DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2018.6.06

APPLICATION OF VYSHNEGRADKY'S DIAGRAMS FOR TRANSIENT ANALYSIS IN ELECTRIC DISCHARGE INSTALLATIONS WITH STOCHASTIC LOAD

N. I. Suprunovska, M. A. Shcherba

Анотація


Цель. Целью статьи является анализ переходных процессов в разрядной цепи накопительного конденсатора электроразрядных установок при изменении ее конфигурации во время разряда и определение целесообразных параметров цепи, при которых процесс разряда, описываемый дифференциальным уравнением третьего порядка, остается затухающим колебательным процессом. Методика. Для проведения исследований использовались научные положения теоретической электротехники, теория электрических цепей, теория систем автоматического регулирования и математическое моделирование в программном пакете MathCAD 12. Результаты. Получены аналитические выражения и графические зависимости, устанавливающие связь между значениями параметров элементов разрядной цепи установок с дополнительной активно-индуктивной цепочкой и характером переходного процесса разряда конденсатора без решения дифференциального уравнения третьего порядка. Научная новизна. Используя критерии Вышнеградского и их графические изображения в виде диаграмм, предложена методика определения величины индуктивности дополнительной цепочки, шунтирующей конденсатор электроразрядной установки, для исключения его нежелательного апериодического разряда на стохастическую нагрузку. Практическое значение. Использование данного подхода позволяет определить диапазоны целесообразного изменения дополнительной индуктивности при различных сопротивлениях нагрузки для реализации необходимого для технологии переходного процесса – колебательного разряда накопительного конденсатора на нагрузку.

Ключові слова


электроразрядная установка; разряд конденсатора; переходные процессы; диаграмма Вышнеградского; стохастическая нагрузка

Повний текст:

PDF ENG (English)

Посилання


1. Shcherba А.А. Printsipy postroeniia i stabilizatsii parametrov poluprovodnikovyh elektroimpulsnyh sistem elektroiskrovogo dispergirovaniia sloia tokoprovodiashchih materialov. Stabilizatsiia parametrov elektricheskoi energii. [Principles of the construction and stabilization of the parameters of semiconductor electro-pulse systems of electro-spark dispersion of a layer of conductive materials. Stabilization of electrical energy parameters]. Kyiv,Institute ofElectrodynamics ofAcademy ofSciences ofUkraine Publ., 1991, pp. 12-30. (Rus).

2. 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, no.2, pp. 361-369. doi: 10.1109/tpel.2004.842992.

3. 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 Fifth International Conference on Power Electronics and Drive Systems PEDS 2003. Singapore, 17-20 November 2003, vol.1, pp. 659-664. doi: 10.1109/PEDS.2003.1282955.

4. Ivashchenko D.S., Shcherba A.A., Suprunovska N.I. Analyzing probabilistic properties of electrical characteristics in the circuits containing stochastic load. Proceedings IEEE International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS-2016), June 7-11, 2016, Kyiv, Ukraine, pp. 45-48. doi: 10.1109/IEPS.2016.7521887.

5. Nguyen P.-K., Jin S., Berkowitz A. E. MnBi particles with high energy density made by spark erosion. Journal of Applied Physics, 2014, vol.115, no.17, p. 17A756. doi: 10.1063/1.4868330.

6. Shcherba A.A., Suprunovska N.I. Study features of transients in the circuits of semiconductor discharge pulses generators with nonlinear electro-spark load. Proceedings IEEE International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS-2014), June 2-6, 2014, Kyiv, Ukraine, pp. 50-54. doi: 10.1109/IEPS.2014.6874200.

7. Shydlovska N.А., Zakharchenko S.M., Cherkasky О.P. Physical prerequisites for constructing mathematical models of electrical resistance of plasma-erosion loadings. Technical electrodynamics, 2017, no.2. pp. 5-12. (Ukr). doi: 10.15407/techned2017.02.005.

8. Shcherba A.A., Suprunovska N.I., Ivashchenko D.S. Modeling of nonlinear resistance of electro-spark load taking into account its changes during discharge current flowing in the load and at zero current in it. Technical electrodynamics, 2014, no.5, pp. 23-25. (Rus).

9. Besekersky V.А., Popov Ye.P. Teoriia sistem avtomaticheskogo regulirovaniia [Theory of automatic control systems].Moscow, Nauka Publ., 1975. 768 p. (Rus).

10. Demirchian K.S., Neiman L.R., Korovkin N.V., Chechurin V.L. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki[Theory of Electrical Engineering].St.Petersburg, Piter Publ., 2009. 512 p. (Rus).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1.     Shcherba А.А. Printsipy postroeniia i stabilizatsii parametrov poluprovodnikovyh elektroimpulsnyh sistem elektroiskrovogo dispergirovaniia sloia tokoprovodiashchih materialov. Stabilizatsiia parametrov elektricheskoi energii. [Principles of the construction and stabilization of the parameters of semiconductor electro-pulse systems of electro-spark dispersion of a layer of conductive materials. Stabilization of electrical energy parameters]. Kyiv,Institute ofElectrodynamics ofAcademy ofSciences ofUkraine Publ., 1991, pp. 12-30. (Rus).
2.     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, no.2, pp. 361-369. doi: 10.1109/tpel.2004.842992.
3.     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 Fifth International Conference on Power Electronics and Drive Systems PEDS 2003. Singapore, 17-20 November 2003, vol.1, pp. 659-664. doi: 10.1109/PEDS.2003.1282955.
4.     Ivashchenko D.S., Shcherba A.A., Suprunovska N.I. Analyzing probabilistic properties of electrical characteristics in the circuits containing stochastic load. Proceedings IEEE International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS-2016), June 7-11, 2016, Kyiv, Ukraine, pp. 45-48. doi: 10.1109/IEPS.2016.7521887.
5.     Nguyen P.-K., Jin S., Berkowitz A. E. MnBi particles with high energy density made by spark erosion. Journal of Applied Physics, 2014, vol.115, no.17, p. 17A756. doi: 10.1063/1.4868330.
6.     Shcherba A.A., Suprunovska N.I. Study features of transients in the circuits of semiconductor discharge pulses generators with nonlinear electro-spark load. Proceedings IEEE International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS-2014), June 2-6, 2014, Kyiv, Ukraine, pp. 50-54. doi: 10.1109/IEPS.2014.6874200.
7.     Shydlovska N.А., Zakharchenko S.M., Cherkasky О.P. Physical prerequisites for constructing mathematical models of electrical resistance of plasma-erosion loadings. Technical electrodynamics, 2017, no.2. pp. 5-12. (Ukr). doi: 10.15407/techned2017.02.005.
8.     Shcherba A.A., Suprunovska N.I., Ivashchenko D.S. Modeling of nonlinear resistance of electro-spark load taking into account its changes during discharge current flowing in the load and at zero current in it. Technical electrodynamics, 2014, no.5, pp. 23-25. (Rus).
9.     Besekersky V.А., Popov Ye.P. Teoriia sistem avtomaticheskogo regulirovaniia [Theory of automatic control systems].Moscow, Nauka Publ., 1975. 768 p. (Rus).
10.  Demirchian K.S., Neiman L.R., Korovkin N.V., Chechurin V.L. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki[Theory of Electrical Engineering].St.Petersburg, Piter Publ., 2009. 512 p. (Rus).




Copyright (c) 2018 N. I. Suprunovska, M. A. Shcherba


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)