Устройство управления процессом электроосаждения

Устройство управления процессом электроосаждения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к гальванотехнике и моле т быть использовано для питания гальванических ванн при стационарном и нестационарном электролизах. Цель изобретения - улучшение физико-механических свойств покрытий и сплавов и повышение производительности процесса электроосаждения . Устройство содержит силовые понижающие трехфазные трансформаторы 1 и 2 с переменными коэффициентами трансформации анодного и катодного каналов, соединенные с трехфазными мостовыми выпрямителями 3 и 4 с S

1654 A 1

СОЮЗ СОВЕТСНКС

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (1% (И) (51)5 С 25 0 21/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П.(НТ СССР (2) ) 4707083/02 (22) 14 ° 06.89 (46) 07.06,91. Бил. ¹- 21 (72) Р.С.Курамин, P.Í.Лебедев, И.P.Êóðàèíèí и Ч.P,Kóðàìøèïà (53) 62 1.357. 77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

885369, кл. С 25 D 21/12, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 944031, кл. Н 02 М 9/06, С 25 D 5/18, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1100695, кл. Н 02 ?1 9/06, С 25 D 5/18, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1135821, кл . С 25 D 21/12, 1983.

2 (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОИ

ЭЛЕКТРООСАРЩЕН ИЯ (57) Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для питания гальванических ванн при стационарном и нестационарном электролизах. Цель изобретения — улучшение физико-механических свойств покрытий и сплавов и повыпение производительности процесса злектроосаидеиия . Устройство содераит силовые пони каюцие трехфазные трансформаторы 1 и 2 с переменными коэффициентами трансформации анодного и катодного каналов, соединенные с трехфазными мостовьааи выпрямителями 3 и 4

1654385

30

50 а»одного и катодного каналов, тиристорные ключи 5 и 6 анодног0 и катодного каналов, блок 7 датчиков анодного и катод»ого токов нагрузки,усилители-фориирователи 8 и 9 запуска тиристорных ключей а»одного и катодного каналов, блоки 10 и 11 стабч иэации токов анодного и катод»ого каналов, блок 12 переключения а»одного и катод»ого каналов, узлы 13 и 14 управления трехфаэными мостовыми выпрямителяии анодного и катодного каналов, Рориирователь 15 сигналов чисI

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для питания гальванических ванн при стационарном и нестационарном электролизе для получения покрытий с улучшенными физико-механическими свойствами путем преобразования трехфазного переиенного тока промышленной частоты в различные формы тока с квантопанной длительностью.

Цель изобретения — улучшение физико-механических свойств покрытий и сплавов, повышение троизводитсльности процесса электроосаждения путем управления параметрами различ35 ных фори тока.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства;на фиг.2— принципиальная схема трехфазного мостового выпрямителя анодного канала;

40 на фиг.3 — принципиальная схема трехфазного иостового выпрямителя катодного канала; на фиг.4 — временная диаграмма работы трехфазных мостовьм выпрямителей; на фиг.5 — принци- 4 пиальная схеиа блока датчиков анодного и катодного токов нагрузки; на фиг.6 — принципиальная схема входного каскада узла управления трехфазным мостовыи выпрямителем анодного канала (аналогично дпя катодного канала); на фиг.7 — принципиальная схема входного каскада усилителя-формирователя запуска тиристорного ключа анодного канала (аналогично дпя катод»ого канала); на фиг,8 — прин55 гипиальная схема основньм узлов блока выбора рода работ; на фиг.9 принципиальная схема основных узлов ло-импульсного управления тиристорными ключаии а»одного и катодного каналов, узел 16 занссения программы, блоки 17 и 18 и»дикации и набора числа анодньм » катодньм импульсов, блок 19 выбора рода работ, блок 20 пуска, сброса и зациты от перегрузок, генератор 21 синхроимпульсов, генератор 22 высокой частоты и трехфазный трансформатор "3 синхронизации с блоком вторичного электропитания. 2 з.п. ф-лы, 17 ил. блока переключения анодного и катодного каналов; на фиг.10 — принципиальная схема основньм узлов блока индикации и набора числа анодньм и катодных импульсов (задатчика временных интервалов); на фиг.11 — принципиальная схема основных узлов формирователя сигналов число-импульсного управления тиристорными ключами анодного и катодного каналов;на фиг.12 принципиальная схема основных узлов генератора синхроимпульсоп;на фиг.13— временная диаграмма формирования синхроимпульсов С1 и С2; »а фиг.14 временная диаграмма работы устройства в режиие асимметричного тока; на фиг.15 — временная диаграмма работы устройства и режиме импульсного тока; на фиг.16 — временная диаграмма работы устройства в режиме реверсивного тока; на фиг.17 — временная диаграмма работы устройства в режиме длительно-постоянного анодного и катодного токов.

Устройство (фиг.1) содержит силовые понижаюцие трехфазные трансформаторы 1 и 2 с переменными коэффициентами трансформации анодного и катодного каналов, соединенные с трехфазными мостовыми выпрямителями 3 и 4 анодного и катодного каналов, тиристорные ключи 5 и 6 анодного и катодного каналов, блок 7 датчиков анодного и катодного токов нагрузки, 1 усилители-формирователи 8 и 9 запуска, тиристорных ключей анодного и катодного каналов, блоки 10 и 11 стабилйэации токов анодного и катодного ка налов, блок 12 переключения анодного

5 16543 и катодного каналов, узлы 13 и 14 управления трехфазными мостовыми выпрямителями анодного и катодного каналов, формирователь 15 сигналов число-импульсного управления тиристорныS ми ключами анодного и катодного каналов, узел 16 занесения программы,блоки 17 и 18 индикации и набора числа анодных и катодных импульсов, блок 19 выбора рода работ, блок 20 пуска,сброса и защиты от перегрузок, генератор

21 синхроимпульсов, генератор 22 высокой частоты и трехфазный трансформатор 23 синхронизации с блоком вторичного электропитания.

Трехфазные мостовые выпрямители

3 и 4 анодного и катодного каналов, тиристориые ключи 5 и 6 анодного и катодного каналов и блок 7 датчиков 20 анодного и катодного токов нагрузки включены последовательно и согласовано, а выход к нагрузке снимается со средних точек соединений трехфазных мостовых выпрямителей 3 и 4 анод- 25 ного и катодного каналов и блока 7 датчиков анодного и катодного токов нагрузки, вьгг.:оды блока 7 датчиков анодного и катодного токов нагрузки соединены с входами блоков 10 и 11 стабилизации тока анодного и катодного каналов и блока 20 пуска, сброса и защиты от перегрузок. Управляющие электроды тиристорных ключей 5 и 6 анодного и катодного каналов подклю35 чены к соответствуюцим выходам усилителей-формирователей 8 и 9 запуска тиристорных ключей анодного и катодного каналов, выходы блоков 10 и 11 стабилизации тока анодного и катодно- 40 го каналов подключены к соответствующим входам усилителей-формирователей 8 и 9 запуска тиристорных ключей анодного и катодного каналов, выходы блока 19 выбора рода работ соединены с входами усилителей-формирователей

8 и 9 запуска тиристорньгх -ключей анодного и катодного каналов, а другие выходы — с входами узлов 13 и

14 управления трехфазными мостовыми 5д выпрямителями анодного и катодного каналов, выходы которых соединены с входами трехфазных мостовых выпрямителей 3 и 4 анодного и катодного ка30 налов.

Нход блока 19 выбора рода работ подключен к выходу блока 12 переключения анодного и катодного каналов, а входы последнего соединены с выходами блока 20 пуска, сброса и защиты от перегрузок и выходом генератора

21 синхроимпульсов, а один из входов и выходов блока 12 переключения анодного и катодного каналов подключены соответственно к выходу и входу формирователя 15 сигналов число-импульсного управления тиристорными ключами анодного и катодного каналов, выходы которого подключены к узлам

13 и 14 управления трехфаэными мостовыми выпрямителями анодного и катодного каналов, а входы формирователя

15 сигналов число-импульсного управления тиристорныш ключами анодного и катодного каналов соединены с выходами блоков 17 и 18 индикации набора числа анодных и катодных импульсов, входы которых соединены с выходами узла 16 занесения программы, а вход последнего и вход блока 20 пуска, сброса и защиты от перегрузок соединены с выходами генератора синхроимпульсов 21. Кроме того, выход генератора 22 высокой частоты соединен с входами усилителей-формирователей

8 и 9 запуска тиристорных ключей анодного и катодного каналов и узлами 13 и 14 управления.трехфазными . мостовыми выпрямителями анодного и катодного каналов, трехфазный трансформатор 23 синхронизации с блоком вторичного электропитания соединен с генератором 21 синхроимпульсов и с блоками, требуюцими подвода вторичного электропитания, Трехфазный мостовой выпрямитель анодного канала 3 содержит пять диодов 24-28 и тиристор 29, трехфазный мостовой выпрямитель 4 катодного канала содержит пять диодов 30-34 и тиристор 35 (фиг.3), которые соединены по трехфаэной мостовой схеме выпрямления, причем трехфазный мостовой выпрямитель 3 анодного канала соединен с силовым понижающим трехфазным трансформатором 1 с переменным коэффициентом трансформации анодного канала, а трехфазный мостовой выпрямитель 4 катодного канала — с силовым понижающим трехфазным трансформатором 2 с переменным коэффициентом трансформации катодного канала, а управляюций электрод тиристора 29 — с узлом 13 управления трехфазным мостовым выпрямителем анадного канала, управляющий электрод

1654385 тиристора 35 — с узлом 14 управления 1 трехфаэпым мостовым выпрямителем катодного канала (фиг.1).

Блок 7 датчикрв анодного и катод5 ного токов нагрузки (фиг.5) содержит измеритель 36 анодного тока, измеритель 37 катодпого тока и измеритель

38 среднего значения анодного и катодного тока, причем измерители 36-38 тока соединены в звезду одними концами, а другими концами соответственно - с тиристорными ключами 5 и

6 анодного и катодного каналов и выходом к нагрузке, кроме того измеритель 36 аподного тока соединен с блоком 10 стабилизации тока анодного канала, измеритель 37 катодного тока — с блоком 11 стабилизации тока катодпого канала, а их разноименные концы — с блоком 20 пуска, сброса и защиты от перегрузок.

Усилитель-формирователь 8 запуска тиристорного ключа анодного канала (фиг.б) содержит логический элемент 25

ЗИ-HE 39, тиристорный оптрон 40 с элементами, задаюцими режим. его работы,и иоцньпг импульсный каскад 41, причем входы логического элемента

ЗИ-НЕ 39 соединены с блоком 10 ста- 30 билизации тока анодного канала, с блоком 19 выбора рода работ и с генератором 22 высокой частоты, à его выход соединен последовательно со светодиодом тиристорного оптрона 35

40, выход которого соединен с входом мощного иггпульсного усилительного каскада 41, а выход последнего соединен с управляющим электродом тиристорного ключа 5 анодного капала. 4р

Усилитель-формирователь 9 запуска тиристорного ключа катодного канала содержит аналогичные элементы и мощньпг импульсньгй усилительный каскад (фиг.б), ло при этом входы ло- 45 гического элемента ЗИ-НЕ 39 соединены с блоком 11 стабилизации тока катодного канала, с блоком 19 выбора рода работ и с генератором 22 высокой частоты, а выход мощного импульсного уси- 0 лительного каскада 41 соединен с управляющим электродом тиристорного ключа 6 катодного канала.

Узел 13 управления трехфазным мостовым выпрямителем анодного канала (фиг.7) содержит логические элементы

ЗИ-BE 42 и 2И-НЕ 43, тиристорный олтрон 44 с элементами, задающими режим его работы, моцный импульсный усилительный каскад 45, причем входы логического элеглента ЗИ-llE 42 соединены с блоком 19 выбора рода работ и генераторогг 22 высокой частоты, а также с выходом логического элемента 2И-НГ 43, входы которого соединены с формирователем 15 сигналов число-импульсного управления тиристорными ключами анодного и катодного каналов и блоком 19 выбора рода работ. Кроме того, выход логического элемента ЗИ-НЕ 42 соединен со светодиодом тиристорного оптрона 44, выход последнего — с входом мощного импульсного усилительного каскада

45, а его выход — с тиристором 29 трехфазного мостового выпрямителя 3 анодного канала (фиг.Ç).

Узел 14 управления трехфазным мостовым выпрямителем катодного канала содержит аналогичные элементы и мощный импульсный усилительньпг каскад, как и узел 13 управления трехфазным мостовым выпрлмителем анодного канала (фиг.7), но при этом выход каскада узла 14 управления трехфазным мостовым выпрямителем катодного канала соединен с тиристором 35 трехфазного мостового вьптрямителя 4 катодного канала (фиг.3).

Блок 19 выбора рода работ (фиг.8) содержит переключатель 46 рода работ с резисторами 47, логические элементы 2И-НЕ 48-50, логические элементы

ЗИ-НЕ 51-54, а также RS-триггеры 55 и 56, логические элементы 2И-HE 57

60, причем переключатель 46 рода работ с резисторами 47 соединены соответственно с входами логических элементов 2И-HE 48-50, а их выходы соответственно — с входами логических элементов ЗИ-HE 51-54, кроме того, входы логических элементов ЗИ-НЕ

51 и 52 и логического элемента 2И-НЕ

57 соединены с RS-триггером (Т ) от блока 12 переключения анодного и катодного каналов (фиг.9), а входы логических элементов 2И-НЕ 59 и логических элементов ЗИ-НЕ 53 и 54 — с RSтриггером (Т ) блока 12 переключения

K анодного и катодпого каналов 12 (фиг.9), другие входы логических элементов ЗИ-НЕ 51-54 соединены с логическим элементом 2И-НЕ блока 12 переключения анодного и катодного каналов (фиг.9), при этом выходы логических элементов ÇH-HE 51 и 52 соединены с соответствуюцими входами RS1654385

10 триггера 55, а выходы логических элементов ЗИ-НЕ 53 и 54 — с соответствующими входами PS-триггера 56. Кроме того, выходы PS-триггеров 55 и 56 соединены соответственно с входами логических элементов 2И-НЕ 57-60, выход логического элемента 2И-НЕ 57 соединен с входом логического элемента 2И-НЕ 58, а выход логического элемента 2И-HE 59 — с входом логического элемента 2И-НЕ 60, причем выход логлческого элемента 2И-НЕ 58 подкпючен к усилителю-формирователю 8 запуска тиристорного ключа анодного 15 канала и к узлу 13 управления трехфазным мостовым выпрямителем анодного капала, а выход логического эле— мента 2И-НЕ 60 — к усилителю-формирователю 9 запуска тиристорного ключа 70 катодного канала и к узлу 14 управления трехфазным мостовым выпрямителем катодного канала.

Блок 12 переключения анодного и катодного каналов (фиг.9) содержит переключатель выбора начального режима с резисторами 61, логические элементы ЗИ-НЕ 62 и 63, логические элементы 2И-HE 64 и 65, логический элемент 2И-ИЛИ-НЕ 66, элемент 30

ЗИ-НЕ 67, триггер 68, элемент 2И-НЕ

69, триггер 70, элемент 2И-НЕ 71, элемент ЗИ-HE 72, триггер 73, элемент

2И-НЕ 74, триггер 75, элементы 2И-НЕ

76 и 77, причем входы логических элементов ЗИ-НЕ 62 и 63 соответственно соединены с резисторами 61, блоком 20 пуска, сброса и защиты от перегрузок и генератором 21 синхроимпульсов, выходы логических элемен- 40 тов ЗИ-НЕ 62 и 63 подключены к входам логического элемента 2И-НЕ 64 и RSтриггерам 70 и 75, а входы логического элемента 2И-НЕ 65 соединены с выходами логических элементов 2И-НЕ 69 и 74, причем выходы логических элементов 2И-HE 64 и 65 соединены с входом логического элемента 2И-ИЛИ-НЕ 66, выход которого соединен с формирователем 15 сигналов число-импульсного управления тиристорными ключами анодного и катодного каналов и с входом логического элемента 2И-НЕ 77, а выход последнего соединен с блоком 19 выбора рода работ. 55

Кроме того, синхронизирующие входы логических элементов 2И-HE 69, 71, 74 и 76, ЗИ-НГ 67-72 соединены с генератором 21 синхроимпульсов,причем другие входы логических элеметов ЗИ-HE 67 и 72 (фиг.10) подключены соответственно к формирователю 15 сигналов число-импульсного управления тиристорннми ключами анодного и катодного канапов и к выходам RSтриггеров 70 и 75, а выходы логических элементов ЗИ-НЕ 57 и 72 — к входам RS-триггеров 68 и 73 соответственно, а другие входы RS-триггеров

68 и 73 соединены с блоком 20 пуска, сброса и защиты от перегрузок и выходами логических элементов 2И-НЕ 71 и -76. Выходы КБ-триггера 68 подключены к входам логического элемента

H-НЕ 69 и RS-триггера 75, а выхода RS-триггера 73 — к входам PSтриггера 70 и логического элемента

2И-НЕ 74, причем выходы логических элементов 2И-НЕ 69 и 74 также подключены к входам PS-триггеров 70 и

75 соответственно, а их выходы соединены с блоком 19 выбора рода работ и с входами логических элементов

2И-НЕ 71 и 76, выходы последних соединены с формирователем 15 сигналов число-импульсного управления тиристорными ключами анодного и катодного каналов.

Блок 17 индикации и набора числа анодных импульсов (фиг. 10) содержит десятично-двоичный преобразователь

78 кода с системой индикации набора числа и D-триггер 79, причем вьйады.

1 десятично-двоичного преобразователя

78 кода связаны с управляющими входами D-триггера 79, а его трактируемые входы — с узлом 16 занесения программы, кроме того выходы D-триггера 79 связаны с входами формирователя 15 сигналов число-импульсного управления тиристорными ключами анодного и катодного каналов.

Блок 18 индикации и набора числа катодных импульсов (фиг.10) содержит десятично-двоичный преобразователь

80 кода с системой индикации набора числа и D-триггер 81, причем выходы десятично-двоичного преобразователя

80 связаны с управляющими входами

D-триггера 81, а его тактируемые входы с узлом 16 занесения программы, кроме того выходы D-триггера 81 связаны с соответствующими выходами формирователя 15 сигналов число-импульсного управления тиристорными ключами анодного и катодного каналов.

1654385

Формирователь 15 сигналов числоимпульсного управления тиристорными ключами анодного и катсдного каналов (фиг.10 и 11) содержит логические элементы 2-2И-2ИЛИ-НЕ 82 и 83, четырехразрядные двоичные реверсивные счетчики 84-88, логический элемент

2-2-2-ЗИ-4ИЛИ-НЕ 89, логические элементы 2И-НГ 90-92, триггер 93, эле- ip мент 2И-НЕ 94, элемент 2-2-2-ЗИ4ИЛИ-НЕ 95, элементы 2И-HE 96-99, элемент ЗИ-НЕ 100, элемент 2И-НЕ 101, триггер 102, элементы 2И-НЕ 103 и

104, элемент ЗИ-НЕ 105, элемент 15

2И-НЕ 106, элементы 2-2-2-ЗИ-4ИЛИ-НЕ

107 и 108, причем выходы логических элементов 2-2И-2ИЛИ-НЕ 82 и 83 соеди" иены соответственно с информационными входами четырехразрядного дво- 20 ичного реверсивного счетчика 84, вы- . ходы которого соединены с входами

Ф логических элементов 2-2-2-ЗИ-4ИЛИ-НЕ

107 и 108,а восходы последних соединены соответственно с блоком 12 пе-,25 реключения анодного и катодного каналов, узлами 13 и 14 управления трехфазными мостовыми выпрямителями анодного и катодного каналов, счетный вход четырехразрядного двоичного, ре- 3р версивного счетчика 84 соединен с включенными последовательно логическими элементами 2И-HF. 104 и 106 и логическим элементом ЗИ-НЕ 105.

Логический элемент ЗИ-НЕ 105 и ло35 гический элемент 2И-НЕ 97 соединены с счетным выходом блока 12 переключения анодного и катодного каналов ° а логический элемент 2-2-2-ЗИ-4ИЛИ-НЕ

95 и логические элементы 2И-НЕ 96-98 40 соединены последовательно и включены на счетный вход четырехразрядного двоичного реверсивного счетчика 87, выход которого связан с логическим элементом 2И-НЕ 103, а выход послед- 45 него соединен с RS-триггером 102, выходы которого соединены с четырехразрядным двоичным реверсивным счетчиком 87, логическими элементами

2И-HE 91, 104 и 98 и логическим элементом ЗИ-НГ 100. Кроме того, счетный вход четнрехразрядного двоичного реверсивного счетчика 86, выход RSтриггера 93 и вход логического элемента 2И-НЕ 99 соединены параллельно, а выход логического элемента 2И-НЕ

99 соединен с входом логического элемента ЗИ-НЕ 100, который соединен последовательно с логическим элементом 2И-НГ 101 и со счетным входом четырехразрядного двоичного реверсивного счетчика 85, выход, которого соединен с логическим элементом

2-2-2-ЗИ-4ИЛИ-НЕ 95, кроме того, выход четырехразрядного двоичного реверсивного счетчика 86 соединен с последовательно связанными логическими элементами 2И-HF, 90-92 и с четырехразрядным двоичным реверсивным счетчиком 88, выход последнего соединен с последовательно соединенными логическим элементом 2И-НЕ 94 и

RS-триггером 93, выход последнего соединен с одним из входов логического элемента 2И-НЕ 92. Выход логического элемента 2-2-2-2И-4ИЛИ-НГ 89 связан с входами логических элементов ЗИ-НЕ

100 и 105, а выход логического элемента 2-2-2-ЗИ-4ИЛИ-НЕ 95 связан с одним из входов логического элемента

ЗИ-НЕ 105, кроме того, входы занесения информации четырехразрядных двоичных реверсивных счетчиков 84, 86 (вход С) соединены с блоком 12 переключения анодного и катодного каналов (фиг.1), а их входы сброса информации соединены с блоком 20 пуска, сброса и защиты от перегрузок (фиг.1), установочные входы RS-триггеров 93 и 102 соединены с выходом генератора 21 синхроимпульсов через блок 12 переключения анодпого и ка- ) тодного каналов.

Генератор 21 синхроимпульсов (фиг.12) содержит неполный трехфазный мостовой выпрямитель 109, транзистор 110 типа п-р-п, логический элемент 2И-НЕ 111, формирователи

112 и 113 импульсов заданной длительности (одновибраторы) с элементами, обеспечивающими получение импульсов заданной длительности, элементы

2И-НЕ 114 и 115, причем неполный трехфазный мостовой выпрямитель 109 соединен с одной из обмоток трехфазного трансформатора синхронизации с блоком 2 вторичного электропитания (трансформатор 23, фиг.1) и с последовательно включенными транзистором 110 типа п-р-п, логическим элементом 2И-НЕ 111, а выход логического элемента 2И-НЕ 111 соединен с параллельно включенными входами формирователей 112 и 113 импульсов заданной длительности, а выходы последних соединены соответственно с входами последовательно включенных! (б

1654 185

13 логических элементов 2И-НЕ 114 и

115. Кроме того, выход логического элемента 2И-НЕ 115 соединен с блоком 12 переключения анодного и катод5 ного каналов, узлом 16 занесения программы и блоком 20 пуска, сбро-..а и защиты от перегрузок, при этом генератор 21 сипхроимпульсов соединен с трехфазным трансформатором 2 < .бнхро- ip низации с блоком вторичного электропитанияe

Силовые понижающие трехфазные трансформаторы 1 и 2 с переменными коэффициентами трансформации анодного и катодного каналов служат для согласования В:-одного и выходного напряжений силовой сети, причем напряжение Вторичной обмотки определяет зна !ебпбе напряжения на нагрузке. Zp

Трехфазн!бе мостовые выпрямители 3 и

4 анодного и катодного каналов, являясь силовой частью установки, предн-бзначены для изменения полярности тока в цепи нагрузки в зависимо IH От Выбранного рода работ блока 19 выбора рода работ и для получения точки естественной коммута-бии на выпрямленном напряжении для управления работами тиристорных клю- 30 чей 5 и 6 анодного и катодного каналов .

Тиристорные ключи 5 и 6 анодного и катодного каналов предназначены для

35 пропускания тока от трехфазных мостовых выпрл!бителей 3 и 4 анодного и катодного каналов в зависимости от выбранного рода работ блока 19 выбора рода работ. Блок 7 датчиков анод- 40 ного и катодного токов нагрузки служит для контроля заданных значений тока на нагрузке, а также вырабатывает напряжение обратной связи для стабилизации тока, подаваемого на бло- 45 ки 10 и 11 стабилизации тока анодного и катодного каналов и блок 20 пуска, сброса и защиты от перегрузок.

Усилители-формирователи 8 и 9 запуска тиристорного ключа анодного и катоднсго каналов служат для выработки мощных запускающих импульсов тиристорных ключей 5 и 6 анодного и катодного каналов в зависимости от выбранного рода работ блока 19 выбора

55 рода работ. Блоки 10 и 11 стабилизации токов анодного и катодного каналов вырабатьбвают сигналы для компенсации выходного тока на нагрузке соответственно по каждому каналу от заданных средних значений.

Блок 12 переключения анодного и катодного каналов предназначен для выработки сигнала запуска усилителей-формирователей 8 и 9 запуска тиристорных ключей анодлоб, и катодпого каналов и узлов 13 и 14 управления трехфаэными мостовыми чы!брямителями анодпого и катодного каналов В зависимости От Выбранного род" рчбэт блока 19 выбора рода работ, а также для управления формирователем 15 сигналов число-импульсного управле: нi. тиристорными ключами анопного и катодного каналов.

Узлы 13 и 14 управления трехфазн:,ми мостовыми выпрямителями анодпогбб и катодного каналОВ предназначены для управления тиристорами трехфазных мостовых выпрямителей 3 и 4 анодного и катодного каналов с целью получения определенной формы тока от трехфазных мостовых Выпрямителей 3 и 4 анодного и катодного каналов для выключения тиристорных ключей 5 и 6 анодного и катодного каналов.

Формирователь 15 сигналов числоимпульсного управления тиристорными клю (ами анодного и катодного каналов служит для преобразования с!бгпала, бб данного в цифрб вом виде, в последовательность импульсов управлс ния длительностью работы каждого канала,причем последовательность импульсов управления синхронизирована с сетевым напряжением ч тчкже вырабатывает сигна!Вl для переключения каналов,подаваемых на блок 12 переключения анодного и катодного каналов и узлы

13 л 14 управления трехфазпыми мостовыми выпрямителями анод, НОГО H катодчого каналов.

Узел 16 занесения программы предназначен для ввода зад,",иной информации управления длительностью работы каждого капала в блоки 17 и 18 индикации и набора числа анодных и катодных импульсов. Последние предназначены для визуальной иццикации и цифрового набора числа импульсов в десятичном коде, определяющих длительность работы каждого канала соответственно.

Блок 19 в!!бора рода работ служит для перевода устройства в режимь! длительно-анодный, длительно-катодный или длительно-пестационарный и вырв1654385> батывает импульсы управления усилителями-формирователями запуска тиристорньгх ключей 8 и 9 анодного и катодного каналов и узлами 13 и 14 управления трехфазйыми мостовыми вы5 прямителями вводного и катодного каналов.

Блок 20 пуска, сброса и защиты от перегрузок предназначен для выработки пускового импульса с первоначальным выбором включения катодного или анодного каналов блока 12 переключения анолного и катодного каналов а также включения каналов син хронно с напрл>кением силовой сети, причем блок 20 спуска, сброса и защиты от перегрузок запоминает момент пуска, кроме того, последний служит лля установки триггеров устройства в исходное состояние перед пуском, а в случае внутренних и внешних коротких замыканий в системе управления и силовой част устройства вырабатывает сигнал сброса для блока 25 !

2 переключения анодного и катодного каналов и перевода устройства в обесточенное состояние.

Генератор 21 синхроимпульсов служит для формирования синхроимпуль- 30 сов, соответствующих моменту прохождения через нуль выпрямленного напряжения, получаемых от трехфазных мостовых выпрямителей 3 и 4 анодного и катодного каналов, а также синхроимпульсов,сдвинутых по времени относительно первых. Он опреде-. ляет синхронность порядка работы и взаимодействия узлов и блоков устройства.

Генератор 22 высокой частоты (3 кГц) вырабатывает прямоугольные импульсы длительностью фронта 1

1,5 мкс и скважностью 4-5, которые подаются на усилители-формирователи 8 45 и 9 запуска тиристорных ключей анодного и катодного каналов и на узлы

13 и 14 управления трехфазными мостовыми выпрямителями анодного и "атодного каналов, усиливаются по мощ- 5О ности этими блоками и служат для запуска тиристорных ключей 5 и 6 анодного и катодного каналов, а также тиристоров 3 и 4 трехфазных мостовых выпрямителей анодного и катодного каналов. трехфазный трансформатор 23 синхронизации с блоком вторичного электропитания предназначен для выработки постоянных напряжений питания блоков устройства и подачи синхронного напряжения относительно выпрямленных напряжений, получаемых от трехфазных мостовых выпрямителей 3 и 4 анодного и катодного каналов в генератор

21 син>,роимпульсов для выработки синхроимпульсon.

Рассмотрим временные диаграммы формирования сдвинутых синхроимпульсон С1 и С2 генератором .21 синхроимпульсов (фиг.13): график а форма напряжений HB выходе неполного трехфазного мостового выпрямителя !09; график б — синхроимпульсы

С1; график в — выходное напряжение формирователя 112 импугьсов заданной длительности; график г — выходное напряжение формирователя 113 импульсов заданной длительности; график д — синхроимпульсы С2; график с — распределение по времени синхроимпульсов С! и С2.

На выходе неполного трехфазного мостового выпрямителя !09 (фиг.12) вырабатывается выпрямленное напряжение, которое в некоторый момент достигает значения нуля с периодом следования Т и„, равное полному периоду частоты 50 Гц, т.е. 0,02 с.

Это напряжение подается на вход транзистора 110 типа и-р-и и закрывает

его. Последний открывается только в момент, когда подаваемое на вход напряжение близко к нулю. В это время на входе логического элемента

2И-HE 111 создается условие логического "0", а на выходе логической п

1, т.е. íà его выходе формируются импульсы Ci длительностью 5-10 мкс (фиг. 13, график б).

Синхроимпульсы С1 подаются на формирователи 112 и 113 импульсов заданной длительности, а также к блоку

12 переключения анодного и катодного каналов, узлу 16 занесения программы, блоку 20 пуска, сброса и защиты от перегрузок. Подбором RC-цепочки на выходе формирователей 112 и 113 импульсов заданной длительности добиваются разной длительности их выходных импульсов (фиг.13, графики в, r).

Выходные импульсы формирователей

112 и 113 импульсов заданной длительности подаются на вход логического элемента 2И-HF, 114, далее инвертируются логическим элемен>.ом 2И-HE

115 и с его выхода снимаются синхро1654385 импульсы С2 (фиг. 13, график д) . При этом длительность О равна одному и периоду, а, — времени между импульсами С1 и С2, необходимому для задержки начала пачки отпирающих импульсов запуска тиристорных ключей

5 и .6 анодного и катодного каналов и тиристоров трехфазных мостовых выпрямителей 3 и 4 аподного и катодного каналов. Длительность паузы

2 в:"«бирается с учетом того, что после снятия напряжения с тиристоров трехфаэных мостовых выпрямителей 3 и 4 анодпого и катодного каналов ток, рагный то.«у ."цы „, достигается не сраэ у, а чере э ««екоторое время, ра««ное 50-100 мкс, для наиболее распространенных ."««лопь«х тиристоров.

Принци;- поочередного включения трехфазных мостовых выпрямителей 3 и 4 а««с>д««>го и катодного каналов на нагрузку с целью получения разных форм тока обеспечивается управлением тиристорных к«««ачей 5 и 6 анодного, катод««ого .;a««,-«.г«ов и тиристоров 29 и

35 трех« .>аэ«««,«х мостовых выпрямителей

3 и 4 а««од««ого и катодного каналов (фиг. 1-3) . Принципиальные схемы трехфаз««««х мостовых выпрямителей

3 и 4 анодного и катодного каналов (фиг.2 и 3) состоят иэ комбинаций пяти диодов (?4-28 и 30-34) и одпого тиристора (29 и 35), причем тиристоры 29 и 35 включены на одноименную фазу, а у неполного трехфазного мостового выпря.-штеля 109 (фиг.12) в этом месте диод отсутствует.

На фиг.4 представлены временные диаграммы работы выпрямителя, где график >к — форма подводимого напряжения; график э — форма выходного напряжения в режиме неполного выпрнмления; график и — форма выходного напряжения в режиме полного выпрямлени», Схемы, приведенные на фиг.2 и

3, работают следу«ощи«« образом.

Когда на тиристоры 29 и 35 не подана отпирающая пачка импульсов, на их выходах вырабатывается выпрямленное напряжение, мг««овенное значение которого в некоторый момент времени достигает нуля (фиг.4, график э) с периодом, равным одному периоду переменного напряжения, и частотой 50 Гц,причем иэ-за идентичности схем трехфаэньгх мостовых выпрямителей 3 и 4 анодного и катодного каналов и неполного трехфазного мостового выпрямителя 109 (фиг.13), нулевое значение напряжения на выходе трехфазных мостовых выпрямителей 3 и 4

5 анодного и катодного каналов совпадают с моментом выработки синхроимпульсов С1. При этом ссэдается условие для естественной коммутации тиристорных ключей 5 и 6 анодного и катодного каналов, так как в момент появления синхроимпульсов С1 приложенное напряжение на тиристорных ключах 5 и 6 анодного и катодного каналов равно нулю т,е, по синхронм пульсу С1 их можно выключать, а по синхроимпульсу С2 включать поочередно. Тогда через блок 7 датчиков анодного и катодного токов нагрузки и через нагрузку пойдет ток или от трехфазного мостового выпрямителя 3 анодного канала или от трехфазного мостового выпрямителя 4 катодного канала в противоположных направлениях

?. > согласно связи между трехфазными мостовыми выпрямителями 3 и 4 анодного и катодного каналов, тиристорными ключами 5 и 6 анодного и катодного каналов, блоком 7 датчиков анодного и катодного токов нагрузки (фиг.1);

В случае, когда тиристоры 29 и 35 трехфаэных мостовых выпрямителей 3 и 4 анодного и катодного каналов от35 крыты (с узла 14 управления трехфаэным мостовым выпрямителем катодного канала и формирователя 15 сигналов число-импульсного управления тирис— торными ключами анодного и катодного каналов поступает на них пачка отпирающих импульсов (форма выходных

««апря><еиий соответствует форме, показанной на фиг. 4, график и) . Такая форма >«лтряже««ия не имеет значение, равное нулю, и если ее приложить к одному иэ тиристорных ключей 5 и 6 а««одного или катодного каналов, то выключить тиристорный ключ невозможно иэ-за отсутствия момента естественной коммутации., 1ля управления моментом выключения тиристорных ключей 5 и 6 анодного или катодного каналов к узлам 13 и 14 управления трехфазными мостовыми выпрямителями

55 анодного или катодного каналов соответственно эа одип период до выключения тиристорных ключей 5 и 6 анодного и катодного каналов поступают импульсы от формирователя 15 сигна1654385 лов число-импульсного управления тиристорными ключами анодного и катодного каналов, запрещающие подачу пачки отпираоцих,импульсов на тирис5 торы 29 или 35. При этом создается условие вьи;лючения T. ристорных ключсй 5 и 6 вводного или катодного кана .ов по синхроимпульсу С1, так как выходное напряжение трехфазных мостовых выпрямителей 3 и 4 анодного или катодного каналов имеет значение, равное нулю и момент появления сНН хроимпульса С1.

Для пояснения работы устройства (фиг.1) рассмотрим временные диаграммы для различных видов рода работ (фиг.13- 17), где: U1 — напряжение питающей сети во вторичной обмотке

ci .ëoâûõ понижаюцих трехфазных трансформаторов 1 и 2 с переменными коэффициентами трансформации анодного и катодного каналов; U2 — форма выходных напряжений трехфазных мостовых выпрямителей 3 и 4 анодного и 25 катодного каналов; U3 — синхроимпульсы С1 и С2; U4 — импульсы, запрещающие подачу пачки отпирающих импульсов формирователя 15 сигналов числоимпульсного управления тиристорными ключами анодного и катодного каналов на трехфазные мостовые выпрямители 3 и 4 анодного и катодного каналов через узлы 13 и 14 управления трехфазными мостовыми выпрямителями анодного и катодного каналов;

U5 — импульс блока 20 пуска, сброса и защиты от перегрузок; Uá — импульс пуска задержки от момента пуска до момента включения одного из 4р в блоке 12 переключения анодного и катодного каналов по синхроимпульсу

С2; Б7 — пачка отпираюг>их импульсов тиристорных ключей 5 и 6 анодного и катодного каналов о усилител й- 45 формирователей 8 и 9 запуска тиристорных ключей анодного и катодного каналов; U8 — форма и напряжения на нагрузке.

Взаимосвязь и работа блоков уст50 ройства следуицие.

I. Год работы нестационарный. Режим ас)иметричного тока.

Пусть число импульсов анодного и катодного каналов 1:1 (фиг.12).

При этом импульсы U4 должны вырабатываться за один период до момента переключения каналов формирователем

15 clil iiëëoâ число-импульсного управления тиристорными ключами анодного и катоцного каналов. Это означает, что »а узлы 13 и 14 управления трехфазными мостовыми выпрямителями анодного и катодного каналов уже подан импульс "Осн Сч=1", на отключение тиристоров 29 и 35 трехфазных мостовых выпрямителей 3 и 4 анодного и катодного каналов (фиг.1),При этом выходное напряжение U2 трехфазных мостовых выпрямителей 3 и 4 анодного и катодного каналов имеет форму, показанну» на фиг.14 (U2 — штриховая кривая). По импульсу пуска

U5 и по синхроимпульсу С2 включается один из каналов блока l2 переключения анодного и катодного каналов и тиристорные ключи 5 и 6 анодного или катодного каналов до появленйя следующего синхроимпульса С1 (фиг.14).

По импульсу формирования 15 сиг