CS210274B1

CS210274B1 - Connection of the d.c.source for chemical-thermal treating in anomalous glow discharge,particularly for the ion nitridation

Info

Publication number: CS210274B1
Application number: CS920879A
Authority: CS
Inventors: Antonin Smilok; Blanka Jonasova; Oldrich Rybar
Original assignee: Antonin Smilok; Blanka Jonasova; Oldrich Rybar
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1982-01-29

Description

Předmětem vynálezu je zapojení zdroje stejnosměrného proudu pro chemicko-tepelné zpracování v anomálním doutnavém výboji, zejména pro iontovou nitridaci.The object of the invention is to connect a direct current source for chemical-thermal treatment in an anomalous glow discharge, in particular for ion nitriding.

V současné době se stále více využívá k chemicko-tepelnému zpracování povrchu kovových předmětů, zejména různých konstrukčních částí, anomálního doutnavého výboje. Tento výboj vzniká v atmosféře plynů nebo par, jejichž ionty se zúčastňují reakce s kovem zpracovávané části, vlivem působení elektrického potenciálu mezi zpracovávaným tělesem a recipientem, do něhož je těleso umístěno. Procházejícím elektrickým proudem se těleso současně ohřívá na teplotu vhodnou pro daný proces. Dosud se tohoto postupu nejvíce využívá k nitridování. Tento proces je všeobecně označován jako iontová nitridace. Důležitou součástí zařízení pro iontovou nitridaci je zdroj stejnosměrného proudu. Jelikož režim doutnavého výboje v pracovní atmosféře recipientu je velice labilní zvláště při náběhu procesu přechází doutnavý výboj vlivem nečistot a nehomogenit na povrchu zpracovávané části snadno do nežádoucího a škodlivého režimu „oblouk“ — jsou na zdroj, zejména na jeho řídicí obvody, kladeny náročné požadavky. Dosud známá zapojení zdroje pro účely iontové nitridace neumožňují v plné míře samočinně potlačovat veškeré poruchy anomálního doutnaného výboje a znovu obnovovat optimální režim procesu.Nowadays, anomalous glow discharge is used increasingly for chemical-thermal treatment of metal surfaces, especially various components. This discharge occurs in an atmosphere of gases or vapors whose ions participate in the reaction with the metal of the workpiece due to the electrical potential between the workpiece and the recipient in which the body is placed. By passing electrical current, the body is simultaneously heated to a temperature suitable for the process. So far, this process is mostly used for nitriding. This process is commonly referred to as ionic nitriding. An important part of the ion nitriding device is a direct current source. Since the glow discharge mode in the recipient's working atmosphere is very unstable, especially when the process is started, the glow discharge easily becomes undesirable and harmful "arc" mode due to impurities and inhomogeneities on the surface of the workpiece. Previously known source connections for ion nitriding do not fully suppress all anomalous glow discharges and restore the optimum process mode.

Nevýhody známých zapojení odstraňuje ý převážné míře zapojení zdroje stejnosměrného proudu podle vynálezu pro chemickotepelné zpracování v anomálním doutnavém Výboji, zejména pro iontovou nitridaci, sestávajícího z řízeného tyristorového usměrňovače, proudových transformátorů, meziobvodu, převodníku proudu, řídicích obvodů usměrňovače, převodníku napětí a detektoru poruch výboje, kde podstata vynálezu spočívá v tom, že řízený tyristorový usměrňovač je svými vstupy připojen přes proudové transformátory ke svorkám třífázové Symetrické soustavy napětí a jeho jeden výstup je připojen přes meziobvod tvořený tlumivkou nebo/a odporem v sériovém zapojení, k výstupní svorce zdroje a jeho druhý výstup je připojen k výstupní svorce Zdroje s výstupy proudových transformátorů jsou připojeny ke vstupům převodníku proudu, jehož výstup je připojen současně ha vstup řídicích obvodů řízeného tyristorového usměrňovače a vstup detektoru poruch výboje, přičemž výstup detektoru poruch výboje je spojen se vstupem řídicích obvodů řízeného tyristorového usměrňovače a výstup detektoru poruch výboje je spojen iše vstupem řídicích obvodů, k jejichž vý210274 ,The disadvantages of the known circuits are largely eliminated by the direct current source according to the invention for chemical-heat treatment in anomalous glow discharge, in particular for ion nitriding, consisting of a controlled thyristor rectifier, current transformers, intermediate circuit, current converter, rectifier control circuits, voltage converter and detector. wherein the controlled thyristor rectifier is connected via its current transformers to the terminals of a three-phase symmetrical voltage system and its output is connected via an intermediate circuit consisting of a choke and / or a resistor in series, to the output terminal of the power supply and its other the output is connected to the output terminal The power transformer outputs are connected to the inputs of the current converter whose output is connected simultaneously to the input of the control circuits controlled by a ristor rectifier and a discharge fault detector input, wherein the discharge fault detector output is coupled to the controlled thyristor rectifier input and the discharge fault detector output is also coupled to the control circuit input to which

stupu je připojen řízený tyristorový usměrňovač a vstupy převodníku napětí jsou připojeny k výstupním svorkám zdroje a výstup převodníku napětí je připojen na vstup detektoru poruch výboje. Další podstata vynálezu je, že řídicí obvody řízeného tyristorového usměrňovače sestávají z regulátoru proudu, obvodu výběru maximálního signálu, obvodu fázového vertikálního řízení, řízeného usměrňovače úhlu fázového řízení, prvního komparátoru, obvodu zadání žádané hodnoty proudu a přepínače spojených tak, že vstup pro přivádění signálu je spojen se vstupem skutečné hodnoty proudu regulátoru proudu a vstup žádané hodnoty regulátoru proudu je spojen s výstupem obvodu zadání žádané hodnoty proudu, přičemž výstup regulátoru proudu je' připojen na vstup obvodu výběru maximálního signálu a současně na vstup prvního komparátoru, na jehož druhý vstup je připojen výstup řízeného omezovače úhlu fázového řízení, který je současně připojen na vstup obvodu výběru maximálního signálu, jehož výstup je připojen na vstup obvodu fázového vertikálního řízení, jehož výstup je spojen výstupem s řízeným tyristor o vým usměrňovačem, přičemž vstupy je spojen se vstupem řízeného omezovače úhlu fázového řízení, na jehož druhý vstup je připojen výstup přepínače, jehož druhý výstup je připojen na vstup obvodu žádané hodnoty proudu, přičemž vstup je připojen k signálovému vstupu přepínače a vstup pro ovládání přepínače je připojen k výstupu z prvního komparátoru. Podstatou vynálezu dále je, že detektor poruch výboje sestává ze čtyř komparátorů, derivačního členu, dvou obvodů logického součtu, obvodu logického součinu a obvodu vyhodnocení četnosti poruch, zapojených tak, že ke vstupu detektoru poruch výboje je připojen vstup druhého komparátoru, derivačního členu a čtvrtého komparátoru a výstup druhého komparátoru je připojen ke vstupu druhého obvodu logického součtu a výstup derivačního členu je spojen se vstupem třetího komparátoru, jehož výstup je spojen se vstupem prvního obvodu logického součtu a výstup prvního obvodu logického součtu je připojen k výstupu detektoru poruch výboje a epojen se vstupem obvodu vyhodnocení četnosti poruch, jehož výstup je spojen se vstupem druhého obvodu logického součtu, přičemž výstup druhého obvodu logického součtu je spojen s výstupem detektoru poruch výboje a výstup čtvrtého komparátoru je spojen se vstupem obvodu logického součinu, jehož výstup je napojen na vstup prvního obvodu logického součtu á vstup detektoru poruch výboje je spojen se vstupem pátého komparátoru, jehož výstup je spojen se vstupem obvodu logického součinu.The input of the voltage transducer is connected to the output terminals of the power supply and the output of the voltage transducer is connected to the input of the discharge fault detector. A further aspect of the invention is that the controlled thyristor rectifier control circuits consist of a current regulator, a maximum signal selection circuit, a phase vertical control circuit, a controlled phase angle rectifier, a first comparator, a current setpoint input circuit and a switch connected such that it is connected to the actual current input of the current regulator and the current regulator reference value is connected to the output of the current reference input circuit, the current regulator output being connected to the input of the maximum signal selection circuit and simultaneously to the first comparator input connected output of controlled phase angle limiter, which is simultaneously connected to input of maximum signal selection circuit, output of which is connected to input of phase vertical control circuit, output of which is connected a thyristor controlled rectifier output, the inputs being coupled to a phase controlled angle limiter input, the second input of which is connected to a switch output, the second output of which is connected to a current reference circuit input, the input of which is connected to the signal input of the switch; the switch control input is connected to the output of the first comparator. The subject of the invention is furthermore that the discharge fault detector consists of four comparators, a derivative element, two logic sum circuits, a logic product circuit and a failure rate evaluation circuit, connected by inputting a second comparator, a derivative element and a fourth input. the comparator and the output of the second comparator is connected to the input of the second logic sum circuit and the output of the derivative member is connected to the input of the third comparator whose output is connected to the input of the first logic sum circuit and the output of the first logic sum circuit fault input evaluation circuit input, the output of which is connected to the second logic sum circuit input, the output of the second logic sum circuit is connected to the discharge fault detector output, and the fourth comparator output is connected to the logic sum input the output of which is connected to the input of the first logic sum circuit, and the input of the discharge fault detector is connected to the input of the fifth comparator whose output is connected to the input of the logic product circuit.

Hlavní výhoda zapojení podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje samočinně potlačovat veškeré poruchy, anomálního doutnavého výboje a znovu obnovovat optimální režim procesu. Zapojení detekuje tři druhy poruch:The main advantage of the circuitry according to the invention is that it makes it possible to automatically suppress all disturbances, anomalous glow discharges and to restore the optimum process mode. The wiring detects three types of faults:

poruchu typu 1. — zvýšení proudu nad kritickou mez, poruchu typu 2. — náhlé zvýšení nastaveného pracovního proudu, poruchu typu 3. — oblouk v recipientu. U poruch typu 2. a 3. se vyhodnocuje četnost. Při výskytu poruchy typu 1. se uzavírá usměrňovač a tím úplně zaniká proud v recipientu. Po krátké bezproudové prodlevě (cca 1 až 3 s) dochází k pozvolnému náběhu (čas. konstanta cca 1 až 10 s) na původně nastavenou hodnotu proudu. Bezprostředně po vyhodnocení poruchy typu 2. nebo 3. se snižuje pracovní proud na hodnotu vedoucí k zániku poruchy. Po zániku poruchy typu 2. a 3. se okamžitě navozuje režim, v němž byl proces před poruchou. Při zvýšení četnosti poruch typu 2. a 3. nad kritickou mez dochází k uzavření usměrňovače a tím k úplnému zániku proudu v recipientu na dobu nutnou k deionizaci prostředí v recipientu. Po uplynutí prodlevy na deionizaci (cca 10 až 60 s) dochází k pozvolnému náběhu na původně nastavenou hodnotu proudu, tak jako pó poruše typu 1. Uvedený mechanismus na jedné straně zabraňuje poškození (tj. přepůlení zpracovávané části dlouhotrvajícími nebo příliš častými oblouky a na druhé straně umožňuje ohodnotit kvalitu probíhajícího procesu podle výskytu poruch a přizpůsobit rychlost zvyšování žádané hodnoty proudu při nájezdu na požadovaný výkon zařízení.type 1 fault - current increase above critical limit, type 2 fault - sudden increase in set operating current, type 3 fault - recipient arc. Frequency is evaluated for type 2 and type 3 faults. When a type 1 fault occurs, the rectifier is closed and the current in the recipient completely disappears. After a short current-free delay (approx. 1 to 3 s), there is a gradual rise (time constant approx. 1 to 10 s) to the originally set current value. Immediately after evaluating the type 2 or 3 fault, the operating current is reduced to the value leading to the fault disappearing. After the failure of type 2 and 3 faults, the mode in which the process was before the fault is immediately established. When the frequency of type 2 and 3 failures exceeds the critical limit, the rectifier is closed and the current in the recipient is completely lost for the time necessary for deionization of the environment in the recipient. After the deionization delay (about 10 to 60 s) has elapsed, a gradual rise to the initially set current value as well as a type 1 failure occurs. This mechanism on one hand prevents damage (ie, parting over the workpiece with long or too frequent arcs) It allows the user to evaluate the quality of the process in progress according to the occurrence of the faults and to adapt the rate of increase of the current setpoint when approaching the required plant power.

Příklad zapojení podle vynálezu je znázorněn schematicky na připojených výkresech, kde na obr. 1 je blokové schéma zapojení zdroje stejnosměrného proudu pro chemicko-tepelné zpracování v anomálním doutnavém výboji, na obr. 2 je blokové schéma zapojení řídicích obvodů řízeného tyristorového usměrňovače a na obr. 3 je blokové schéma zapojení detektoru poruch výboje.An example of a circuit according to the invention is shown schematically in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a block diagram of a direct current source for chemical-thermal treatment in an anomalous glow discharge, Fig. 2 is a block diagram of control circuits of a controlled thyristor rectifier; 3 is a block diagram of a discharge fault detector.

Zapojení zdroje stejnosměrného proudu podle vynálezu pro chemicko-tepelné zpracování v anomálním doutnavém výboji, zejména pro iontovou nitridaci (obr. 1),’ sestává z řízeného tyristorového usměrňovače 1, proudových transformátorů 2, meziobvodu 3, převodníku proudu 4, řídicích obvodů 5 usměrňovače převodníku napětí 6 a detektoru 7 poruch výboje a je vytvořeno tak, že řízený tyristorový usměrňovač 1 je svými vstupy připojen přes proudové transformátory 2 ke svorkám X, Y, Z třífázové symetrické soustavy napětí a jeho jeden výstup, například kladný, je připojen přes meziobvod 3 tvořený tlumivkou nebo odporem a nebo jejich sériovým zapojením, k výstupní svorce A zdroje a jeho druhý výstup, například záporný, je připojen k výstupní svorce B zdroje. Výstupy proudových transformátorů 2 jsou připojeny ke vstupům převodníku 4 proudu, jehož výstup je připojen současně na vstup ii řídicích obvodů 5 řízeného ty3 ristorového usměrňovače 1 a vstup ii detektoru 7 poruch výboje. Výstup Oi detektoru poruch výboje je spojen se vstupem i₂ řídicích obvodů 5 řízeného tyristorového usměrňovače 1 a výstup o₂ detektoru 7 poruch výboje je spojen se vstupem i₃ řídicích obvodů 5, k jejichž výstupu Oi je připojen řízený tyristorový usměrňovač 1 a vstupy převodníku 6 napětí jsou připojeny k výstupním svorkám A, B zdroje a výstup převodníku 6 napětí je připojen na vstup i₂ detektoru 7 poruch výboje. Podle vynálezu (obr. 2) řídicí obvody 5 řízeného tyristorového usměrňovače 1 sestávají z regulátoru proudu, obvodu 9 výběru maximálního signálu, obvodu 10 fázového vertikálního řízení, řízeného omezovače 11 úhlu fázového řízení, prvního komparátoru 12, obvodu 13 zadání žádané hodnoty proudu a přepínače 14 spojených tak, že vstup ii pro přivádění signálu je spojen se vstupem 81 skutečné hodnoty proudu regulátoru 8 proudu a vstup 82 žádané hodnoty regulátoru 8 proudu je spojen s výstupem obvodu 13 zadání žádané hodnoty proudu. Výstup regulátoru 8 je připojen na vstup 91 obvodu 9 výběru maximálního signálu a současně na vstup 121 prvního komparátoru 12, na jehož druhý vstup 122 je připojen výstup řízeného omezovače 11 úhlu fázového řízení, který je současně připojen na vstup 92 obvodu 9 výběru maximálního signálu, jehož výstup je připojen na vstup obvodu 10 fázového vertikálního řízení, jehož výstup je spojen výstupem Oi s řízeným tyristorovým usměrňovačem 1, přičemž vstup i₂ je spojen se vstupem 111 řízeného omezovače 11 úhlu fázového řízení, na jehož druhý vstup 112 je připojen výstup 143 přepínače 14, jehož druhý výstup 144 je připojen na vstup obvodu 13 žádané hodnoty proudu, přičemž vstup *3 je připojen k signálovému vstupu 141 přepínače 14 a vstup 142 pro ovládání přepínače 14 je připojen k výstupu z prvního komparátoru 12. Detektor 7 poruch výboje podle vynálezu (obr. 3) sestává ze čtyř komparátorů 15, 17, 21, 23, derivačního členu 18, dvou obvodů 18, 20 logického součtu, obvodu 22 logického součinu a obvodu 19 vyhodnocení četnosti poruch, zapojených tak, že ke vstupu detektoru 7 poruch výboje je připojen vstup druhého komparátoru 15, derivačního členu 16 a čtvrtého komparátoru 21. Výstup druhého komparátoru 15 je připojen ke vstupu 201 druhého obvodu 20 logického součtu a výstup derivačního členu 16 je spojen sei vstupem třetího komparátoru 17, jehož výstup je spojen se vstupem 181 prvního obvodu 18 logického součtu a výstup prvního obvodu 18 logického součtu je připojen k výstupu (o₂J detektoru 7 poruch výboje a spojen se vstupem obvodu 19 vyhodnocení četnosti poruch, jehož výstup je spojen se vstupem 202 druhého obvodu 20 logického součtu. Výstup druhého obvodu 20 logického součtu je spojen s výstupem ο_χ detektoru 7 poruch výboje a výstup čtvrtého komparátoru je spojen se vstupem 221 obvodu 22 logického součinu, jehož výstup je napojen ha vstup 182 prvního obvodu 18 logického součtu a vstup i₂ detektoru 7 poruch výboje je spojen se vstupem pátého komparátoru 23, jehož výstup je spojen se vstupem 222 obvodu logického součinu.The connection of the direct current source according to the invention for chemical-thermal treatment in anomalous glow discharge, in particular for ion nitriding (Fig. 1), consists of a controlled thyristor rectifier 1, current transformers 2, intermediate circuit 3, current converter 4, converter rectifier control circuits 5 the voltage 6 and the discharge fault detector 7 is formed in such a way that the controlled thyristor rectifier 1 is connected via its current transformers 2 to terminals X, Y, Z of a three-phase symmetrical voltage system and its one output, e.g. positive, is connected via an intermediate circuit 3 by a choke or resistor and or by their series connection, to the output terminal A of the source and its second output, e.g. negative, is connected to the output terminal B of the source. The outputs of the current transformers 2 are connected to the inputs of the current converter 4, the output of which is connected simultaneously to the input ii of the control circuits 5 of the controlled thyristor rectifier 1 and the input ii of the discharge fault detector 7. The output Oi fault detector discharge is connected to the input and _two control circuits 5 controlled thyristor rectifier 1 and the output ₂ of the detector 7 fault discharge is connected to the input I ₃ of control circuit 5, whose output Oi is controlled thyristor rectifier connected one and the inputs of the converter 6 voltages are connected to output terminals a, B and the source output voltage of the converter 6 is connected to the input of the detector 7 and _two fault discharge. According to the invention (FIG. 2), the control circuits 5 of the controlled thyristor rectifier 1 consist of a current regulator, a maximum signal selection circuit 9, a phase vertical control circuit 10, a controlled phase angle limiter 11, a first comparator 12, a current setpoint reference circuit 13 14 are connected such that the signal input input ii is connected to the actual current input 81 of the current regulator 8 and the reference input 82 of the current regulator 8 is connected to the output of the current reference input circuit 13. The output of the controller 8 is connected to the input 91 of the maximum signal selection circuit 9 and simultaneously to the input 121 of the first comparator 12, to the second input 122 of which the output of the controlled phase angle limiter 11 is connected. the output of which is coupled to the input of the phase vertical control circuit 10, the output of which is coupled by the output O1 to the controlled thyristor rectifier 1, the input i ₂ being coupled to the input 111 of the controlled phase angle limiter 11; 14, whose second output 144 is connected to the input of the current reference circuit 13, the input * 3 being connected to the signal input 141 of the switch 14 and the input 142 for controlling the switch 14 is connected to the output of the first comparator 12. (Fig. 3) consists of four comparisons or 15, 17, 21, 23, the derivative member 18, the two logic sum circuits 18, 20, the logic product circuit 22, and the fault rate evaluation circuit 19 are connected by inputting a second comparator 15, the derivative The output of the second comparator 15 is connected to the input 201 of the second logical total circuit 20 and the output of the derivative member 16 is connected to the input of the third comparator 17, the output of which is connected to the input 181 of the first logical total circuit 18 and the output of the first circuit. The logic sum 18 is connected to the output ( ₂ J of the shock fault detector 7 and connected to the input of the fault rate evaluation circuit 19, the output of which is connected to the input 202 of the second logic sum circuit 20. The output of circuit 20 the logical sum is connected to the output _ο χ detector 7 disorders discharge and the output of the fourth comparator is connected to the input 221 of circuit 22, the AND gate, whose output is connected ha input 182 of the first circuit 18. The logical sum and input and _two detector 7 disorders discharge it is coupled to the input of the fifth comparator 23 whose output is coupled to the input 222 of the logic product circuit.

Zapojení zdroje podle vynálezu pracuje takto: Řízený tyristorový usměrňovač 1 přes meziobvod 3 dodává stejnosměrný proud nitridačnímu recipientu RP (obr. 1J, který je připojen k výstupním svorkám A, B zdroje. Informace o proudu recipientem RP, to jest výstupním proudu řízeného tyristorového usměrňovače 1 se získává nepřímo, a to pomocí trojice proudových transformátorů 2, zařazených do vstupních fázových přívodů řízeného tyristorového usměrňovače 1. Převodník proudu 4 převádí sekundární proud proudových transformátorů 2 na napěťový signál skutečné hodnoty proudu -i_d ist. Tento signál je pak využíván pro regulace proudu v řídicích obvodech 5 řízeného tyristorového usměrňovače 1 a dále v detektoru 7 poruch výboje. Napětí na výstupu zdroje — svorky A, B, to jest současně napětí na recipientu RP, je snímáno převodníkem 6 napětí. Signál skutečné hodnoty napětí -n_d ist z výstupu převodníku 6 napětí še využívá v detektoru 7 poruch výboje pro Zjištění režimu „oblouk“. V ustáleném bezporuchovém stavu reguluje regulátor 8 proudu výstupní proud zdroje na konstantní hodnotu, danou nastavením potenciometru v obvodu 13 zadání žádané hodnoty proudu. Bezprostřední řízení řízeného tyristorového usměrňovače 1 zajišťuje obvod 10 fázového vertikálního řízení prostřednictvím změny úhlu fázového řízení a. Úhel fázového řízení a je závislý na vstupním napětí obvodu 10 fázového vertikálního řízení, které je přivedeno z výstupu obvodu 9 výběru maximálního signálu. Zvyšované kladné hodnoty tohoto napětí zvětšují úhel a, řízený tyristorovým usměrňovačem 1 se uzavírá a napětí na svorkách A, B se snižuje. Naopak snižování kladné hodnoty vstupního napětí obvodu 10 fázového vertikálního řízení otevírá řízený tyristorový usměrňovač 1. Obvod 9 výběru maximálního signálu vybírá ze dvou kladných napětí, přivedených na jeho vstupy 91 a 92 větší a toto pak přenáší na svůj výstup. Pro řízení řízeného tyristorového usměrňovače 1 se tedy Uplatňuje vždy to napětí na vstupech Sl a obvodu 9 výběru maximálního signálu, které žádá menší stupeň otevření řízeného tyristorového usměrňovače 1 a tedy nižší napětí na jeho výstupech. Vstup 91 obvodu 9 výběru maximálního signálu je využit pro řízení řízeného tyristorového usměrňovače prostřednictvím regulátoru 8 proudu, vstup 92 obvodu 9 výběru maximálního signálu klouží k řízení prostřednictvím řízeného omezovače 11 úhlu fázového řízení. Řízení Regulátoru 8 proudu se tedy využívá v ustá4 leném bezporuchovém stavu. Řízený omezovač 11 úhlu fázového řízení řídí řízený tyristorový usměrňovač 1 při poruchách. Tento řízený omezovač 11 úhlu fázového řízení zahrnuje generátor napětí, které se pozvolna snižuje z kladné hodnoty, které odpovídá nulové výstupní napětí řízeného tyristorového usměrňovače 1, na volitelnou hodnotu, určující maximální žádané otevření řízeného tyristorového usměrňovače 1. Při přivedení logického signálu a poruše na vstupy 111 a 112 řízeného omezovače 11 úhlu fázového řízení z detektoru 7 poruch výboje, dochází ke skokovému zvýšení napětí na výstupu řízeného omezovače 11 úhlu fázového řízení a tím ke skokovému uzavření řízeného tyristorového usměrňovače 1. To má za následek zánik poruchy, což se na výstupech 111 nebo 112 řízeného omezovače 11 úhlu fázového řízení projeví jako povel k opětnému pozvolnému snižování hodnoty výstupního napětí řízeného omezovače 11 úhlu fázového řízení a tedy ke znovuotevírání řízeného tyristorového usměrňovače 1. Vstup 111 řízeného omezovače 11 úhlu fázového řízení je využíván pro signál o poruše typ 1 — zvýšení proudu nad kritickou mez a pro signál o nadměrném zvýšení četnosti poruch typ 2 a 3, přičemž porucha typu 2 je náhlé zvýšení pracovního proudu a porucha typu 3 je „oblouk“. Vstup 112 řízeného omezovače 11 úhlu fázového řízení je využíván pro signál o poruchách typu 2 a 3. Tím je přechod u řízení řízeného tyristorového usměrňovače 1 řízeným omezovačem 11 úhlu fázového řízení na řízení regulátorem 8 proudu automatický a plynulý. První komparátor zjišťuje porovnáním napětí na výstupu regulátoru 8 proudu a napětí na výstupu řízeného omezovače 11 úhlu fázového řízení, jak je řízený tyristorový usměrňovač 1 právě řízen, a to, zda regulátorem 8 proudu nebo řízeným omezovačem 11 úhlu fázového řízení. Svým výstupem ovládá první komparátor 12 přepínač 14 tak, aby signál o poruchách typu 2 a 3 přivedený z výstupu o₂ poruch výboje na vstup 141 přepínače 14 byl směrován přes výstup 144 přepínače 14 do obvodu 13 zadání žádané hodnoty proudu v případě, že je řízený tyristorový usměrňovač 1 řízen regulátorem 8 proudu, nebo přes výstup 143 přepínače 14 do řízeného omezovače 11 úhlu fázového řízení, je-li řízený tyristorový usměrňovač 1 právě řízen řízeným omezovačem 11 úhlu fázového řízení. Působení poruchových signálů v řízeném omezovači 11 úhlu fázového řízení je popsáno výše. V obvodu 13 zadání žádané hodnoty proudu způsobí signál o poruše typu 2 a 3 skokové snížení nastavené žádané hodnoty proudu na hodnotu, která zajistí zánik poruchy. Po zániku poruchy se žádaná hodnota proudu skokem změní na původní nastavenou hodnotu. Zapojení detektoru 7 poruch výboje (obr. 3) pracuje takto: Signál skutečné hodnoty proudu -i_dist z převodníku 4 proudu je v druhém komparátoru 15 porovnáván s napětím, odpovídajícím maximálnímu přípustnému provoznímu proudu I d max. Při překročení této hodnoty přechází výstup druhého komparátoru 15 do stavu log. 1, to jest „logická jednička“, což charakterizuje poruchu typu 1. Signál skutečné hodnoty proudu i_d ist je derivován derivačním členem 16. Jeho výstupní napětí je porovnáváno ve třetím komparátoru 17 s napětím odpovídajícím maximální přípustné rychlosti nárůstu proudu I d max. v recipientu RP. Při překročení této hodnoty přechází výstup třetího komparátoru 17 do stavu log. 1, což vyznačuje porucha typu 2. Porucha typu 3 — „oblouk“ se vyhodnocuje takto: K identifikaci oblouku v recipientu RP se využívá skutečnosti, že oblouk se vyznačuje podstatně menším úbytkem napětí než anomální doutnavý výboj při stejném procházejícím proudu. Čtvrtý komparátor 21 porovnává skutečnou hodnotu proudu i_d ist z převodníku 4 proudu s napětím, odpovídajícím přibližně nejnižšímu pracovnímu proudu I recipientu RP. Pokud je tato hodnota vyšší, je výstup čtvrtého komparátoru 21 a tedy i vstup 221 obvodu 22 logického součinu ve stavu log. 1. Výstup pátého komparátoru 23 přechází do stavu log. 1 při poklesu skutečné hodnoty napětí n_d ist z převodníku 6 napětí pod úroveň napětí, které odpovídá největšímu možnému úbytku napětí na oblouku Ur. Na výstupu obvodu 22 logického součinu se tedy objeví stav log. 1 při oblouku, to jest poruše typu 3. První obvod 18 logického součtu slučuje signály poruch typu 2 a 3. Signál z jeho výstupu je zaveden do řídicích obvodů 5 řízeného tyristorového usměrňovače 1, kde působí tak, jak bylo popsáno. Výstup obvodu 19 vyhodnocení četnosti poruch přechází do stavu log. 1 při překročení přístupné četnosti p max poruch typu 2 a 3 na dobu t d nutnou k deionizaci atmosféry v recipientech RP. Druhý obvod 20 logického součtu slučuje informaci o poruše typu 1 a informaci o překročení přípustné četnosti poruch typu 2 a 3. Signál z výstupu druhého obvodu 20 logického součtu je zaveden do řídicích obvodů 5 řízeného tyristorového usměrňovače 1, kde působí tak, jak bylo výše popsáno.The wiring of the power supply according to the invention works as follows: The controlled thyristor rectifier 1 via the DC link 3 supplies direct current to the nitriding recipient RP (FIG. 1J, which is connected to the output terminals A, B of the power supply). is obtained indirectly, through a trio of current transformers 2, included in the input phase controlled thyristor rectifier feeds the first power converter 4 converts the secondary current of the current transformer 2 into a voltage actual value signal current -i _d ist. This signal is then used to control the flow in the control circuits 5 of the controlled thyristor rectifier 1 and in the discharge fault detector 7. The voltage at the source output - terminals A, B, i.e. the voltage at the recipient RP, is sensed by the voltage converter 6. Actual voltage signal -n _d ist from output prev In the steady state, the current regulator 8 regulates the output current of the source to a constant value given by the setting of the potentiometer in the circuit 13 for setting the current setpoint value. The direct control of the controlled thyristor rectifier 1 provides the phase vertical control circuit 10 by varying the phase control angle α. The phase control angle α is dependent upon the input voltage of the phase vertical control circuit 10 that is supplied from the output of the maximum signal selection circuit 9. Increased positive values of this voltage increase the angle a, controlled by the thyristor rectifier 1 and the voltage at the terminals A, B decreases. Conversely, decreasing the positive value of the input voltage of the phase vertical control circuit 10 opens the controlled thyristor rectifier 1. The maximum signal selection circuit 9 selects from the two positive voltages applied to its inputs 91 and 92 greater and transmits this to its output. Thus, for the control of the controlled thyristor rectifier 1, the voltage at the inputs S1 and the maximum signal selection circuit 9 is always applied, which requires a smaller degree of opening of the controlled thyristor rectifier 1 and hence a lower voltage at its outputs. The input 91 of the maximum signal selection circuit 9 is used to control the controlled thyristor rectifier via the current controller 8, the input 92 of the maximum signal selection circuit 9 slides to the control via the controlled phase control angle limiter 11. The control of the current regulator 8 is therefore used in a steady state. The controlled phase control angle limiter 11 controls the controlled thyristor rectifier 1 on faults. This controlled phase angle limiter 11 comprises a voltage generator that gradually decreases from a positive value corresponding to the zero output voltage of the controlled thyristor rectifier 1 to an optional value determining the maximum desired opening of the controlled thyristor rectifier 1. When a logic signal is applied and a fault occurs 111 and 112 of the controlled phase angle limiter 11 from the discharge fault detector 7, the voltage at the output of the controlled phase angle limiter 11 is stepped up and thereby the controlled thyristor rectifier 1 is stepped off. or 112 of the controlled phase-angle limiter 11 as a command to gradually decrease the value of the output voltage of the controlled phase-angle limiter 11 and thus to reopen the controlled thyristor direction. The input 111 of the controlled phase angle limiter 11 is used for the Type 1 Failure signal to increase the current above the critical limit and for the Type 2 and 3 fault rate excessively signal, wherein the Type 2 fault is a sudden increase in the working current and type fault. 3 is an 'arc'. The input 112 of the controlled phase angle limiter 11 is used for the type 2 and 3 fault signal. Thus, the transition from the controlled thyristor rectifier 1 to the controlled phase angle limiter 11 to the controller 8 is automatic and continuous. By comparing the voltage at the output of the current regulator 8 and the voltage at the output of the controlled phase angle limiter 11, the first comparator determines how the controlled thyristor rectifier 1 is being controlled whether the current controller 8 or the controlled phase angle limiter 11. By its output, the first comparator 12 controls the switch 14 so that the type 2 and 3 fault signal supplied from the ₂ fault output to the input 141 of the switch 14 is routed via the switch output 14 to the circuit 13 to set the current setpoint when controlled. the thyristor rectifier 1 is controlled by the current regulator 8, or via the output 143 of the switch 14 to the controlled phase control angle limiter 11 if the controlled thyristor rectifier 1 is just controlled by the controlled phase control angle limiter 11. The operation of the fault signals in the controlled phase control angle limiter 11 is described above. In circuit 13, the current setpoint input causes a type 2 and 3 fault signal to jump the set current setpoint to a value that will cause the fault to disappear. After the fault has disappeared, the step current setting changes to the original set value. The circuit of the discharge fault detector 7 (Fig. 3) works as follows: The actual current-i _d ist signal from the current converter 4 is compared in the second comparator 15 with the voltage corresponding to the maximum permissible operating current I d max. comparator 15 to log. The actual current signal i _d ist is derived by a derivative term 16. Its output voltage is compared in the third comparator 17 with the voltage corresponding to the maximum permissible current rise rate I d max v recipientu RP. If this value is exceeded, the output of the third comparator 17 goes to the log state. 1, indicating a type 2 fault. Type 3 fault - "arc" is evaluated as follows: The identification of the arc in the recipient RP is based on the fact that the arc is characterized by significantly less voltage drop than the anomalous glow discharge at the same passing current. The fourth comparator 21 compares the actual value of the current i _d of the current converter 4 with a voltage corresponding approximately to the lowest operating current I of the recipient RP. If this value is higher, the output of the fourth comparator 21 and thus the input 221 of the logic product 22 is in the log state. 1. The output of the fifth comparator 23 goes to the log state. 1, when the actual voltage value n _d ist falls from the voltage converter 6 below the voltage level corresponding to the greatest possible voltage drop on the arc Ur. Thus, the state of the logs appears at the output of the logic product 22. The first logic sum circuit 18 merges the type 2 and 3 fault signals. The signal from its output is applied to the control circuits 5 of the controlled thyristor rectifier 1, where it operates as described. The fault frequency evaluation circuit 19 outputs the log state. 1 when the accessible frequency p max of type 2 and type 3 failures is exceeded for the time td required for deionization of the atmosphere in the RP recipients. The second logic sum circuit 20 merges the type 1 fault information and the type 2 and 3 fault rate overruns. .

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. Connection of a direct current source for chemical-thermal treatment in an anomalous glow discharge, in particular for ion nitriding, consisting of a controlled thyristor rectifier, current transformers, intermediate circuit, current converter, rectifier control circuits, voltage converter and discharge failure detector, that the controlled thyristor rectifier (1) is connected via its current transformers (2) to the terminals (X, Y, Z) of the three-phase symmetrical voltage system and its one output is connected via an intermediate circuit (3) formed by a choke or to the output terminal (A) of the power supply and its second output is connected to the output terminal (B) of the power supply and the output of the current transformers (2) are connected to inputs of the current converter (4). 5) controlled thyristor rectifier (1) and input (ij det the discharge fault detector (7), wherein the output (drawbar of the discharge fault detector (7) is coupled to the input (ij) of the control

.. circuits (5) of the controlled thyristor rectifier (1j) and the output (o ₂ ) of the discharge fault detector (7) is connected to the input (i ₃ j) of the control circuits (5) to whose output (oj a controlled thyristor rectifier (1) and the inputs of the voltage converter (6) are connected to: the output terminals (A, B) of the power supply and the output of the voltage converter (6) is (connected to the input (ij) of the discharge fault detector (7).

Connection according to claim 1, characterized in that the control circuits (5) of the controlled thyristor rectifier (1j) consist of a current regulator (8j), a maximum signal selection circuit (9), a phase vertical control circuit (1b), a controlled limiter (11). a phase control angle, a first comparator (12), a current setpoint input circuit (13) and a switch (14) connected so that the signal input (ij) is coupled to the actual current input (81) of the current regulator (8) and the input (82) the setpoint current regulator (8) is coupled to the output of the setpoint current input circuit (13), the output of the current regulator (8) being connected to the input (91) of the maximum signal selection circuit (9) and to the input (121) ) of a first comparator (12) to which the second input (122) is connected the output of the controlled phase angle limiter (11) which is simultaneously connected to the input (92) of the selection circuit (9) and an output signal is connected to the input of the phase vertical control circuit (10), the output of which is connected to the output (oj) of the controlled thyristor rectifier (1), the input (i ₂ ) connected to the input (111) of the controlled limiter (11) phase angle control, to the second input (112) is connected the output (143) of the switch (14) whose second output (144) is connected to the input circuit (13) the desired current, the input (I ₃₎ connected to signal the input (141) of the switch (14) and the input (142) for operating the switch (14) are connected to the output of the first comparator (12).

Wiring according to Claims 1 and 2, characterized in that the discharge fault detector (7) consists of four comparators (15, 17, 21, 23), a derivative element (16), two logic sum circuits (18, 20), a circuit (22), a logic product and a circuit (19); evaluating the frequency of the faults connected by inputting the second comparator (15), the derivative member (16) and the fourth comparator (21) to the input (ij of the discharge detector (7) and the output of the second comparator (15) connected to the input (i). 201) of the second logic circuit (20) and the output of the derivative member (16) is connected to the input of the third comparator (17), the output of which is connected to the input (181) of the first logical sum circuit (18) and the output of the first logic circuit (18) the sum is connected to the output ( ₂ ) of the discharge fault detector (7) and connected to the input of the failure rate evaluation circuit (19), the output of which is connected to the input (202) of the second logical sum circuit (20); ) The souοί of the magnetic sum is connected to the output (drawbar of the discharge fault detector (7) and the output

One fourth comparator (21) is connected to the input (221) of the circuit (22) logically and product, whose output is connected to the input (182) of the first circuit (18) of the logic and the sum and the input (I _2), a detector (7) disorders discharge it is connected to the input of the fifth comparator (23), the output of which is connected to the input (222) of the logic product circuit (22).