RU2431231C1

RU2431231C1 - Asymmetric current obtaining device

Info

Publication number: RU2431231C1
Application number: RU2010131777/07A
Authority: RU
Inventors: Тамара Ивановна Халтурина (RU); Тамара Ивановна Халтурина; Юлия Викторовна Гаврилова (RU); Юлия Викторовна Гаврилова; Ольга Викторовна Чурбакова (RU); Ольга Викторовна Чурбакова; Татьяна Александровна Курилина (RU); Татьяна Александровна Курилина
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2011-10-10

Abstract

FIELD: electricity. ^ SUBSTANCE: proposed asymmetric current obtaining device includes controlled direct and return current power supplies of electrolysis unit, which are connected to current switch of electrolysis unit, control unit of current switch of electrolysis unit, which is connected to electrodes of electrolysis unit, electrolysis unit for cleaning of waste water and group of sensors of controlled waste water cleaning parameters. According to the invention, controlled direct and return current power supplies of electrolysis unit are made in the form of pulse current converters, and current switch of electrolysis unit is made in the form of key current inverter on semiconductor devices. Besides, the proposed device is equipped with computer connected to group of sensors of controlled waste water cleaning parameters and control unit of current switch of electrolysis unit. ^ EFFECT: increasing operational life of the device and possibility of automation of cleaning process of waste water from process impurities. ^ 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания асимметричным током электролизеров в металлургической и машиностроительной областях промышленности при электрохимической очистке сточных вод.The invention relates to electrical engineering and can be used as a power source with an asymmetric current of electrolyzers in the metallurgical and engineering industries during electrochemical wastewater treatment.

Известно устройство для получения асимметричного тока, содержащее подключенный к входному выводу силовой выпрямитель и два контактора, причем один вывод контакта одного из контакторов соединен с одним из выходов выпрямителя, а для повышения КПД в устройство введены второй силовой выпрямитель и последовательно соединенные задающий регулируемый импульсный генератор, регулируемый делитель частоты и регулируемый ждущий мультивибратор, причем второй силовой выпрямитель соединен по выходу последовательно с первым, общая точка соединения выходов выпрямителей образует один выходной выход, свободный выходной вывод второго выпрямителя соединен с одним из выводов контакта второго контактора, другие выводы контактов обоих контакторов объединены, и их общая точка соединения образует второй выходной вывод, вход задающего регулируемого импульсного генератора соединен с входами выпрямителей, а выходы регулируемого ждущего мультивибратора соединены с обмотками контакторов (Авт. свид. СССР №1056409, дата приоритета 10.09.82, дата публикации 23.11.83, авторы Г.М.Зограф, Т.И.Халтурина и др., RU).A device is known for producing an asymmetric current, comprising a power rectifier connected to the input terminal and two contactors, one contact terminal of one of the contactors being connected to one of the rectifier outputs, and a second power rectifier and serially connected adjustable pulse generator connected to the device, an adjustable frequency divider and an adjustable standby multivibrator, the second power rectifier connected in output to the first one, a common connection point the outputs of the rectifiers forms one output output, the free output terminal of the second rectifier is connected to one of the contact terminals of the second contactor, the other terminals of the contacts of both contactors are combined, and their common connection point forms the second output terminal, the input of the adjustable adjustable pulse generator is connected to the inputs of the rectifiers, and the outputs adjustable standby multivibrator connected to the windings of contactors (Auth. St. USSR No. 1056409, priority date 10.09.82, publication date 11.23.83, authors G.M. Zograf, T.I. Khalturina et al., R U).

Недостатком известного аналога является малый ресурс работы в связи с подверженностью контактов выгоранию под воздействием дугового разряда, появляющегося на контактах при изменении полярности тока электролиза, а также необходимость постоянного контроля оператором оптимальности условий очистки сточных вод.A disadvantage of the known analogue is the short service life due to the susceptibility of contacts to burnout under the influence of an arc discharge that appears on the contacts when the polarity of the electrolysis current changes, as well as the need for the operator to constantly monitor the optimality of wastewater treatment conditions.

Известно также устройство для получения асимметричного тока, принятое в качестве прототипа, содержащее последовательно соединенные между собой регулируемый импульсный генератор, регулируемый делитель частоты и регулируемый ждущий мультивибратор с двумя выходами, а также входные и выходные выводы для подключения соответственно питающей сети и нагрузки - электролизера, причем вход импульсного генератора соединен с входными выводами, а для повышения надежности в устройство введены регулируемый автотрансформатор с двумя выходами, два понижающих трансформатора и два тиристорных коммутатора, причем вход автотрансформатора соединен с входами регулируемого импульсного генератора, вход каждого из понижающих трансформаторов соединен с одним из выходов автотрансформатора, а выход - с первым входом одного из тиристорных коммутаторов, второй управляющий вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом ждущего мультивибратора, первый выход одного тиристорного коммутатора соединен со вторым выходом другого тиристорного коммутатора, и их общая точка соединения образует один из выходных выводов, а другой выходной вывод образован общей точкой соединения соответственно второго и первого выходов указанных коммутаторов (Авт. свид. СССР №. 1541740, дата приоритета 05.05.88, дата публикации 07.02.90, авторы Г.М.Зограф, Т.И.Халтурина, Т.Я.Пазенко, RU, прототип).There is also known a device for producing an asymmetric current, adopted as a prototype, containing an adjustable pulse generator, an adjustable frequency divider and an adjustable standby multivibrator with two outputs connected in series, as well as input and output terminals for connecting a supply network and a load to an electrolyzer, moreover the input of the pulse generator is connected to the input terminals, and to increase reliability, an adjustable autotransformer with two outputs, two are introduced into the device step-down transformers and two thyristor switches, the input of the autotransformer connected to the inputs of an adjustable pulse generator, the input of each of the step-down transformers connected to one of the outputs of the autotransformer, and the output to the first input of one of the thyristor switches, the second control input of each of which is connected to the corresponding output multivibrator, the first output of one thyristor switch is connected to the second output of another thyristor switch, and their common connection point forms a one of the output terminals and the other output terminal is formed by a common node, respectively the second and first outputs of said switches (Auth. testimonial. USSR number. 1541740, priority date 05.05.88, publication date 07.02.90, authors G.M. Zograf, T.I. Khalturina, T.Ya. Pazenko, RU, prototype).

Недостатком прототипа, наряду с отмеченными у предыдущего аналога недостатками, является невысокий КПД, обусловленный тем, что тиристорные коммутаторы устройства одновременно с коммутацией тока выполняют функции выпрямителей тока, поэтому через электролизер проходят пульсирующие с промышленной частотой прямой и обратный токи. Тепловые потери гармоник пульсирующего тока уменьшают общий КПД устройства.The disadvantage of the prototype, along with the drawbacks noted in the previous analogue, is its low efficiency, due to the fact that the thyristor switches of the device simultaneously with current switching perform the functions of current rectifiers, therefore, forward and reverse currents pulsating with an industrial frequency pass through the electrolyzer. The thermal loss of the harmonics of the ripple current reduces the overall efficiency of the device.

Задачей изобретения является увеличение КПД устройства для получения асимметричного тока и автоматизация процесса очистки сточных вод.The objective of the invention is to increase the efficiency of the device to obtain an asymmetric current and automation of the wastewater treatment process.

Для решения поставленной задачи в предлагаемом устройстве для получения асимметричного тока, содержащем электролизер для очистки сточных вод, управляемые источники прямого и обратного тока, соединенные с коммутатором тока, подключенным к электродам электролизера, блок управления коммутатором тока и источниками прямого и обратного тока и блок датчиков контролируемых параметров очистки сточных вод, согласно изобретению управляемые источники прямого и обратного тока выполнены в виде импульсных преобразователей тока, а коммутатор тока выполнен в виде ключевого инвертора тока на полупроводниковых приборах.To solve the problem in the proposed device for producing an asymmetric current, containing an electrolyzer for wastewater treatment, controlled forward and reverse current sources connected to a current switch connected to electrolysis electrodes, a current switch control unit and forward and reverse current sources, and a sensor unit controlled wastewater treatment parameters, according to the invention, the controlled sources of forward and reverse current are made in the form of pulse current converters, and the current switch made in the form of a key current inverter on semiconductor devices.

Согласно изобретению устройство снабжено компьютером, соединенным с блоком датчиков контролируемых параметров очистки сточных вод и с блоком управления коммутатором тока и источниками прямого и обратного тока.According to the invention, the device is equipped with a computer connected to the sensor unit of the controlled parameters of the wastewater treatment and to the control unit of the current switch and sources of forward and reverse current.

На чертеже показана структурная схема устройства для получения асимметричного тока.The drawing shows a structural diagram of a device for producing an asymmetric current.

Устройство для получения асимметричного тока содержит управляемый источник прямого тока 1, управляемый источник обратного тока 2, коммутатор тока 3, электролизер 4, блок 5 датчиков контролируемых параметров очистки сточных вод, компьютер 6, блок 7 управления коммутатором тока и источниками прямого и обратного тока электролизера.A device for producing an asymmetric current contains a controlled forward current source 1, a controlled reverse current source 2, a current switch 3, an electrolyzer 4, a block 5 of sensors for monitoring the parameters of wastewater treatment, a computer 6, a control unit 7 for controlling the current switch and the forward and reverse current sources of the electrolyzer.

Устройство для получения асимметричного тока работает следующим образом. Оператор выбирает на компьютере 6 программу электрохимической очистки сточных вод, вводит заданные параметры очистки сточных вод и включает электропитание всех блоков установки. Управляемый источник прямого тока 1 и управляемый источник обратного тока 2 вырабатывают по заданной программе требуемые уровни и длительности асимметричного тока, обеспечивающего очистку сточных вод в электролизере 4. Процесс электролиза непрерывно контролируется блоком 5 датчиков параметров очистки сточных вод, сигналы из которого поступают на компьютер 6. При отклонении контролируемых параметров очистки от заданных программой значений компьютер 6 вырабатывает сигналы рассогласования, изменяющие через блок 7 управления и коммутатор тока 3 длительность и уровни импульсов прямого и обратного тока до совпадения контролируемых параметров очистки с заданными в программе значениями.A device for obtaining an asymmetric current works as follows. The operator selects on the computer 6 a program of electrochemical wastewater treatment, enters the specified parameters of wastewater treatment and turns on the power supply to all units of the installation. A controlled direct current source 1 and a controlled reverse current source 2 generate the required levels and durations of an asymmetric current, which ensures wastewater treatment in the electrolysis cell 4. The electrolysis process is continuously monitored by the block 5 of wastewater treatment parameters sensors, the signals from which are sent to computer 6. When the monitored cleaning parameters deviate from the values set by the program, the computer 6 generates mismatch signals that change through the control unit 7 and the switch current 3 duration and levels of pulses of forward and reverse current until the controlled cleaning parameters coincide with the values specified in the program.

Наличие в предлагаемом устройстве для получения асимметричного тока новых, по отношению к прототипу, признаков обуславливает увеличение экономичности работы установки и возможность автоматизации процесса очистки сточных вод от технологических загрязнений.The presence in the proposed device to obtain an asymmetric current of new, relative to the prototype, signs leads to an increase in the efficiency of the installation and the possibility of automating the treatment of wastewater from technological pollution.

Claims

1. Device for producing an asymmetric current, comprising an electrolyzer for wastewater treatment, controlled forward and reverse current sources connected to a current switch connected to electrolysis electrodes, a current switch control unit and forward and reverse current sources, and a sensor unit for monitoring wastewater treatment parameters characterized in that the controlled power supplies of direct and reverse current are made in the form of pulse current converters, and the current switch is made in the form of a key inverter Oka on semiconductor devices.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a computer connected to the sensor unit of the controlled parameters of the wastewater treatment and the control unit of the current switch and sources of forward and reverse current.