Redresor stabilizat pentru electroliza.

[Vizitator smilex]

Habar n-am de electroliza, dar intuitia imi spune ca e vorba de curent. De aceea cred ca limitarea in curent s-ar impune. In acest sens cel mai fiabil ar fi o solutie "current mode" fie forward cu doi tranzistori si UC3843 (de genul asta), fie semipuntea de care mai ziceam, cu UC3846 (parca mai placuta datorita simetriilor). Sau 2846 (-20grC...+85grC) daca e cazul. Se gasesc la rsdeliv... Cred ca varianta clasica cu TL494 (sau asemenea) ar fi foarte solicitanta la limitari la scurt repetate.

[d2134]

@ smilex & em2006:

 

N-ar fii rau sa incercati sa intelegeti cam ce este electroliza si cum functioneaza o celula de electroliza. V-ar veni mult mai usor sa proiectati un alimentator pentru asa ceva.

In lipsa de alta documentatie se poate incepe de aici: http://ro.wikipedia.org/wiki/Electroliz%C4%83

Se va da o atentie deosebita legilor electrolizei dupa Faraday si conditiilor de proces.

[eugeniusro]

O sa imi dau si eu putin cu parerea, am lucrat in trecut undeva unde se acoperea cu strat de crom dur niste piese.

In principiu aveam doua modele de redresori aveam un model cu control in primarul transformatorului iar in secundar aveam doar o punte trifazica de diode de mare putere (la acest model aveam racire cu aer) si mai aveam un model cu controlul curentului redresat in secundar cu tiristori de mare putere raciti cu apa.

tensiunea de lucru era de 5 V dar redresorul putea scoate pana la 9 V, in schimb curentul era de 15 000 A, nu glumesc pentru acoperirea cu crom nu se mai permite folosirea arsenicului in solutie si in acest caz pentru a asigura stabilitatea stratului depus trebuie un curent foarte mare, deasemenea este foarte important ca electrolitul (acid cromic) sa aibe temperatura intre 56 grade si 70 grade celsius, altfel in loc de strat de crom obtii un fel de noroi. Nu mai am din pacate nici o poza cu instalatiile de redresare, am mai gasit o poza de la instalatia de cromare continua.

Puteti vedea electrozii de plumb (anozii) in baia de cromare, bara care se cromeaza avanseaza prin interiorul spiralelor.

Foloseam ceva de genul asta:

http://www.alibaba.com/product-gs/336165669/automatic_reversing_hard_chrome_plating_rectifier.html

[em2006]

O schema bloc se gaseste si la mine pe site de mai multa vreme, am si facut referire la ea, dar n-a comentat nimeni.

E drept ca e o solutie veche, cu amplificator magnetic, dar daca acesta se inlocuieste cu tiristoare antiparalel, iese cam ce a zis @eugeniusro.

Vedeti ca e vorba de stabilizare de tensiune si limitare de curent.

 

Daca cititi topicul de la inceput, vedeti ca se confirma si ce a a zis inca de pe atunci userul @pusu.

 

Dragos, daca stii mai multe lucruri concrete legate de subiect, ori ai lucrat in domeniu, pune, mai bine informatiile aci, nu ne trimite la abc-ul electrolizei, doar nu-ti imaginezi ca articolul acela de pe wiki nu l-am citit, eu sunt sigur ca l-a citit si @smilex. In principiu ai perfecta dreptate, si eu obisnuiesc sa ma documentez temeinic inainte de a purcede la un proiect, valoarea timpului consumat se amortizeaza daca-ti faci treaba bine, dar aci e vorba doar de a ajuta dezinteresat un coleg care, el find cel interesat, ar trebui sa faca documentarea si sa precizeze exact doar caracteristica externa a redresorului, asta cred ca ar fi suficient. Mai ales ca o mare importanta are si aplicatia concreta, adica la ce va fi folosit aparatul, or nici asta n-am aflat inca dupa 13 pagini de discutii.

[Vizitator smilex]

Bine, notiunile de baza sunt cunoscute. E vorba de chichite. De exemplu, in alegerea unei solutii, pe mine m-ar interesa felul cum sarcina variaza, adica daca exista variatii de curent sau suprasarcini (sau scurturi) la o tensiune data, ce valoare au si cat de dese sunt (timpii). Dar nu poate fi vorba de 75kW ca in exemplul anterior. Cel putin nu in comutatie. Cred ca daca se utilizeaza traf retea, cel mai convenabil e cu tiristoare (triac).

[eugeniusro]

pentru a avea o acoperirea galvanica de calitate trebuie sa ai in primul rand o reteta de electrolit buna, pentru acest lucru va trebuii sa ai un rezervor mare cu electrolit de unde prin conducte din PVC (izolatoare) recirculi permanent electrolitul din baie, iti trebuie si o pompa pentru asta, deasemenea trebuie sa mentii o temperatura de lucru optima pentru electrolit deci trebuie sa ai rezistente de incalzire in acea baie care vor merge la pornirea instalatiei ulterior datorita caldurii degajate in functionare acestea se decupleaza dar va trebuii asigurata racirea bai de electrolit, deci fie recirculi electrolitul printr-un radiator fie printr-un schimbator de caldura racit cu apa.In functie de dimensiunea pieselor si de tipul de acoperire galvanica se va stabilii necesarul de curent in amperi pe centimetru patrat si evident de aici vei deduce puterea necesara pentru redresor. Redresoarele industriale mai au si niste mici facilitati, posibilitatea de inversare a polaritatii pentru operatiunea de anodizare si evident au incorporate temporizatoare pentru stabilirea precisa a timpului de lucru si evident protectii la supracurent si la temperatura tiristorilor, in circuitul de racire al tiristorilor e bine sa folosesti apa detatrata sau distilata pentru a evita depunerile pe interiorul radiatoarelor de la tiristori care reduc transferul termic si duc la supraincalizirea acestora.

[Vizitator smilex]

^Nu cred ca pe mine m-ar ajuta.Concret, daca vorbim de o sursa in comutatie pana la 1-2kW (cred ca se doreste o instalatie mai mica), trebuie aleasa o configuratie. Fac aici comparatie intre comanda in tensiune a TL494 si cea in curent a UC3846. Daca curentul este relativ constant, posibilitatea scurtului exclusa, iar suprasarcina se instaleaza lent, se poate cu 494. Simplu si usor de calculat. In cazuri mai dure, e recomandabia comanda in curent cu 3846. Daca e cu traf retea, parca e mai sigur, dar are alte dimensiuni. Insa pana la puterile astea nu e nevoie de racire cu apa. Intradevar, cam lipsesc informatii.

[d2134]

Principalul parametru care se regleaza este curentul. Viteza cu care se desfasoara reactiile si cantitatea de substanta depusa sau degajata in unitatea de timp, depind de valoarea curentului. Pare avantajos sa se foloseasca un curent cit mai mare pentru a termina repede treaba dar depunerea de metal cu viteza mare duce la suprafete poroase si/sau incluziuni de impuritati. tehnologul stabileste in fiecare caz densitatea de curent la nivelul electrodului fie ca valoare data, fixa, fie ca interval de valori.

Tensiunea se monitorizeaza; daca trece de anumite valori ceva nu e in regula. In unele cazuri se monitorizeaza si temperatura baii. Tensiunea pe o celula este data de tensiunea de descompunere (dependenta de reactiile chimice ce au loc la electrozi) care este de ordinul voltilor sau fractiunilor de volt si carerea ohmica de tensiune pe conductorii de legatura, electrozi si electrolit. Caderea de tensiune pe conductori si electrozi poate fii micsorata pina la valori neglijabile. Caderea de tensiune pe electrolit depinde de gometria baii (suprafata electrozilor si distanta dintre ei), de concentratia si temperatura baii (densitatea purtatorilor de sarcina si mobilitatea lor). Caderea de tensiune care asculta de legea lui Ohm este, in general, de citeva procente din tensiunea de descompunere.

Exista si exceptii notabile: rafinarea cuprului si eloxarea aluminiului.

La rafinarea cuprului tensiunea de descompunere este, teoretic, 0V deoare aceiasi reactie se produce la ambii electrozi doar ca in sens invers. Tensiunea pe celula asculta de legea lui Ohm si este de ordinul fractiunilor de volt. in practica se leaga in serie zeci sau sute de celule.

La eloxarea (anodizarea) aluminiului grosimea stratului de oxid format pe suprafata piesei depinde de tensiunea aplicata baii. Se poate aplica o tensiune de pina la 300V sau de numai citiva volti. http://en.wikipedia.org/wiki/Anodizing. Majoritatea tensiunii este tensiunea de strapungere a stratului de oxid.

 

In concluzie:

- alimentarea celulelor de electroliza se face din surse de curent reglabile. In aplicatiile pionieresti se recomanda un redresor de 12-15v in serie cu un reostat. Daca tinem seama ca numai 2-3V cad pe celula de electroliza, redresorul impreuna cu reostatul aproximeaza o sursa de curent. Metoda e buna pentru mici experimente dar oneroasa daca s-ar aplica in industrie,

- este rentabil sa se lege in serie mai multe celule identice,

- tensiune nu se stabilizeaza si se limiteaza reglabil doar in cazuri speciale (eloxare),

- celula de electroliza poate fii modelata ca o dioda Zenner ideala in serie cu o rezistenta.

[Vizitator smilex]

Cu toate ca nimeni nu vorbeste despre valorile si timpii (viteza) cu care se modifica curentul, inclin sa cred ca o sursa cu comanda in curent este mai potrivita. Pentru puterile mici mentionate.

[d2134]

Esti turc? N-ai auzit ca nu se modifica curentul el se stabileste la o valoare data de tehnolog.

[Vizitator pisica matache]

Probabil si eu sunt turc;or mai fi si altii...Si pana la urma si turcii sunt oameni....Cum se stabileste la o anumita valoare,daca nu-l poti modifica?Scuze;am citit ce ai postat anterior,am priceput acum.

[Vizitator smilex]

parametru care se regleaza este curentul

Tensiunea se monitorizeaza; daca trece de anumite valori ceva nu e in regula

tensiunea de descompunere este, teoretic, 0V

ca o dioda Zenner ideala

Probabil nu m-am facut inteles. Evident ca acel curent se regleaza la o valoare dorita, pentru ca e o comanda in curent. Comparatia cu un zener e edificatoare. Problema este: se modifica curentul daca nu comand in curent baia, ci pun direct un acumulator pe ea? Si daca da, in ce fel, cu ce viteza? Daca o fac pe un zener, il strapung instantaneu, curentul e imens. Raspunsul la aceste intrebari determina solutia constructiva. Nu ma intereseaza ce se intampla cu acel curent daca chiar eu il livrez constant. Evident ca nu se modifica. Este mare diferenta intre o sursa cu comanda in curent si una in tensiune, ca functionare.

[ain]

Cu toate ca nimeni nu vorbeste despre valorile si timpii (viteza) cu care se modifica curentul, inclin sa cred ca o sursa cu comanda in curent este mai potrivita.

Incerc sa acopar eu aceste aspecte.Asa cum s-a mentionat deja, circuitul electric echivalent poate fi descris ca o dioda zenner in serie cu un rezistor. Insa modelul acesta este prea simplist pentru a descrie constantele de timp ale procesului. De aceea il voi complica eu putin. In loc de rezistenta serie ar trebui puse o serie de grupari paralele rezistor/capacitor, cate una pentru fiecare proces elementar (principale ar transportul reactantilor spre interfata, adsorbtia, transferul de sarcina propriu-zis, desorbtia, transportul produsilor, formarea si cresterea germenilor unei faze noi si incarcarea stratului dublu-electric - o capacitate ce se formeaza la interfata).Dintre etapele mentionate mai sus unele sunt rapide (incarcarea stratului dublu electric are loc la nivel de ms) iar altele sunt lente (transportul de masa, cresterea de germenilor in jur de 10-100 s). Totul este sa intelegem care din etapele elementare contribuie decisiv la raspunsul sistemului.La electroliza apei, spre exemplu, formarea bulelor si desprinderea lor dicteaza in mare masura raspunsul dinamic, cu o constanta de timp de ordinul secundelor.La galvanizarea, pe masura ce metalul se depune distanta interelectrodica scade ceea ce determina o crestere a curentului la tensiune constanta. Constanta de timp este foarte mare, sute sau mii de secunde. Insa daca depunerea este aciculara, constanta de timp poate scadea la ordinul secundelor.La marea majoritate a proceselor electrochimice de fapt nu conteaza daca operezi galvanostatic sau potentiostatic. Insa unele procese sunt mai sensibile, in special acelea unde se modifica starea suprafetei, si in care modificarea densitatii de curent modifica mult proprietatile produsului. De regula in aceasta situatie este de preferat o operare galvanostatica (curent constant). Din contra, la procesele in care concentratia solutiei variaza mult, operarea la potential constant (practic tensiunea dintre electrodul la care are loc procesul de interes si un electrod - numit de referinta - cu valoarea fixa a potentialului) duce la rezultate mai bune (randamente mai bune, nu insa si productivitate mai mare). Operarea la tensiune constanta este o solutie de compromis, care poate fi utilizata in marea majoritate a situatiilor. Motivul pentru care multe instalatii utilizeaza curentul constant este ca in acest regim viteza procesului este constanta, deci mai usor de urmarit.

[Vizitator smilex]

Nu complici deloc, sunt primele informatii concrete despre variatia curentului. Din ceea ce spui, o sursa cu comanda in tensiune si limitare de curent gen 494 e suficienta. Ceva in genul celei postate anterior. Variatia lenta poate fi usor compensata de 494. Credeam ca variatiile pot fi mult mai rapide si mai mari (zeci A/us), asta ar fi impus o sursa care sa limiteze curentul pentru fiecare impuls in parte, gen 3846. Dar e ok asa.

[ain]

Din ceea ce spui, o sursa cu comanda in tensiune si limitare de curent gen 494 e suficienta.

Evident. Probabil ca o sursa de comutatie pe la vreo 100Hz ar fi suficienta pentru mai toate aplicatiile uzuale. Doar la o celula de electroliza cu distanta de micrometrii intre electrozi care ar raspunde mult prea rapid, dar nu cred ca e cineva interesat de asa ceva.As dori control de curent doar in situatiile in care parametrii procesului se shimba mult (spre exemplu in timpul electrolizei se degaja multa caldura, ca rezultat temperatura variaza intre limite largi). Si in aceasta situatie este mult mai eficient sa operez la curent constant, pentru ca altfel trebuie sa modific tensiunea dupa o lege complicata de temperatura. Insa sursa as face-o tot cu ceva gen 494 cu limitare de curent , operand sursa in regim de limitare, regland astfel curentul.Si un ultim aspect: de fapt stabilizarea e inutila. O celula de electroliza e un capacitor virtual cu o valoare greu de intuit. Luati un acumulator de masina, si calculati capacitatea aparenta ca rapotul dintre sarcina in coulombi (deci A *s) si tensiunea la borne. Rezultatul e de ordinul zecilor de kilo farazi (cei drept care se manifesta pe cu o constanta de timp de ordinul orelor). Cu o asa "filtrare" intrinseca la dispozitie, micile fluctuatii de curent sau tensiune nu au niciun fel de influenta asupra procesului electrochimic.