PDF Печать E-mail

УДК 621.3.011:621.372                                                                                                                                    DOI: https:doi.org/10.15407/techned2018.02.003

ЦИКЛИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЦЕПЯХ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫХ УСТАНОВОК С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ СКОРОСТИ НАРАСТАНИЯ РАЗРЯДНЫХ ТОКОВ И ПАУЗЫ МЕЖДУ НИМИ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ НАГРУЗКИ

Журнал Технічна електродинаміка
Издатель Институт электродинамики Национальной академии наук Украины
ISSN 1607-7970 (print), 2218-1903 (online)
Выпуск № 2, 2018 (март/апрель)
Cтраницы 3 – 10

 

Авторы
А.А. Щерба*, чл.-корр. НАН Украины, Н.И. Супруновская**, докт.техн.наук
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев, 03057, Украина,
e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
* ORCID ID : http://orcid.org/0000-0002-0200-369X
** ORCID ID : http://orcid.org/0000-0001-7499-9142

 

Проведен анализ циклических переходных процессов в зарядно-разрядных цепях конденсатора полупроводниковой электроразрядной установки с применением математической модели сопротивления электроискровой нагрузки, зависящего от величины разрядного тока, скорости его изменения и длительности временной паузы между разрядными импульсами. Математическая модель отражает U-образный характер изменения сопротивления такой нагрузки во времени (в частности, при объемном электроискровом диспергировании слоя токопроводящих гранул в диэлектрической жидкости), а также учитывает, что сопротивление может иметь различные значения в начале и конце процесса разряда конденсатора и изменяться в течение паузы между разрядными импульсами. Выполнено сравнение результатов исследования переходных процессов (длительности разрядного импульса, энергии, выделившейся в нагрузке, средней импульсной мощности и средней скорости нарастания тока в нагрузке за различные временные интервалы) в разрядных цепях с нелинейным сопротивлением электроискровой нагрузки и энергетически эквивалентным ему линейным сопротивлением. Проведен анализ путей повышения динамических характеристик импульсных токов в нагрузке при регулировании длительности разряда конденсатора установки. Библ. 17, рис. 4, табл. 2.

Ключевые слова: нелинейное сопротивление, электроискровая нагрузка, импульс, переходные процессы, математическая модель.

 

Поступила                              20.09.2017
Окончательный вариант   09.10.2017
Подписано в печать           01.03.2018



УДК 621.3.011:621.372

ЦИКЛІЧНІ ПЕРЕХІДНІ ПРОЦЕСИ В ЛАНЦЮГАХ ЕЛЕКТРОРОЗРЯДНИХ УСТАНОВОК З УРАХУВАННЯМ ВПЛИВУ ШВИДКОСТІ НАРОСТАННЯ РОЗРЯДНИХ СТРУМІВ ТА ПАУЗИ МІЖ НИМИ НА ОПІР НАВАНТАЖЕННЯ

Журнал Технічна електродинаміка
Видавник Інститут електродинаміки Національної академії наук України
ISSN 1607-7970 (print), 2218-1903 (online)
Випуск № 2, 2018 (березень/квітень)
Cторінки 3 – 10

 

Автори
А.А. Щерба, чл.-кор. НАН України, Н.І. Супруновська, докт.техн.наук
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна,
e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

 

Проведено аналіз циклічних перехідних процесів у зарядно-розрядних ланцюгах конденсатора напівпровідникової електророзрядної установки із застосуванням математичної моделі опору електроіскрового навантаження, що залежить від величини розрядного струму, швидкості його зміни й тривалості часової паузи між розрядними імпульсами. Математична модель відображує U-подібний характер зміни опору такого навантаження в часі (зокрема при об'ємному електроіскровому диспергуванні шару струмопровідних гранул у діелектричній рідині), а також ураховує, що опір може мати різні значення на початку й кінці процесу розряду конденсатора та змінюватися протягом паузи між розрядними імпульсами. Виконано порівняння результатів дослідження перехідних процесів (тривалості розрядного імпульсу, енергії, що виділилася у навантаженні, середньої імпульсної потужності й середньої швидкості наростання струму в навантаженні за різні часові інтервали) у розрядних ланцюгах з нелінійним опором електроіскрового навантаження й енергетично еквівалентним йому лінійним опором. Проведено аналіз шляхів підвищення динамічних характеристик імпульсних струмів у навантаженні при регулюванні тривалості розряду конденсатора установки. Бібл. 17, рис. 4, табл. 2.

Ключові слова: нелінійний опір, електроіскрове навантаження, імпульс, перехідні процеси, математична модель.

 

Надійшла                         20.09.2017
Остаточний варіант       09.10.2017
Підписано до друку       01.03.2018



Література

1. Vovchenko A.I., Tertilov R.V. Synthesis of capacitive non-linear- parametrical energy sources for discharge-pulse technologies. Zbirnyk naukovykh pratz Natsionalnoho universytetu korablebuduvannia. Mykolaiv, 2010. No 4. Pp. 118–124. (Rus)

2. Volkov I.V., Vakulenko V.M. Sources for power supply of lasers. Kyiv: Tekhnika, 1976. 176 p. (Rus)

3. Petrichenko S.V. Dynamics of spark-erosion processes during discharge in current-conducting granular layer. Proc. 11th International Conference on Physics of Impulse Processes in Condensed Media. Mykolaiv. Ukraine, 22-26 August 2003. Pp. 42–43. (Rus)

4. Shcherba A.A., Suprunovska N.I., Ivashchenko D.S. Modeling of nonlinear resistance of electro-spark load taking in to account its changes during discharge current flowing in the load and at zero current in it. Tekhnichna Elektrodynamika. 2014. No 5. Pp. 2325. (Rus)

5. Shcherba A.A, Shtompel I.V. Analysis electrical parameters and dynamics of spark discharges in a layer of current-conducting granules. Stabilizatsiia parametrov elektricheskoi energii. Kiev: IED AN Ukrainy, 1991. Pp. 65–74. (Rus)

6. Zakharchenko S.N., Kondratenko I.P., Perekos A.Ye., Zalytsky V.P., Kozyrsky V.V., Lopat'ko K.G. Influence of duration of discharge pulses in a layer of iron granules on the sizes and a structurally-phase state of its electro-eroded particles. Vostochno-Evropeiskii Zhurnal peredovykh tekhnologii. 2012. Vol. 6. No 5 (60). Pp. 66–72. (Rus)

7. Shcherba A.A. Principles of construction and parameters stabilization of semi-conductor electro-pulse systems for electro-spark dispersion of current-conducting materials layer. Stabilizatsiia parametrov elektricheskoi energii. Kiev: IED AN Ukrainy, 1991. Pp. 1230. (Rus)

8. Suprunovska N.I., Shcherba A.A. Regularity of change of the energy loss in RL – circuits connecting capacitors, charged to different voltage. Tekhnichna Elektrodynamika. 2015. No 6. Pp. 3–7. (Rus)

9. Suprunovska N.I., Shcherba A.A., Ivashchenko D.S., Beletsky O.A. Processes of energy exchange between nonlinear and linear links of electric equivalent circuit of supercapacitors. Tekhnichna Elektrodynamika. 2015. No 5. Pp. 311. (Rus)

10. Berkowitz A.E., Walter J.L. Spark Erosion: A Method for Producing Rapidly Quenched Fine powders. J. of Mater. Res. 1987. March/April. 2 (2). Pp. 277–288.

11. Sen B., Kiyawat N., Singh P.K., Mitra S., Ye J.H., Purkait P. Developments in electric power supply confi­gurations for electrical-discharge-machining (EDM). The 5th International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS). Singapore, 17-20 November 2003. Vol. 1. Pp. 659 – 664.

12. Carrey J., Radousky H.B., Berkowitz A.E. Spark-eroded particles: Influence of processing parameters. Journal of Applied Physics. 2004. Vol. 95. No 3. Pp. 823–829. https://doi.org/10.1063/1.1635973

13. Casanueva R., Azcondo F.J, Branas C., Bracho S. Analysis, design and experimental results of a high-frequency power supply for spark erosion. IEEE Transactions on Power Electronics. 2005. Vol. 20. Pp. 361 – 369. https://doi.org/10.1109/TPEL.2004.842992

14. Berkowitz A.E., Hansen M.F., Parker F.T., Vecсhio K.S., Spada F.E., Lavernia E.J., Rodriguez R. Amorphous soft magnetic particles produced by spark erosion. J. of Magnetism and Magnetic Materials. 2003. January. Vol. 254–255. Рp. 1–6.

15. Nguyen, P.-K., Sungho J., Berkowitz A.E. MnBi particles with high energy density made by spark erosion. Journal of Applied Physics. 2014. Vol. 115. Iss. 17. Рp. 17A756-1.

16. Nguyen P.K., Lee K.H., Moon J., Kim K.A., Ahn K.A., Chen L.H., Lee S.M., Chen R.K., Jin S. and Berkowitz A.E. Spark erosion: a high production rate method for producing Bi0.5Sb1.5Te3 nanoparticles with enhanced thermoelectric performance. Nanotechnology. 2012. No 23. Pp. 1–7. https://doi.org/10.1088/0957-4484/23/41/415604

17. Kokorin V.V., Perekos A.O., Tshcherba A.A., Babiy O.M., Efimova T.V. Intermartensitic phase transitions in Ni-Mn-Ga alloy, magnetic field effect. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2006. Vol. 302. Iss. 1. Pp. 34–39. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2005.08.010