SU753930A1

SU753930A1 - Device for galvanic bath feeding at nonstationary electrolysis

Info

Publication number: SU753930A1
Application number: SU782641987A
Authority: SU
Inventors: Рафаэль Сафаевич Курамшин; Татьяна Павловна Конжина
Priority date: 1978-07-10
Filing date: 1978-07-10
Publication date: 1980-08-07

Description

Изобретение относитс к гальванике и может быть использовано дл питани гальванических ванн при нестационарном электролизе. Известно устройство пл питани гальванических ванн при нестационарном электролизе , содержащее источник трехфазного тсаса, соединенный с нагрузкой и силовыми тиристорами со схемой управлени , и приборы дл контрол формы тока 1 . Око содержит трехфазный трансформатор , две вторичные обмотки которого включены по схеме двухфазного однополупериодного выпр мител , соединенного с нагрузкой (гальванической ванной), и треть включена по схеме оаиофааного однополупериодного выпр мител . Причем, схема однофазного оДнополупериодного выпр мител обеспечивает обратный импульс тока (путем использовани напр жени третьей фазы). Устройство дает возможность увеличени производнтел ности э ектроосаждени посравненню с асСимметричным однофазным током за счет увеличени количества катодного направленна при равных значени х амплитуд пр мо j нобратного импульсов и возможность более эффективно воздействовать на процесс электролиза путем регул1фовани по амплитуде и скважности обратного импульса. Изменение фазы обратного иь тульса в устройстве регулируетс в пределах от до 36О° (или по скважности от 6 и вьпие). Данное устройство вл етс наиболее близким предложенному по технической сущности и достигаемому результату. Однако известное устройство не обеопечивает изменени частоты периодического тока (только 5О Гц) а длительность обратного импульса ограничена по скважности (от 6 н выше). Цель изобретени - расширение области рабочих частот, получение возможности регулировани скважности анодных импульсов периодического тока (от 2 и вьше). 37 Постаул л1на цель достигаетс тем, , что устройство снабжено выпр мител ми постошпюго тока, соеаинегшыми с источником трехфазного тока и подключенными вст)ечно через силовые тиристоры к нагрузке , вспомогательньп {и тиристорами и RC-цепочками, образующими с силовыми тиристорами тиристорные коммутаторы ка тодного и анодного токов, а схема управлени катодного силового тиристора содержит задающий генератор частоты, формирователь катодных импульсов, один из выходов которого соединен через блокинггенератор с управлшощим электродом вспомогательного анодного тиристора и через блок задержки и блокинг-генератор с управл ющим электродом катодного си лового тиристора, и схема управлени анодного силового тиристора содержит формирователь анодных импульсов, вход которого соединен с другим выходом формировател катодных импульсов, а выход соединен через блокинг-генератор с управл ющим электродом вспомогательного катодного тиристора и через блок задержки и блокинг-генератор с управл ющим электродом анодного силового тиристора. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство состоит из трехфазных вып р мителей 1 и 2Посто нного тока, выпр митель 1 последовательно соединен с наг рузкой 3 через токоограничительный резистор 4 и катодный коммутатор, включающий силовой тиристор 5, вспомотйагельный тиристор 6, РС-цепочку, содержащую резистор 7 и конденсатор 8, резистор 9 с осциллографом. Выпр митель 2 последовательно соединен с нагрузкой 3 через токоограничительный резистор Ю и анодный коммутатор, включающий сиЛовой тиристор 11, вспомогательный тиристор 12 RC-цепочку, содержащую резистор 13 и конденсатор 14. Причем выпр мители 1 и соединены с нагрузкой в противоположной пол рности, т.е. токи, проход щие через от этих выпр мителей, имеют встречное направление. К тиристорам катодного и анодного коммутаторов подключена схема управлени , состо ща из за- дающего генератора частоты 15, формироровател импульсов 16 катодного комк утатора , формировател импульсов 17 анодного коммутатора, блоков 18 и 19 задержки импульсов запуска силовых тиристоров катодного и анодного коммутаторов , блокинг-г нераторов запуска 20 и 21 силовых тиристс зов, и б-1окинг-генераторов запуска 22 и 23 вспомогатель304 ных тиристоров катодного и анодного коммутаторов . При этом, формирователи импульсов 16 и 17 и блокинг-генераторы за:пуска 2О, 21, 22 и 23 соединены с соответствующими тиристорами последовательно , а именно: с силовым катодньсм тиристором 5 соединены блокинг-генераТор запуска 20 силового тиристора, блок задержки импульсов запуска 18 силового тиристора, фс эмирователь импульсов 16 катодного коммутатора; с силовым анодным тиристс ом 11 соединены блокинг-генератор запуска 21 силового тиристора , блок 19 задержки импульсов запуска силового тиристора, формирователь импульсов 17 анодного коммутатора, с вспомогательным тиристором 6 соединены блокинг-генератор запуска 22 вспомогательного тиристора, формирователь импульсов 17 анодного коммутатора, с вспомогательным тиристором 12 соединены блокинг-генератор запуска 23 вспомогательного тиристора, формирователь импульсов 16 катодного коммутатора, формирователи импульсов 16 и 17 катодного и анодного коммутаторов соединены меж/iy собой и с задающим генератором частоты 15 также последовательно. Устройство работает следую.щим образом . Напр жение сети подаетс на трехфазные выпр мители 1 и 2 посто нного тока. Последовательно через нагрузку 3 протекает ток катодного и анодного направлений, при этом ток катодного направлени течет от выпр мител 1 через катогшьй коммутатор при открытом силовом тиристоре 5 и закрытом анодном коммутаторе, а ток анодного направлени течет от выпр мител 2 через анодный коммутатор при открытом силовом тиристоре 11 и закрытом катодном коммутаторе. Таким образом, направление тока зависит от состо ни (открыт , закрыт) силовых тиристоров 5 и 11 соответствующих коммутаторов. Состо5шие тиристоров определ ет схема управлени . На управл ющий электрод силового тиристора 5 подаетс импульс запуска блокинггенератора запуска 20. Силовой тиристор 5 открываетс и через нагрузку 3 начинает протекать ток катодного направлени , конденсатор 8 при этом зар жаетс до напр жени источника 1 через резистор 7. В цеп х посто нного тока, где величина тока всегда больше величины тока размыкани тиристора, выключение тиристора может быть произведено искусственно путем кратковременной полачи на него напр жени обратной пол рности. no3TONfy, чтобыThe invention relates to electroplating and can be used to power electroplating baths during non-stationary electrolysis. A device for supplying electroplating baths with non-stationary electrolysis is known, which contains a three-phase TCAS source connected to a load and power thyristors with a control circuit, and instruments for monitoring the current waveform 1. The eye contains a three-phase transformer, two secondary windings of which are connected according to a two-phase half-wave rectifier circuit connected to a load (galvanic bath), and a third is connected according to a half-wave half-wave rectifier circuit. Moreover, the single-phase half-wave rectifier circuit provides a reverse current pulse (by using the voltage of the third phase). The device makes it possible to increase the electrodeposition efficiency compared to the asymmetric single-phase current by increasing the amount of cathode directional with equal amplitudes directly j of the return pulses and the ability to more effectively influence the electrolysis process by adjusting the amplitude and duty cycle of the reverse pulse. The change in the phase of the reverse pulse in the device is regulated in the range from to 36 ° (or the duty ratio of 6 and above). This device is the closest to the proposed technical essence and the achieved result. However, the known device does not allow for changes in the frequency of a periodic current (only 5 OHz), but the duration of the reverse pulse is limited by the duty cycle (from 6 n above). The purpose of the invention is to expand the range of operating frequencies, to gain control over the duty cycle of anode pulses of a periodic current (2 and above). 37 Postaul l1na goal is achieved by the fact that the device is equipped with postoshpyugo current rectifiers, connected to a three-phase current source and connected in-front through the power thyristors to the load, auxiliary thyristors and RC circuits that form thyristor switches with power thyristors and anode currents, and the control circuit of a cathode power thyristor contains a master frequency generator, a driver of cathode pulses, one of the outputs of which is connected through a blocking generator with a control electrode assisting anode thyristor through a delay unit and a blocking generator with a control electrode of the cathode power thyristor, and a control circuit of the anode power thyristor contains an anode pulse shaper, whose input is connected to another output of the cathode pulse former, and the output is connected through a blocking generator auxiliary electrode of the auxiliary cathode thyristor and through a delay unit and a blocking generator with a control electrode of the anode power thyristor. The drawing shows the block diagram of the device. The device consists of three-phase dischargers 1 and 2 DC, rectifier 1 is connected in series with load 3 via a current-limiting resistor 4 and a cathode switch including a power thyristor 5, auxiliary thyristor 6, a PC-chain containing a resistor 7 and a capacitor 8, resistor 9 with oscilloscope. Rectifier 2 is connected in series with load 3 through a current-limiting resistor Yu and an anode switch, including a power thyristor 11, auxiliary thyristor 12 RC circuit containing a resistor 13 and a capacitor 14. Moreover, the rectifiers 1 are connected to the load in the opposite polarity, t. e. currents passing through from these rectifiers have a counter direction. A control circuit is connected to the thyristors of the cathode and anode switches, consisting of a master frequency generator 15, a pulse generator 16 for the cathode switch, a pulse generator 17 for the anode switch, blocks 18 and 19 for the pulse delays of power thyristors of the cathode and anode switch, blocking-g start-ups of 20 and 21 power thyristors, and b-1oxing start-up generators 22 and 23 of auxiliary thyristors of the cathode and anode switches. At the same time, pulse formers 16 and 17 and blocking generators for: start 2O, 21, 22 and 23 are connected to the corresponding thyristors in series, namely: a starting block 20 of the power thyristor is connected to the power cathode thyristor 5; power thyristor, fs emitter pulses 16 cathode switch; a power thyristor startup block 21, a power thyristor start pulse delay block 19, an anode switch pulse driver 17, are connected to a power anode thyristor 11, an auxiliary switch block generator 22, an anterior switch pulse generator 17 are connected to an auxiliary thyristor 6 the thyristor 12 is connected to the blocking start-up generator 23 of the auxiliary thyristor, the driver of the pulses 16 of the cathode switch, the drivers of the pulses 16 and 17 of the cathode and anodic switches connected between / iy and a frequency of the master oscillator 15 is also sequentially. The device works as follows. The supply voltage is supplied to the three-phase rectifiers 1 and 2 of the direct current. A cathode and anode current flows successively through the load 3, while the cathode current flows from rectifier 1 through the cathode switch when the power thyristor 5 is open and the anode switch is closed, and the current of the anode direction flows from the rectifier 2 through the anode switch when the power thyristor is open 11 and a closed cathode switch. Thus, the direction of the current depends on the state (open, closed) of the power thyristors 5 and 11 of the corresponding switches. The composition of the thyristors is determined by the control circuit. The control electrode of the power thyristor 5 is given a starting pulse of the start-up blocking generator 20. The power thyristor 5 opens and the cathode current starts to flow through the load 3, the capacitor 8 is charged to the source voltage 1 through the resistor 7. In the DC circuit, where the current value is always greater than the opening current value of the thyristor, the thyristor can be turned off artificially by short-term reversing polarity of the thyristor. no3TONfy to

5757

выключить силовой TupucTofi 5, подаетс импульс запуска от блокннг-генерагора запуска 22 на вспомогательный тиристор 6. Когда напр жение конденсатора 8 прикладываетс на силовой тиристор 5, он оказываетс под обратным напр жением конденсатора 8 и размыкаетс . Катодный ток прекращаетс , конденсатор 8 зар жаетс напр жением обратной пол рности. При повторном запуске силового тиристо- ра 5 (подача импульсов с блокинг-генератора запуска 2О осуществл етс с частотой , определ емой задающим генера тором частоты 15) обратное напр жение конденсатора 8 окажетс приложенным к вспомо гательному тиристору 6 и он разомкнетс конденсатор 8 зар жаетс напр жением пр мой пол рности. Таким образом,включение одного из тиристоров 5 и 6 приводит к выключению другого и длительность катодного тока, протекающего через нагрузку 3, определ етс интервалом времени между запуском силового тиристора 5 и вспомогательного тиристора б, т.е. подачей импульсов с блокинг-генераторов запуска 2О и 22. Тиристоры анодного коммутатора работают аналогичнык образом , но в противофазе по времени с катодным коммутатором. При подаче импульса с блокинг-генератора запуска 21 на силовой тиристор 11 он открьшаетс , и через нагрузку 3 начинает протекать ток анодного направлени . Выключение силового тиристора 11 происходит при поааче импульса с блокинг-генератора запуска 23 на вспомогательный тиристор 12. Таким образом, длительность анодного тока определ етс интервалом времени между запуском силового тиристора 11 и вспомогательного тиристора lii, т.е. подачей импульсов с блокинг-генераторов запуска 21 и 23. Врем течени токов катодного и анодного направлений составл ет полны период периодического тока: начало периода св зано с запуском коммутатора, конец периода - с выключением анодного коммутатора, а так как эти моменты св заны с подачей импульсов с блокинггенераторов запуска 20-23, то к периодичность тока (частота) зависит от тех же факторов. Измен врем между подачей импульсов с блокинг-генораторов запуска , измен ют, тем самым, частоту периодического тока и скважность анодных импульсов. Turning off the power TupucTofi 5, a start-up pulse is applied from the start-up blocking generator 22 to the auxiliary thyristor 6. When the voltage of the capacitor 8 is applied to the power thyristor 5, it is under the reverse voltage of the capacitor 8 and opens. The cathode current is stopped, the capacitor 8 is charged by the reverse polarity voltage. When restarting the power thyristor 5 (supplying pulses from the start-up blocking generator 2O is carried out with a frequency determined by the master frequency generator 15), the reverse voltage of the capacitor 8 will be applied to the auxiliary thyristor 6 and it will open the capacitor 8 to charge zhenie direct my polarity. Thus, turning on one of the thyristors 5 and 6 leads to turning off the other and the duration of the cathode current flowing through the load 3 is determined by the time interval between the start of the power thyristor 5 and the auxiliary thyristor b, i.e. by applying pulses from the start-up blocking generators 2O and 22. The anode switch thyristors work in the same way, but in antiphase with the cathode switch. When a pulse is applied from the start-up blocking generator 21 to the power thyristor 11, it opens, and the anode current flows through the load 3. Switching off the power thyristor 11 occurs when the pulse starts from the start-up blocking generator 23 to the auxiliary thyristor 12. Thus, the duration of the anode current is determined by the time interval between the start of the power thyristor 11 and the auxiliary thyristor lii, i.e. applying pulses from the start-up blocking generators 21 and 23. The current flow time of the cathode and anode directions is full the period of the periodic current: the beginning of the period is connected with the start of the switch, the end of the period - with the shutdown of the anode switch, and since these moments are connected with the supply impulses from blocking start generators 20-23, then to the frequency of the current (frequency) depends on the same factors. Changing the time between pulses from the start-up blocking generators, thereby changing the frequency of the periodic current and the duty cycle of the anode pulses.

Дл надежного переключени силовых тиристоров вспомогательными посто нна времени RC-чиепочек должна быть достаточной дл того, чтобы сохранить обрат306For reliable switching of the power thyristors, the auxiliary time constant of the RC chips must be sufficient to maintain the return306

ное напр жение на вспомогатольньк тиристорах 6 и 12 до тех ио(), пока они не восстанов т свою запирающую способностьvoltage on auxiliary thyristors 6 and 12 until they (), until they regain their locking ability

Вькодные импульсы задг.ющого генератора частоты 15 формируютс в импульсы у юбные дл запуска блок11нг-генерато{)ор запуска 2О-23, при помета формирователей импульсов 16 к 17. 1 ормирователь импульсов Its определ ет начало и конец полного периода, а формирователь импульсов 17 определ ет длитсльность анодного цикла, т.е. определ ет скважность следовани импульсов анодного тока по нагрузке.Vcod impulses of the frequency generator 15 are formed into pulses at start-up to start the blocking generator {) or the start-up 2O-23, with a litter of pulse formers 16 to 17. 1 Its pulse generator determines the beginning and end of the full period, and the pulse driver 17 determines the duration of the anode cycle, i.e. determines the duty cycle of the anode current pulses on the load.

Последовательность работы катодного и анодного коммутаторов обусловлена тем, что при открытом силовом тиристоре о должен быть закрыт вспомогательный тиристор 6, открыт вспомот-ательный тиристор 12 и закрыт силовой тиристсф 11. При этом возможно протекание тока катодного направлени . Аналогично, при открытом силовом тиристоре 11, закрытом вспомогательном тиристоре 12, открытом вспомогательном тиристоре 6, закрьсгом силовом тиристоре 5 возможно протекани тока анодного направлени .The sequence of operation of the cathode and anode switches is due to the fact that when the power thyristor is open, the auxiliary thyristor 6 should be closed, the auxiliary thyristor 12 opened and the power thyristor 11 closed. In this case, the current of the cathode direction can flow. Similarly, with open power thyristor 11, closed by auxiliary thyristor 12, open auxiliary thyristor 6, current of the anodic direction can flow through the power thyristor 5.

Это возможно потому, что силовой тиристор 5, вход щий в катодный коммутатор , получает импульс с формировател импульсов 16 почти одновременно с вспомогательным тиристором 12, а силовой тиристор 11, вход щий в анодный коммутатор , получает импульс с формировател 17 почти одновременно с вспомогательным тиристором в. Небольша задержка в подаче импульсов, создаваема блoкa I задержки импульсов запуска 18 и 19, предохран ет от одновременного включени катодного и анодного силовых тиристоров 5 и 11 при переходных процессах. При одновременном включении этих тиристоров трехфазные вьтр мители nocTosiHHoro тока через них, мину нагрузку 3, включаютс паралле.1ьно, а это может привести к выходу- из стро тиристоров.This is possible because the power thyristor 5 entering the cathode switch receives a pulse from the pulse driver 16 almost simultaneously with the auxiliary thyristor 12, and the power thyristor 11 entering the anode switch receives the pulse from the driver 17 almost simultaneously with the auxiliary thyristor in . A small delay in the supply of pulses created by block I of the delay of the starting pulses 18 and 19 prevents the simultaneous switching on of the cathode and anode power thyristors 5 and 11 during transients. When these thyristors are simultaneously turned on, the three-phase current of the nocTosiHHoro current through them, the load 3, turns on parallelly, and this can lead to failure of the thyristors.

Амплитуда тока в импульсе как в катодный , так и анодный периоды регулируютс раздельно напр жением трехфазных управл емых выпр мителей посто нного тока 1 и 2 и ограничена предельным током силовых тиристоров 5 и 11 и тока ограниченными резисторами 4 и 1О. Максимальный ток в импульсе может быть увеличен при параллельном включении нескольких силовых тиристоров 5 и 11.The current amplitude in a pulse, both in the cathode and anode periods, is regulated separately by the voltage of three-phase controlled DC rectifiers 1 and 2 and limited by the limit current of the power thyristors 5 and 11 and the current limited by resistors 4 and 1О. The maximum current per pulse can be increased when several power thyristors 5 and 11 are connected in parallel.

Предлагаемое устройство позвол ет получить импульсы тока в катодный иThe proposed device allows to obtain current pulses in the cathode and

Claims

The claims 20

A device for supplying galvanic baths during non-stationary electrolysis, containing a three-phase current source connected to the load and power thyristors with a control circuit, and devices for controlling the shape of the current, therefore, in order to expand field of regulation of the operating frequency and duty cycle of periodic pulses anode 30 of the current device is provided with rectifiers DC ^{August 30,} connected to a source of three-phase current and counter included across the power thyristors to the load .vspomogatelnymi tiri tori and RC-chains forming thyristor switches of cathode and anode currents with power thyristors, and the control circuit of the cathode power thyristor contains a master frequency generator, 10 cathode pulse shaper, one of the outputs of which is connected through a blocking generator to the control electrode of the auxiliary anode thyristor and through a delay unit and a blocking generator with a control electrode of the cathode power thyristor, and the control circuit of the anode power thyristor contains an anode pulse shaper the input of which is connected to the output of the cathode pulse shaper, and the output is connected through a blocking generator with a control electrode of the auxiliary cathode thyristor and through a delay unit and a blocking generator with a control electrode of the anode power thyristor.