CS206405B1

CS206405B1 - Direct current power supply for electroanodic oxidation of aluminium alloys

Info

Publication number: CS206405B1
Application number: CS840179A
Authority: CS
Inventors: Jan Humlhans; Jaroslav Kachlik; Vladimir Koci
Original assignee: Jan Humlhans; Jaroslav Kachlik; Vladimir Koci
Priority date: 1979-12-04
Filing date: 1979-12-04
Publication date: 1981-06-30

Description

(54) Zapojení zdroje stejnosměrného proudu pro elektroanodickou oxidaci slitin hliníku(54) Connection of direct current source for electroanodic oxidation of aluminum alloys

Vynález se týká zapojení řízeného zdroje stejnosměrného proudu s automatickým udržováním nastavené hodnoty proudu připojenou zátěží vhodného' zejména pro elektroanodickou oxidaci.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a controlled direct current source with automatic maintenance of a set current value by a connected load suitable especially for electroanodic oxidation.

Při elektroanodické oxidaci slitin hliníku vzniká na povrchu oxidované součásti (anodě) oxidační vrstva, která v průběhu procesu zvyšuje svůj elektrický odpor. Nejvyšší kvality vrstvy se dosahuje dodržením stálé hodnoty proudu, k čemuž je nutno odpovídajícím způsobem zvyšovat elektrické napětí na anodě. Doposud známá zařízení pro anodickou oxidaci nedocilují požadované přesnosti, protože některá napájejí z jednoho zdroje více anod a proud se nerozdělí rovnoměrně, jiná řeší udržování konstantního proudu zařazováním pomocných odporů do serie s anodou, přičemž regulace se provádí ručně, změnou velikosti odporu, se značným negativním vlivem lidského činitele, především však dochází k ztrátám elektrické energie v regulačních odporech.During the electroanodic oxidation of aluminum alloys, an oxidation layer forms on the surface of the oxidized component (anode), which increases its electrical resistance during the process. The highest layer quality is achieved by maintaining a constant current value, for which the voltage at the anode must be increased accordingly. Previously known anodic oxidation devices do not achieve the required accuracy, since some supply multiple anodes from one source and do not distribute the current evenly, while others maintain constant current by shifting the auxiliary resistors in series with the anode, with manual control by varying the resistor. under the influence of human factor, but above all there is a loss of electrical energy in the control resistors.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením elektronicky řízeného zdroje proudu dle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že čidlo výstupního proudu je spojeno přes zesilovač s řídícím obvodem, který je spojen s řídícím vstupem řízeného usměrňovače.These drawbacks are overcome by the connection of the electronically controlled power supply according to the invention, the principle being that the output current sensor is connected via an amplifier to a control circuit which is connected to the control input of the controlled rectifier.

Proud prochází čidlem proudu anodovaným předmětem, jehož výstupní signál se porovnává se signálem žádané hodnoty proudu a na základě jejich diference se provede automaticky takový zásah, že proud zátěží nezávisí v širokých mezích na elektrickém odporu zátěže zdroje, hodnotě střídavého napájecího napětí celého zařízení a je roven nastaveně žádané hodnotě. K získání takto řízeného zdroje stejnosměrného proudu je výhodné z hlediska zvlnění použít vícefázověho zdroje střídavého napětí a vícefázového usměrňovače, obsahujícího řízené usměrňující prvky. Řízený zdroj proudu dle vynálezu je dále doplněn možností předvolby doby trvání elektroanodické oxidace. Dále je možné v průběhu této doby v předem zvolený ókarnžik změnit velikost' hodnoty proudu na jinou á tak dále ovlivňovat kvalitu vytvářející se vrstvy. Po dosažení předvolené doby se proces automaticky ukončí vypnutím zdroje.The current passes through a current sensor through an anodized object, whose output signal is compared to the current setpoint signal and, due to their difference, the intervention is automatically performed so that the load current does not depend to a large extent on the electrical resistance of the load. setpoint. In order to obtain a DC power source so controlled, it is advantageous to use a multiphase AC power supply and a multiphase rectifier containing controlled rectifier elements from a ripple view. The controlled current source according to the invention is further complemented by the possibility of preselecting the duration of electroanodic oxidation. Furthermore, during this time, it is possible to change the magnitude of the current value to another at a preselected rate and thus further influence the quality of the forming layer. When the preset time is reached, the process is automatically terminated by turning off the power.

Maximální přesnosti a kvality elektrické anodační vrstvy se docílí, především rozdělením zdroje do tolika samostatných jednotek, kolik je anodo váných předmětů v lázni, takže každá anoda je napájena zvlášť a její proud je udržován samostatně. Jinou výhodou je automatické vypínání zdroje podle přeůem nastaveného času, takže ukončení procesu není ohroženo případnóu chybou obsluhy. Další výhodou je možnost užití jedno206405 cluchého programu, kterým se dají nastavit dvě různé hodnoty proudu a času, které zařízení postupně přepne. Při vhodně zvoleném programu lze technologický proces zkrátit až o 15 %, při dodržení stejné kvality oxidační vrstvy. Program dvojího proudu a času umožňuje dále anodační proces i u slitin hliníku, které se jinak eloxují obtížně. Velmi důležitá je též úspora elektrické energie oproti dříve užívanému způsobu. Proces anodické aoxidace probíhá při použití zařízení dle vynálezu prakticky bezeztrátově.The maximum accuracy and quality of the electrical anode layer is achieved, in particular by splitting the source into as many separate units as there are anodized objects in the bath so that each anode is powered separately and its current is maintained separately. Another advantage is the automatic switching off of the power supply according to the preset time, so that the termination of the process is not jeopardized by possible operator error. Another advantage is the possibility of using a single program, which can set two different values of current and time, which the device gradually switches. With a suitably selected program, the technological process can be shortened by up to 15%, while maintaining the same oxidation layer quality. The dual current and time program also allows the anodizing process for aluminum alloys that are otherwise difficult to anodize. Very important is also the saving of electricity compared to the method used previously. The anodic oxidation process is practically lossless using the device according to the invention.

Na připojeném výkresu je znázorněno příkladné principiální elektrické schéma zapojení jedné ze samostatných jednotek zdroje stejnosměrného proudu pro elektroanodickou oxidaci slitin hliníku dle vynálezu.The attached drawing shows an exemplary schematic diagram of one of the separate DC power supply units for the electroanodic oxidation of the aluminum alloys of the invention.

Přívod 1 střídavé elektrické sítě je po signálu z tlačítka 2 „start“ spojen stykačem 3 spínaným z ovládacího bloku 4 na primár transformátoru- 5, jímž je napětí sítě snížeiio na potřebnou hodnotu a současně od ní galvanicky odděleno. Sekundář transformátoru 5 je spojen s usměrňovačem 6, který je spojen dále s čidlem 11 výstupního proudu, vyhlazovací tlumivkou 13 a výstupní svorkou 14. Čidlo 11 výstupního proudu je spojeno se zesilovačem 10, který je dále spojen s ukazovacím přístrojem 12 a řídícím obvodem 7. Tento řídící obvod 7 je spojen přes přepínač 15, s potenciometry 8, 9 žádané hodnoty. S ovládacím blokem 4 je kromě tlačítka 2 „start“ spoj eno i tlačítko 16 „ stop “.After the signal from the start button 2, the AC power supply 1 is connected by a contactor 3 switched from the control block 4 to the transformer primary 5, by which the mains voltage is reduced to the required value and at the same time galvanically separated from it. The secondary of the transformer 5 is connected to a rectifier 6, which is further connected to an output current sensor 11, a smoothing choke 13 and an output terminal 14. The output current sensor 11 is connected to an amplifier 10, which is further connected to the indicating device 12 and the control circuit 7. This control circuit 7 is connected via a switch 15 to the setpoint potentiometers 8, 9. In addition to button 2 "start", button 16 "stop" is connected to control block 4.

Z hlediska malého zvlnění bylo zvoleno nakreslené zapojení troj fázového trojpulsního můstkového usměrňovače s třemi tyristory. Řídící obvod 7 poskytuje trojici o 120 “ elektricky posunutých řídících impulsů, které otvírají tyristory takovým způsobem, že rozdíl mezi napětím na zadávacím potenciometru 8 či 9 žádané hodnoty a v zesilovači 10 zesíleném napětí z čidla 11 výstupního proudu byl minimální. Výstupní napětí zesilovače 10 určuje současně velikost výstupního proudu a je indikováno ukazovacím přístrojem 12. Po průchodu vyhlazovací tlumivkou 13 dále zmenšující jeho zvlněni, prochází proud z kladné výstupní svorky 14 na eloxovaný předmět. Ovládací a programový blok 4 zajišťuje komparaci předvoleného a proběhlého času a po dosažení jejich shody odpovídající přepnutí dvou žádaných hodnot, přepínače 15 při režimu s dvěma proudy a časy a ukončení procesu buď na základě časového programu či kdykoli ručně tlačítkem 16 „stop“ odepnutím přívodu 1 elektrické sítě kontakty stykače 3.In terms of small ripple, a three-phase three-pulse bridge rectifier with three thyristors was chosen. The control circuit 7 provides a triple of 120 'electrically shifted control pulses that open the thyristors in such a way that the difference between the voltage at the setpoint potentiometer 8 or 9 and the amplified voltage 10 from the output current sensor 11 is minimal. The output voltage of the amplifier 10 determines simultaneously the magnitude of the output current and is indicated by the indicating device 12. After passing through the smoothing choke 13 further reducing its ripple, current flows from the positive output terminal 14 to the anodized object. Control and program block 4 ensures the comparison of the preset and elapsed time and, when they have been matched, the corresponding switching of the two setpoints, switch 15 in dual-current and time mode, and ending the process either on schedule or at any time manually electric networks contactor contacts 3.

Proud prochází čidlem proudu anodovaným předmětem, jehož výstupní signál se. porovnává se signálem žádané hodnoty proudu a na základě jejich diference, se provede automaticky takový zásah, že proud zátěží nezávisí v širokých mezích na elektrickém odporu zátěže zdroje, hodnotě střídavého napájecího napětí celého zařízení a je roven nastavené žádané hodnotě. K získání takto řízeného zdroje stejnosměrného proudu je výhodné z hlediska zvlnění použít vícefázového zdroje střídavého napětí avícefázového usměrňovače, obsahujícího řízené usměrňující prvky. Řízený zdroj proudu dle vynálezu je dále doplněn možností předvolby doby trvání elektroanodické oxidace. Dále je možné vprůběhu této doby v předem zvolený okamžik změnit velikost hodnoty proudu na jinou a tak dále ovlivňovat kvalitu vytvářející se vrstvy. Po dosažení předvolené doby se proces automaticky ukončí vypnutím zdroje. Maximální přesnosti a kvality elektrické anodační vrstvy se docílí především rozdělením zdroje do tolika samostatných jednotek, kolik je anodovaných předmětů v lázni, takže každá anoda je napájena zvlášť a její proud je udržován samostatně. Jinou výhodou je automatické vypínání zdroje podle předem nastaveného času, takže ukončení procesu není ohroženo případnou chybou obsluhy.The current passes through the current sensor through the anodized object whose output signal is. By comparing it with the setpoint current signal and based on their difference, the intervention is automatically performed so that the load current does not depend to a large extent on the electrical resistance of the load of the source, the AC supply voltage of the whole device and is equal to the setpoint setpoint. In order to obtain a DC power source so controlled, it is advantageous to use a multiphase AC power source and a multiphase rectifier containing controlled rectifier elements from a ripple view. The controlled current source according to the invention is further complemented by the possibility of preselecting the duration of electroanodic oxidation. Furthermore, during this time, it is possible to change the magnitude of the current value to another at a preselected time, and thus further influence the quality of the forming layer. When the preset time is reached, the process is automatically terminated by turning off the power. The maximum accuracy and quality of the electrical anode layer is achieved primarily by dividing the source into as many separate units as there are anodized objects in the bath so that each anode is powered separately and its current is maintained separately. Another advantage is the automatic shutdown of the power supply according to a preset time, so that the termination of the process is not jeopardized by a possible operator error.

Zapojení zdroje stejnosměrného proudu dle vynálezu je vhodné pro použití při povrchových úpravách t. zv. tvrdou eloxáží, zvláště tam, kde se vyžaduje co nej stejnoměrnější oxidační vrstva a čo největší přesností tloušťky vrstvy. Je vhodný pro automatické provozy elektroanodické oxidace hliníku a jeho slitin.The wiring of the direct current source according to the invention is suitable for use in surface treatments, e.g. by hard anodizing, especially where an as uniform oxidation layer as possible and as high a layer thickness accuracy as possible is required. It is suitable for automatic operation of electroanodic oxidation of aluminum and its alloys.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. Connection of a direct current source for electroanodic oxidation of aluminum stillins, characterized in that the output current sensor (11). it is connected via an amplifier (10) to a control circuit (7) which is connected to the control electrodes of the controlled rectifier (6).

2. The DC power supply according to claim 1, characterized in that it comprises a time programming device.

3. A DC power supply connection, characterized in that it comprises a plurality of independently regulated power supply units according to the number of anodized components.