RU2333299C1 - Device for microarc metal and alloy oxidation - Google Patents
Device for microarc metal and alloy oxidation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2333299C1 RU2333299C1 RU2007109539/02A RU2007109539A RU2333299C1 RU 2333299 C1 RU2333299 C1 RU 2333299C1 RU 2007109539/02 A RU2007109539/02 A RU 2007109539/02A RU 2007109539 A RU2007109539 A RU 2007109539A RU 2333299 C1 RU2333299 C1 RU 2333299C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outputs
- thyristor converter
- current
- control
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для электролитической обработки поверхности металлов и их сплавов и может быть использовано для улучшения эксплуатационных характеристик, получения электроизоляционных и декоративных покрытий металлических деталей путем микродугового оксидирования.The invention relates to equipment for electrolytic surface treatment of metals and their alloys and can be used to improve performance, obtain electrical insulating and decorative coatings of metal parts by microarc oxidation.
Известно устройство для микродугового оксидирования вентильных металлов и их сплавов, содержащее источник питания, ванну для электролита, корпус которой через шунт электрического сопротивления соединен с первой клеммой источника питания, и токоподвод для детали, соединенный с второй клеммой источника питания, устройство снабжено второй ванной для электролита, вторым шунтом электрического сопротивления и вторым конденсатором, двумя электронными ключами, двумя блоками синхронизации, формирователем импульсов и токоподводом для второй оксидируемой детали, причем корпус ванны через второй шунт соединен с корпусом второй ванны, второй вывод шунта соединен с одним выводом первого электронного ключа, второй вывод которого соединен с первой обкладкой конденсатора, а токоподвод второй оксидируемой детали через последовательно соединенные второй электронный ключ и второй конденсатор соединен с второй обкладкой конденсатора, которая соединена с первой клеммой источника питания, причем первый блок синхронизации подсоединен параллельно к шунту, управляющий выход блока синхронизации подключен к управляемому входу первого электронного ключа, второй блок синхронизации подсоединен параллельно к дополнительному шунту, а его управляющий выход подключен к управляемому входу второго электронного ключа, при этом оба блока синхронизации соединены с формирователем импульсов, подключенным к клеммам источника питания (см. А.с. SU 1504292, МКИ С25D 11/02, 1989).A device is known for microarc oxidation of valve metals and their alloys containing a power source, a bath for an electrolyte, the housing of which is connected through a shunt of electrical resistance to the first terminal of the power source, and a current lead for the part connected to the second terminal of the power source, the device is equipped with a second bath for electrolyte , a second shunt of electrical resistance and a second capacitor, two electronic keys, two synchronization blocks, a pulse shaper and a current lead for the second an oxidizable part, the bath body through the second shunt connected to the second bath body, the second shunt terminal connected to one terminal of the first electronic key, the second terminal of which is connected to the first capacitor plate, and the current supply of the second oxidized part through the second electronic key and the second capacitor connected in series with the second capacitor plate, which is connected to the first terminal of the power source, and the first synchronization unit is connected in parallel to the shunt, the control output of the sync block timing device is connected to the controlled input of the first electronic key, the second synchronization unit is connected in parallel to the additional shunt, and its control output is connected to the controlled input of the second electronic key, while both synchronization units are connected to a pulse shaper connected to the terminals of the power supply (see A.S. SU 1504292, MKI C25D 11/02, 1989).
Известно устройство для электролитической обработки алюминия, содержащее ванну, электроды, один из которых выполнен из алюминия, выпрямитель, подключенный к электроду, и устройство управления выпрямителем, причем она снабжена преобразователем и детектором, устройство управления выпрямителем выполнено в виде соединенных импульсного фазового генератора, регулятора фазы и контроллера с регуляторами для включения и выключения генератора, а выпрямитель подключен к импульсному фазовому генератору и выполнен в виде полупроводниковых выключателей, причем преобразователь включен между устройством управления, выпрямителем и детектором (см. А.с. SU 660598, МКИ С25D 11/04, 1979).A device for the electrolytic processing of aluminum, containing a bath, electrodes, one of which is made of aluminum, a rectifier connected to the electrode, and a rectifier control device, and it is equipped with a converter and a detector, the rectifier control device is made in the form of a connected pulse phase generator, phase regulator and a controller with regulators for turning the generator on and off, and the rectifier is connected to a pulse phase generator and is made in the form of semiconductor off recipients, and the converter is connected between the control device, the rectifier and the detector (see A.S. SU 660598, MKI C25D 11/04, 1979).
Известно устройство для микродугового оксидирования вентильных металлов и их сплавов, содержащее источник питания с двумя клеммами, ванну для электролита, корпус которой соединен с первой клеммой источника питания, два вентиля, два токоподвода для двух оксидируемых деталей и два блока конденсаторов, вторые обкладки которых соединены с второй клеммой источника питания, причем оно снабжено третьим блоком конденсаторов и блоком циклирования режимов с независимым регулированием включения и паузы, причем токоподвод для первой детали соединен с первыми обкладками первого блока конденсаторов и катодом первого вентиля, токоподвод для второй детали соединен с первыми обкладками второго блока конденсаторов и анодом второго вентиля, анод первого и катод второго вентилей - с первыми обкладками третьего блока конденсаторов, а вторая обкладка третьего блока конденсаторов соединена с второй клеммой источника питания через блок циклирования режимов (см. А.с. SU 1624060, МКИ C25D 11/02, 1991).A device is known for microarc oxidation of valve metals and their alloys, containing a power source with two terminals, an electrolyte bath, the housing of which is connected to the first terminal of the power source, two valves, two current leads for two oxidizable parts and two capacitor banks, the second plates of which are connected to the second terminal of the power source, and it is equipped with a third block of capacitors and a block of cycling modes with independent control of on and pause, and the current supply for the first part is connected nen with the first plates of the first block of capacitors and the cathode of the first valve, the current supply for the second part is connected to the first plates of the second block of capacitors and the anode of the second valve, the anode of the first and the cathode of the second valve with the first plates of the third block of capacitors, and the second plate of the third block of capacitors is connected to the second terminal of the power source through the mode cycling unit (see A.S. SU 1624060, MKI C25D 11/02, 1991).
Однако известные устройства не позволяют получить режимы микродугового оксидирования в широком диапазоне, что снижает качество получаемых оксидных покрытий.However, the known devices do not allow to obtain microarc oxidation modes in a wide range, which reduces the quality of the obtained oxide coatings.
Известно также устройство для микродугового оксидирования металлов и их сплавов, содержащее гальваническую ванну, тиристорный преобразователь, включающий тиристоры, установленные на выходных выводах источника постоянного тока, управляющую вычислительную машину, связанную посредством микропроцессора с управляющими входами тиристоров тиристорного преобразователя, измерительные преобразователи, по крайней мере один из которых выполнен в виде датчика тока, а другой в виде датчика напряжения (см. пат. RU 2181392, C25D 11/00, C25D 11/02, 2002).A device for microarc oxidation of metals and their alloys is also known, containing a galvanic bath, a thyristor converter, including thyristors installed on the output terminals of a direct current source, a control computer connected by a microprocessor to the control inputs of the thyristor converter thyristors, measuring transducers, at least one of which is made in the form of a current sensor, and the other in the form of a voltage sensor (see US Pat. RU 2181392, C25D 11/00, C25D 11/02, 2002).
Недостатки устройства - невозможность обеспечения стабильно высокого качества покрытий в широком классе обрабатываемых материалов из-за ограниченных возможностей регулирования параметров процесса микродугового оксидирования, необходимости ручного оперативного вмешательства в процесс нанесения покрытия с целью ограничения формируемого напряжения или тока (при управлении гальванической ванной на ней должно изменяться по определенному закону напряжение, что обеспечивается при одновременном ограничении тока).The disadvantages of the device are the impossibility of ensuring a consistently high quality of coatings in a wide class of processed materials due to the limited possibilities of regulating the parameters of the microarc oxidation process, the need for manual surgical intervention in the coating process in order to limit the generated voltage or current (when controlling a galvanic bath, it should vary according to voltage according to a certain law, which is ensured while limiting the current).
Задачей изобретения является обеспечение стабильно высокого качества покрытий в широком классе обрабатываемых материалов.The objective of the invention is to ensure a consistently high quality coating in a wide class of processed materials.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в:The technical result obtained by solving the problem is expressed in:
- обеспечении полной автоматизации процесса микродугового оксидирования, не требующей постоянного присутствия оператора;- ensuring full automation of the microarc oxidation process, which does not require the constant presence of the operator;
- точное ограничение заданными величинами максимальных значений параметров процесса микродугового оксидирования (напряжения, тока и так далее) позволяет избежать нежелательных режимов (перехода микродугового разряда в обычный дуговой разряд, ведущий к разрушению покрытия, ограничить нагрев электролита и т.п.);- the exact limitation by the given values of the maximum values of the parameters of the microarc oxidation process (voltage, current, etc.) avoids undesirable modes (the transition of the microarc discharge to a conventional arc discharge, leading to destruction of the coating, to limit the heating of the electrolyte, etc.)
- возможность ручного вмешательства оператора для снижения уровня заданных значений тока или напряжения, если этого требует текущее состояние процесса микродугового оксидирования;- the possibility of manual intervention by the operator to reduce the level of the specified values of current or voltage, if this is required by the current state of the microarc oxidation process;
- возможность анализа на основании зарегистрированных данных процесса микродугового оксидирования с целью его дальнейшего улучшения;- the possibility of analysis based on the recorded data of the microarc oxidation process with a view to its further improvement;
- возможность дополнительного управления процессом микродугового оксидирования путем изменения параметров управляемой индуктивности.- the possibility of additional control of the process of microarc oxidation by changing the parameters of the controlled inductance.
Для решения поставленной задачи устройство для микродугового оксидирования металлов и их сплавов, содержащее гальваническую ванну, тиристорный преобразователь, включающий тиристоры, установленные на выходных выводах источника постоянного тока, управляющую вычислительную машину, связанную с управляющими входами тиристоров тиристорного преобразователя, измерительные преобразователи, по крайней мере один из которых выполнен в виде датчика тока, а другой в виде датчика напряжения, отличается тем, что дополнительно содержит n регуляторов параметров процесса, схему выделения минимального управляющего сигнала, m задатчиков параметров процесса и управляемую индуктивность, при этом положительная клемма тиристорного преобразователя через управляемую индуктивность подключена к токоподводу для подключения оксидируемой детали, а его отрицательная клемма через датчик тока подключена к корпусу гальванической ванны, при этом между выходными клеммами тиристорного преобразователя включен датчик напряжения, кроме того, входной узел управляющей вычислительной машины подключен к выходам m задатчиков параметров процесса и выходам измерительных преобразователей, при этом выходной узел управляющей вычислительной машины подключен к управляющему входу управляемой индуктивности и первым входам n регуляторов параметров процесса, вторые входы которых подключены к выходам измерительных преобразователей, кроме того, первые выходы n регуляторов параметров процесса через схему выделения минимального управляющего сигнала подключены к управляющему входу тиристорного преобразователя, к которому также подключены вторые выходы n регуляторов параметров процесса.To solve this problem, a device for microarc oxidation of metals and their alloys, containing a galvanic bath, a thyristor converter, including thyristors installed on the output terminals of a direct current source, a control computer connected to the control inputs of the thyristor thyristor converter, measuring transducers, at least one of which is made in the form of a current sensor, and the other in the form of a voltage sensor, characterized in that it further comprises n controller in the process parameters, the scheme for extracting the minimum control signal, m process parameter adjusters and controlled inductance, while the positive terminal of the thyristor converter is connected to the current lead to connect the oxidized part through the controlled inductance, and its negative terminal is connected to the galvanic bath body via a current sensor, a voltage sensor is connected between the output terminals of the thyristor converter, in addition, the input node of the control computer is connected n to the outputs m of the process parameter setters and the outputs of the measuring transducers, while the output node of the control computer is connected to the control input of the controlled inductance and the first inputs of n process parameter controllers, the second inputs of which are connected to the outputs of the measuring transducers, in addition, the first outputs of n parameter controllers process through the circuit for the allocation of the minimum control signal are connected to the control input of the thyristor converter, to which also connected n outputs of process controllers.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solutions with the features of the prototype and analogues indicates the compliance of the claimed solutions with the criterion of "novelty."
Признаки, раскрывающие структуру устройства, обеспечивают расширение возможностей регулирования параметров процесса микродугового оксидирования, при этом конструктивные признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач:Signs revealing the structure of the device, provide enhanced options for regulating the parameters of the process of microarc oxidation, while the structural features of the distinctive part of the claims provide a solution to the following functional problems:
Признаки, указывающие на ввод в состав устройства n регуляторов параметров процесса, обеспечивают возможность регулирования параметров процесса микродугового оксидирования по сколь угодно широкому перечню параметров. Каждый из регуляторов сравнивает свой задающий сигнал с сигналом обратной связи и вырабатывает собственный сигнал управления У1, ..., Уn, соответствующий своему углу управления тиристорами тиристорного преобразователя. В общем случае число регуляторов может быть любым и определяется только числом задающих сигналов, определяющих предельное значение любого числа параметров гальванической ванны (например, может задаваться предельная мощность тиристорного преобразователя или предельная температура электролита гальванической ванны и т.д.).Signs indicating the introduction of n process parameter controllers into the device provide the ability to control the parameters of the microarc oxidation process according to an arbitrarily wide list of parameters. Each of the controllers compares its driving signal with a feedback signal and generates its own control signal U 1 , ..., Y n , corresponding to its thyristor control angle of the thyristor converter. In the general case, the number of controllers can be any and is determined only by the number of driving signals that determine the limit value of any number of parameters of a galvanic bath (for example, the maximum power of a thyristor converter or the maximum temperature of an electrolyte in a galvanic bath can be set, etc.).
Признаки, указывающие на ввод в состав устройства схемы выделения минимального управляющего сигнала, обеспечивают выделение минимума из сигналов управления У1, ..., Уn и выведение на свой выход сигнала, обеспечивающего минимальное напряжение (соответственно и ток) тиристорного преобразователя и гальванической ванны. Дополнительно выходной сигнал этой схемы Умин поступает на регуляторы и ограничивает их выходной сигнал на уровне Умин, что обеспечивает передачу функций регулирования с одного регулятора на другой без дополнительных переходных процессов (так называемое безударное переключение регуляторов).Signs indicating the introduction of a minimum control signal extraction circuit into the device provide the selection of a minimum from control signals U 1 , ..., Y n and outputting to its output a signal that ensures the minimum voltage (respectively, current) of the thyristor converter and galvanic bath. Additionally, the output signal of this circuit, U min, is supplied to the controllers and limits their output signal to the level of U min , which ensures the transfer of control functions from one controller to another without additional transient processes (the so-called shockless switching of controllers).
Признаки, указывающие на ввод в состав устройства m задатчиков параметров процесса, обеспечивают возможность ввода в «схему управления устройством» (ее настройку) на необходимый режим работы.Signs indicating the input of m process parameters setters into the device m make it possible to enter the “device control circuit” (setting it up) to the required operating mode.
Признаки, указывающие на ввод в состав устройства управляемой индуктивности, включенной между выходом тиристорного преобразователя и гальванической ванны, позволяют управлять процессом микродугового оксидирования, оптимизируя его параметры в зависимости от предъявляемых к наносимому покрытию требований. Параметры управляемой индуктивности изменяются согласно управляющему сигналу Xn+1, поступающему от управляющей вычислительной машины.Signs indicating the introduction of a controlled inductance included between the output of the thyristor converter and the galvanic bath, allow you to control the process of microarc oxidation, optimizing its parameters depending on the requirements for the applied coating. The parameters of the controlled inductance are changed according to the control signal X n + 1 coming from the control computer.
Признаки, раскрывающие связь узлов и элементов схемы, обеспечивают ее эффективное функционирование.Signs revealing the connection of nodes and circuit elements, ensure its effective functioning.
На фиг.1 схематически показана структура устройства; на фиг.2 показаны временные диаграммы изменения тока и напряжения тиристорного преобразователя и гальванической ванны при задании двух параметров процесса микродугового оксидирования.Figure 1 schematically shows the structure of the device; figure 2 shows the timing diagrams of changes in current and voltage of the thyristor converter and galvanic bath when setting two parameters of the microarc oxidation process.
На чертежах показаны гальваническая ванна 1, тиристорный преобразователь 2 с управляющим входом 3, управляющая вычислительная машина 4, измерительные преобразователи 5, один из которых выполнен в виде датчика тока 6, а другой в виде датчика напряжения 7, регуляторы 8-10 параметров процесса, схема 11 выделения минимального управляющего сигнала, задатчики 12-13 параметров процесса и управляемая индуктивность 14, положительная 15 и отрицательная 16 клеммы тиристорного преобразователя 2, токоподвод 17, оксидируемая деталь 18, входной узел 19 управляющей вычислительной машины 4, выходы 20 задатчиков 12-13 параметров процесса, выходы 21 измерительных преобразователей 5-7, выходной узел 22 управляющей вычислительной машины 4, управляющий вход 23 управляемой индуктивности 14, первые 24 и вторые 25 входы, а также первые 26 и вторые 27 выходы регуляторов 8-10 параметров процесса, тиристорного преобразователя 2.The drawings show a galvanic bath 1, a thyristor converter 2 with a control input 3, a control computer 4, measuring transducers 5, one of which is made in the form of a current sensor 6, and the other in the form of a voltage sensor 7, regulators 8-10 of process parameters, circuit 11 selection of the minimum control signal, process parameters 12-13 and controlled inductance 14, positive 15 and negative 16 terminals of the thyristor converter 2, current lead 17, oxidized part 18, input node 19 controlling numerals 4, outputs 20 of the adjusters 12-13 process parameters, outputs 21 of the measuring transducers 5-7, the output node 22 of the control computer 4, the control input 23 of the controlled inductance 14, the first 24 and second 25 inputs, as well as the first 26 and second 27 outputs of regulators 8-10 process parameters, thyristor converter 2.
Число задатчиков и регуляторов, приведенное на фиг.1 ограничено по соображениям «читаемости» схемы.The number of adjusters and controllers shown in Fig. 1 is limited for reasons of "readability" of the circuit.
Положительная клемма 15 тиристорного преобразователя 2 через управляемую индуктивность 14 подключена к токоподводу 17 для подключения оксидируемой детали 18, а его отрицательная клемма 16 через датчик тока 6 подключена к корпусу гальванической ванны 1, при этом между выходными клеммами тиристорного преобразователя 2 включен датчик напряжения 7, кроме того, входной узел 19 управляющей вычислительной машины 4 подключен к выходам 20 всех m задатчиков 12-13 параметров процесса и выходам 21 измерительных преобразователей 5-7, при этом выходной узел 22 управляющей вычислительной машины 4 подключен к управляющему входу 23 управляемой индуктивности 14 и первым входам 24 каждого из n регуляторов 8-10 параметров процесса вторые входы 25 которых подключены к выходам 23 измерительных преобразователей 5-7, кроме того, первые выходы 26 каждого из n регуляторов 8-10 параметров процесса, через схему 11 выделения минимального управляющего сигнала подключены к управляющему входу 3 тиристорного преобразователя 2, к которому также подключены вторые выходы 27 каждого из n регуляторов 8-10 параметров процесса.The positive terminal 15 of the thyristor converter 2 through a controlled inductance 14 is connected to the current supply 17 for connecting the oxidizable part 18, and its negative terminal 16 is connected via a current sensor 6 to the housing of the plating bath 1, while a voltage sensor 7 is connected between the output terminals of the thyristor converter 2, except moreover, the input node 19 of the control computer 4 is connected to the outputs 20 of all m controllers 12-13 of the process parameters and the outputs 21 of the transducers 5-7, while the output node 22 of the control the most powerful computing machine 4 is connected to the control input 23 of the controlled inductance 14 and the first inputs 24 of each of the n controllers 8-10 process parameters, the second inputs 25 of which are connected to the outputs 23 of the measuring transducers 5-7, in addition, the first outputs 26 of each of the n controllers 8 -10 process parameters, through the circuit 11 of the allocation of the minimum control signal connected to the control input 3 of the thyristor converter 2, which also connects the second outputs 27 of each of n regulators 8-10 process parameters.
Гальваническая ванна 1 конструктивно не отличается от известных конструкций сходного назначения.The galvanic bath 1 is not structurally different from the known constructions of similar purpose.
В качестве тиристорного преобразователя 2 использован источник питания известной конструкции, содержащий управляемые вентили (тиристоры) и микропроцессор управления вентилями. Основой силовой части тиристорного преобразователя 2 является схема выпрямления, выполненная в виде трехфазного мостового управляемого тиристорного выпрямителя.As a thyristor converter 2, a power supply of a known design is used, containing controlled valves (thyristors) and a microprocessor for controlling valves. The basis of the power part of the thyristor converter 2 is a rectification circuit made in the form of a three-phase bridge controlled thyristor rectifier.
Питание осуществляется переменным напряжением 3×380 В через автоматический выключатель «Сеть». Схема выпрямления состоит из блока тиристоров, получающих переменное напряжение от блока силовых трансформаторов.Power is supplied by an alternating voltage of 3 × 380 V through the circuit breaker "Network". The rectification circuit consists of a block of thyristors receiving alternating voltage from a block of power transformers.
В качестве управляющей вычислительной машины 4 использован персональный компьютер, при этом его входной узел 19 и выходной узел 22 содержат, соответственно, аналогово-цифровой и цифроаналоговый преобразователи известной конструкции (не показаны) - укомплектован платой АЦП/ЦАП типа L-761. Плата АЦП/ЦАП обеспечивает преобразование цифровых сигналов, соответствующих заданным значениям напряжения и тока, в аналоговые сигналы UЗАД, IЗАД. С другой стороны, плата АЦП/ЦАП обеспечивает преобразование сигналов UOC, IOC, пропорциональных выходному напряжению и току тиристорного преобразователя, в цифровой вид. Дальнейшая обработка этих сигналов осуществляется управляющей вычислительной машиной 4, что позволяет осуществлять как текущий контроль, так и регистрацию основных электрических параметров процесса формирования гальванического покрытия. Логический сигнал «ПУСК-СТОП» обеспечивает начало и завершение процесса нанесения гальванического покрытия.A personal computer was used as the control computer 4, while its input node 19 and output node 22 contain, respectively, analog-to-digital and digital-to-analog converters of a well-known design (not shown) - equipped with an ADC / DAC type L-761 board. The ADC / DAC board provides the conversion of digital signals corresponding to the specified values of voltage and current into analog signals U ZAD , I ZAD . On the other hand, the ADC / DAC board converts U OC , I OC signals proportional to the output voltage and current of the thyristor converter into a digital form. Further processing of these signals is carried out by the control computer 4, which allows both current monitoring and registration of the main electrical parameters of the process of formation of the plating. The logical signal "PUSK-STOP" provides the beginning and completion of the process of plating.
Программное обеспечение осуществляет связь персонального компьютера с оператором, а также связь компьютера с тиристорным источником напряжения. Оно обеспечивает автоматическое формирование необходимого закона изменения напряжения (тока) тиристорного источника напряжения во времени, оперативное представление информации о процессе нанесения гальванического покрытия и регистрацию данных для возможности их дальнейшей обработки.The software communicates a personal computer with an operator, as well as communicates a computer with a thyristor voltage source. It provides the automatic generation of the necessary law of the voltage (current) change of the thyristor voltage source in time, the prompt presentation of information about the process of plating and the registration of data for the possibility of their further processing.
Остальные узлы и комплектующие устройства не отличаются от известных и подбираются в соответствии с их рабочими характеристиками.The remaining components and components of the device do not differ from the known ones and are selected in accordance with their performance characteristics.
Устройство для микродугового оксидирования металлов и их сплавов работает следующим образом.A device for microarc oxidation of metals and their alloys works as follows.
Параметры задатчиков 12-13 оперативно выставляются оператором и соответствуют заданным средним значениям тока, напряжения, температуры или другим параметрам процесса микродугового оксидирования. Управляющая вычислительная машина 4 пропускает на выход сигналы задатчиков 12-13, а также формирует задающие сигналы X1, ... Хn, соответствующие заданным средним значениям тока, напряжения, температуры или другим параметрам процесса микродугового оксидирования. При этом управляющая вычислительная машина 4 может формировать любой заранее заданный закон изменения задающих сигналов напряжения и тока во времени.The parameters of the sets 12-13 are promptly set by the operator and correspond to the set average values of current, voltage, temperature or other parameters of the microarc oxidation process. The control computer 4 passes the signals of the sets 12-13 to the output, and also generates the driving signals X 1 , ... X n corresponding to the specified average values of current, voltage, temperature or other parameters of the microarc oxidation process. In this case, the control computer 4 can generate any predetermined law of change of the driving voltage and current signals in time.
Датчики процесса микродугового оксидирования - датчик тока 6, датчик напряжения 7, или другие датчики αn-2...αn объединены общим названием измерительные преобразователи 5, формируют сигналы, соответствующие мгновенным значениям тока, напряжения, температуры и т.д.The sensors of the microarc oxidation process are a current sensor 6, a voltage sensor 7, or other sensors α n-2 ... α n are united by a common name measuring transducers 5, generate signals corresponding to instantaneous values of current, voltage, temperature, etc.
Задающие сигналы X1, ... Хn от управляющей вычислительной машины 4 поступают на первые входы 24 соответствующих регуляторов 8-10 параметров процесса, при этом на их вторые входы 25 подаются сигналы обратной связи, соответствующие действительным значениям параметров процесса микродугового оксидирования (от датчика тока 6, датчика напряжения 7 и измерительных преобразователей 5). Каждый из регуляторов 8-10 сравнивает свой задающий сигнал с сигналом обратной связи и вырабатывает собственный сигнал управления У1, ..., Уn, соответствующий своему углу управления тиристорами тиристорного преобразователя 2.The driving signals X 1 , ... X n from the control computer 4 are fed to the first inputs 24 of the respective process parameter controllers 8-10, while feedback signals corresponding to the actual values of the microarc oxidation process parameters (from the sensor) are fed to their second inputs 25 current 6, voltage sensor 7 and measuring transducers 5). Each of the regulators 8-10 compares its driving signal with a feedback signal and generates its own control signal Y 1 , ..., Y n , corresponding to its thyristor control angle of thyristor converter 2.
Управляемая индуктивность 14, включенная между положительной клеммой 15 тиристорного преобразователя 2 и гальванической ванной 1, позволяет управлять процессом микродугового оксидирования, оптимизируя его параметры в зависимости от предъявляемых к наносимому покрытию требований. Параметры управляемой индуктивности 14 изменяются согласно управляющему сигналу Хn+1, поступающему от управляющей вычислительной машины 4.The controlled inductance 14, connected between the positive terminal 15 of the thyristor converter 2 and the plating bath 1, allows you to control the process of microarc oxidation, optimizing its parameters depending on the requirements for the applied coating. The parameters of the controlled inductance 14 are changed according to the control signal X n + 1 coming from the control computer 4.
Работу устройства при двух выходных сигналах управляющей вычислительной машины 4 и двух регуляторах 8 и 9 иллюстрирует фиг.2. Задатчиком 12 задан максимальный допустимый ток тиристорного преобразователя 2, соответственно выход X1 управляющей вычислительной машины 4 задает ток тиристорного преобразователя и IЗ=X1. В программном режиме управляющая вычислительная машина 4 формирует на своем входе Х2 заданное напряжение (например, в виде возрастающего и спадающего участков), то есть UЗ=Х2.The operation of the device with two output signals of the control computer 4 and two controllers 8 and 9 is illustrated in FIG. The transmitter 12 sets the maximum permissible current of the thyristor converter 2, respectively, the output X 1 of the control computer 4 sets the current of the thyristor converter and I З = X 1 . In program mode, the control computer 4 generates a predetermined voltage at its input X 2 (for example, in the form of increasing and decreasing sections), that is, U 3 = X 2 .
Пока напряжение гальванической ванны 1 UГВ создает ток IГВ меньше, чем IЗ, то напряжение определяется задающим сигналом по напряжению и UГВ=UЗ. При этом работает регулятор 9, а выход регулятора 8 отслеживает выход регулятора 8. Когда ток гальванической ванны 1 попытается превысить заданное сигналом X1 значение тока, то рабочим становится регулятор 8, который ограничивает ток гальванической ванны 1 на заданном уровне, то есть IГВ=IЗ. Напряжение гальванической ванны 1 держится на уровне, который обеспечивает стабилизацию тока и оказывается меньше заданного. Напряжение регулятора 9 отслеживает выходное напряжение регулятора 8. На спадающем участке, когда ток гальванической ванны 1 становится ниже заданного, опять вступает в работу регулятор 9.While the voltage of the galvanic bath 1 U GV creates a current of I GV less than I З , then the voltage is determined by the reference signal from the voltage and U ГВ = U З. In this case, controller 9 operates, and the output of controller 8 monitors the output of controller 8. When the current of the galvanic bath 1 tries to exceed the current value set by signal X 1 , then the regulator 8 becomes operational, which limits the current of the galvanic bath 1 at a given level, that is, I GV = I Z. The voltage of the galvanic bath 1 is kept at a level that provides stabilization of the current and is less than the specified value. The voltage of the regulator 9 monitors the output voltage of the regulator 8. In the falling section, when the current of the galvanic bath 1 becomes lower than the set value, the regulator 9 again enters into operation.
Дополнительной функцией управляющей вычислительной машины 4 является регистрация с заданной временной дискретностью мгновенных значений напряжений и токов гальванической ванны 1 с возможностью их сохранения в памяти и дальнейшей обработки. В результате обработки могут быть получены осциллограммы тока и напряжения, определена энергия, потраченная на нанесение покрытия, определены электрические параметры изделия, находящегося в гальванической ванне, и т.п.An additional function of the control computer 4 is the registration with a given time resolution of the instantaneous values of the voltages and currents of the galvanic bath 1 with the possibility of their storage in memory and further processing. As a result of processing, waveforms of current and voltage can be obtained, the energy spent on coating is determined, the electrical parameters of the product in the plating bath are determined, etc.
После прохождения заданного числа циклов, которые определяются толщиной оксидируемой пленки, управляющая машина 4 формирует сигнал "конец работы".After passing a given number of cycles, which are determined by the thickness of the oxidized film, the control machine 4 generates a signal "end of work".
Использование предлагаемого решения по сравнению с прототипом позволяет значительно расширить технологические возможности по получению высокого качества покрытий и стабильности процесса микродугового оксидирования.Using the proposed solution in comparison with the prototype can significantly expand the technological capabilities for obtaining high quality coatings and the stability of the microarc oxidation process.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007109539/02A RU2333299C1 (en) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | Device for microarc metal and alloy oxidation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007109539/02A RU2333299C1 (en) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | Device for microarc metal and alloy oxidation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2333299C1 true RU2333299C1 (en) | 2008-09-10 |
Family
ID=39866937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007109539/02A RU2333299C1 (en) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | Device for microarc metal and alloy oxidation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2333299C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103699161A (en) * | 2013-12-30 | 2014-04-02 | 武汉理工大学 | Regulating device for micro-arc oxidation treatment working currents for light alloy surfaces |
| RU2542795C2 (en) * | 2013-07-09 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | Protective coating |
| RU2803717C1 (en) * | 2022-12-07 | 2023-09-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Installation for forming protective decorative coatings on titanium |
-
2007
- 2007-03-15 RU RU2007109539/02A patent/RU2333299C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542795C2 (en) * | 2013-07-09 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | Protective coating |
| CN103699161A (en) * | 2013-12-30 | 2014-04-02 | 武汉理工大学 | Regulating device for micro-arc oxidation treatment working currents for light alloy surfaces |
| CN103699161B (en) * | 2013-12-30 | 2015-07-22 | 武汉理工大学 | Regulating device for micro-arc oxidation treatment working currents for light alloy surfaces |
| RU2803717C1 (en) * | 2022-12-07 | 2023-09-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Installation for forming protective decorative coatings on titanium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102301579B (en) | Power Conversion Device | |
| JP5223711B2 (en) | Uninterruptible power system | |
| JPWO2019102587A1 (en) | Parallel power supply | |
| RU2333299C1 (en) | Device for microarc metal and alloy oxidation | |
| JP2011087398A (en) | Unit inverter system | |
| EP0483405A1 (en) | Flicker compensating apparatus for DC arc furnace | |
| WO2019097835A1 (en) | Power conversion device | |
| Solanki | High power factor high-current variable-voltage rectifiers | |
| US3650940A (en) | Device for limiting the power supply upon short-circuit between workpiece and tool in electrolytic metal forming machine | |
| US5181154A (en) | Circuit arrangement for optimal current generation in processes of electrochemically initiated plasma-chemical layer production | |
| JPH0380316A (en) | Dc parallel operation system for fuel cell | |
| CN103944437A (en) | Power supply device and power supply device for arc processing | |
| RU97734U1 (en) | DEVICE FOR MICRO-ARC OXIDATION OF ALUMINUM ALLOYS AND COATINGS | |
| RU2181392C1 (en) | Apparatus for micro arc oxidation of metals and alloys thereof | |
| SU944031A1 (en) | Device for supply of electroplating bathes with periodic current with reverse pulse | |
| RU75393U1 (en) | DEVICE FOR MICRO-ARC OXIDATION OF VENTAL METALS | |
| RU110090U1 (en) | TECHNOLOGICAL CURRENT SOURCE FOR MICROPLASMA OXIDATION | |
| RU2635120C1 (en) | Device for microarc metal and alloy oxidation | |
| RU2775987C1 (en) | Apparatus for micro-arc oxidation of products made of metals and alloys | |
| JP2008211946A (en) | Power conversion apparatus | |
| JP3610690B2 (en) | Electrode lifting control device for AC arc furnace | |
| RU2322748C1 (en) | Power supply unit for electrochemical process | |
| RU2584058C1 (en) | Device for plasma-electrolytic oxidation of valve metals and alloys thereof | |
| RU2819809C1 (en) | Frequency converter with dc switching device | |
| WO2024111043A1 (en) | Electrolytic cell power supply device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090316 |