179456. lajstromszámú szabadalom • Rendszer eloxált aluminium elektrolitikus szinezési eljáráshoz használható feszültség vagy áram előállítására és önszabályozására
3 179456 4 kétszeresét, és ez az érték mint mindig, kizárólag az oxidréteg állapotától és jellemzőitől függ. Ilyen módon ugyanolyan alkalmazott váltakozó feszültség mellett az eredő feszültség értéke a terhelés villamos jellemzőinek a változásától függ és ennek vezérlését nagyon nehezen lehet megoldani. Az olyan eljárásoknál, mint amilyen az elektrolitikus színezés is, ahol a villamos energiát nagyon pontos adagolásban kell betáplálni, a fenti hatás komoly hátrányok forrását képezi. A fenti hátrányok kiküszöbölésére közvetett vezérlésű rendszerek révén már több kísérlet történt, de ezek a kívánt hatást nem érték el. Másrészt pedig a tirisztoroknak a váltakozóáramok vezérlésére vagy szabályozott vezetési szögű egyenirányítóit áramok előállítására irányuló ipari felhasználásánál a rádiófrekvenciás zavarok keletkezése gyakran komoly problémákat jelent, és ezeket a zavarokat nagyon nehéz leküzdeni, különösen amikor a tirisztorok nullától eltérő feszültség mellett üzemelnek. A találmány szerinti rendszer ezeket a nehézségeket leküzdi és az eljárásban használt hullámalak tökéletes szabályozását biztosítja. Ez az áramgenerátoros rendszer az alumínium elektrolitikus színezésénél az eloxált alumíniumra kapcsolt feszültséget vagy áramot szabályozó műveleti erősítő felhasználásán, valamint nagyteljesítményű tranzisztorok alkalmazásán alapul, és ezáltal a berendezés nagyüzemi alkalmazása is éppen olyan előnyöket biztosít, mint amilyenek a laboratóriumi felhasználásnál jelentkeznek. A rendszerhez tartozik egy szimmetrikus egyenáramú áramforrás a hozzá tartozó transzformátorral, egyenirányítókkal, szűrőkkel, stb., amelyek háromfázisú táphálózatot alkotnak, és ez az áramforrás egy pozitív és negatív feszültséget állít elő, amelynek azonos értéke van egy középső vagy semleges ponthoz képest, amely az elektródok egyikének táplálását képezi. A rendszerben ehhez a tápáramforráshoz egy teljesítményszabályozó fokozat csatlakozik, amely nagyteljesítményű tranzisztorok két csoportjából áll, tartalmaz ezenkívül egy bipoláris műveleti erősítőt, amely annak a feszültségnek a nagyságát vagy alakját szabályozza, amelyet a színezendő terhelésre kell kapcsolni, egy külső félhullám vezérlőt, amely egy csoport megfelelő értékű és alkalmasan elrendezett diszkrét alkatrészből áll és az érzékelt jelet feldolgozza, majd a műveleti erősítő invertáló bemenetére kapcsolja, két időben lineáris programozó egységből kialakított programozó rendszert, ahol az egyik az anódos hullám programozására, a másik pedig a katódos hullám programozására szolgál, és egy jelgenerátort, amely a bipoláris műveleti erősítő pozitív vagy nem invertáló bemenetéhez csatlakozik. Végül egy mérő és rögzítő rendszert is alkalmazunk, amely érzékeli és elkülöníti az alumíniumra kapcsolt áram villamos paramétereit, és az idő függvényében grafikusan ábrázolja az anódos és katódos feszültségeket és az anódos és katódos áramokat. Ilyen módon az önvezérlés eredményekor mindenkor torzítástól mentes feszültség vagy áram hullámalakot kapcsolunk az elektrolitikus cellára vagy fürdőre, amely független a színezendő terhelés villamos jellemzőitől úgymint kapacitásától, polarizációjától, stb. Mivel tetszőleges hullámalakot használhatunk bárminemű deformáció nélkül, a szinuszos hullámok alkalmazása teljesen megakadályozza a rádiófrekvenciás zavarok keletkezésének problémáit, amely problémák általánosan előfordulnak azokban a rendszerekben, amelyek változó vezetési szögű tirisztorokat használnak. A nem folytonos jelek használatából adódó terhelés aszimmetriát három háromfázisú elosztó vonalon osztjuk el. A rendszer ezért mindig egyensúlyban van. Mivel a referencia jelet folytonosan összehasonlítjuk a terhelésre ténylegesen rákapcsolt feszültséggel vagy árammal és mivel mindkettőt azonossá tesszük, a rendszer akár feszültségre akár áramra nézve mindig önstabilizáló. Ezért, ha egyszer már a kezdeti feltételeket rögzítettük, akkor ezek állandóan fenn is maradnak tekintet nélkül a színezendő terhelés nagyságára, és mindehhez nincs szükség semmilyen módosítás vagy beállítás elvégzésére sem. A rendszer a berendezés módosítása nélkül lehetővé teszi azt, hogy bármely színezési eljárásnál bármely villamos programot használhassunk. Ezzel egyidejűleg alkalmas arra is, hogy a programokat megossza egyéb elektrolitikus eljárások részére is, mint például az eloxálásra, a bevonat készítésére, stb. A rendszer lehetővé teszi azt is, hogy a táphálózat frekvenciájától eltérő áramfrekvenciát alkalmazzunk, amely a színezési programoknál nagyon előnyös. Végül megemlítjük, hogy az eljáráshoz tartozó jellemzők értékét a rendszer folyamatosan rögzíti. Ebből következik, hogy működését a hibák felismerésére, korrekciójára, statisztikai vezérlések készítésére, valamint a folyamat teljes automatizálására könnyen szabályozhatjuk. A találmányt a továbbiakban egy kiviteli példa kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra az eloxált alumínium elektrolitikus színezési eljáráshoz alkalmazható feszültség vagy áram hullámalak előállítására és önszabályozására vonatkozó találmány szerinti rendszer vázlata, a 2. ábra az alkalmazott hullámalak és az eredő hullámalak idődiagramja, amely a kondenzátor hatás eredményét szemlélteti, és a 3. ábra a 2. ábrához hasonló diagram, amelyen ugyanazok a hullámalakok láthatók, de itt az alkalmazott feszültséget tirisztorok vezérlik. A rajzból, különösen pedig a 2. ábrából látható, hogy a korábbi magyarázatainkkal összhangban a kondenzátor hatás következtében amikor 1 váltakozóáramot kapcsolunk az alumínium és a másik elektróda közé, akkor olyan eredő 2 hullámalakot kapunk, amelynek mind az átlagértéke, mind pedig az effektiv értéke megnövekedett az alkalmazott 1 váltakozóáram hasonló jellemzőihez képest. Amikor ipari méretű berendezéseknél az 1 váltakozóáramot tirisztorok felhasználásával vezéreljük, akkor az alkalmazott terhelés nagy kapacitása miatt az eredő feszültségnek a 3. ábrán vázolt 2 hullámalakja lesz. Ebből látható, hogy az eredő feszültség átlag$ 10 15 ?.0 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
