. Дл  исключени  КЗ в результате возможного наложени  пр мого и обратного импульсов запускающие сигналы, поступающие на управл ющие электроды тиристоров, синхронизируютс  по фазе с напр жени ми , подаваемыми на аноды тиристоров , т.е. включение тиристоров пр мого или обратного токов производитс  только после того, как величины обратного или пр мого токов- уменьшились до нул .

Таким образом, изобретение позвол ет повысить КПД преобразовател  {так как исключаетс  холостой ход трансформатора ), получить различный по длительности и амплитуде обратный ток, улучшить физико-механические свойства покрытий, осуществить более равномерную загрузку трехфазной сети .

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Бесконтактный преобразователь дл  питани  гальванических ванн периодическим током с обратным импульсом содержащий четыре тиристора со схемами управлени , три из которых - пр мого , а один - обратного тока, приборы контрол  пр мого и обратного токов и силовой понижающий трехфазный трансформатор, в котором первична  обмотка соединены- с выводами дл  подключени  источника питающего напр жени , а вторична  обмотка соединена в звезду со встречным включением третьей фазной обмотки по отношению к двум другим и подключена к анодам тиристоров пр мого тока катоды которых объединены и их обща 

   точка соединени , а также анод тиристора обратного тока через соответствующие приборы контрол  пр мого и обратного токов соединены с одним выводом дл  подключени  нагрузки, а нулева  точка звезды вторичной обмотки соединена с другим выводом дл  подключени  нагрузки, отличающийс   тем, что, с целью повышени  КПД обеспечени  равномерной загрузки всех фаз и улучшени  физико-механических свойств покрытий, указанный трансформатор снабжен трем  дополнительными фазными обмотками с отводами, соединенными между собой последовательно таким образом, что начало первой фазной обмотки соединено с ка одом-тиристора обратного тока, а ее конец .с одноименным выводом третьей фазной обмотки, второй вывод которой соединен с одним из выводов второй фазной обмотки, другой вывод KojopoH подключен к нулевой точке звезды вторичной обмотки понижающего трансформатора.
2. 2.Бесконтактный преобразователь ПОП.1, отличающийс  тем, что дополнительна  треть  фазна  обмотка соединена с дополнительной второй фазной обмоткой согласно.
3. 3.Бесконтактный преобразователь ПОП.1, отличающийс  тем, что дополнительна  треть  фазна  обмотка соединена с дополнительной второй фазной обмоткой встречно.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Авторское свидетельство СССР N 168569, кл. С 25 D 5/18, 1ЭбЗ.

   2.Авторское свидетельство СССР ff 161978, кл. С 23 В 5/68, 1969.

   3.Авторское свидетельство СССР Н 817928, кл. Н 02 М 7/12, 1979.

   /

   flf

   .ф

   «4-

   «