DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2017.47.077

УДК 621.3.011:621.372

ОСОБЕННОСТИ ПОВЫШЕНИЯ СКОРОСТИ НАРАСТАНИЯ ТОКОВ В НАГРУЗКЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫХ УСТАНОВОК

Н.И. Супруновская¹, докт. техн. наук, А.А. Щерба², чл.-корр. НАН Украины, С.С. Розискулов³, Ю.В. Перетятко⁴, канд. техн. наук
^1,2,3 – Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина,
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду
⁴ – Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского",
пр. Победы, 37, Киев-56, 03056, Украина

Исследованы особенности изменения средней скорости нарастания тока в нагрузке при колебательном и апериодическом разрядах накопительного конденсатора электроразрядной установки. Определены закономерности изменения средней скорости нарастания разрядных токов в нагрузке при принудительном ограничении их длительности и изменении емкости разрядной цепи. Доказано, что увеличение емкости конденсатора уменьшает длительность нарастания разрядного тока от нуля до любого фиксированного значения, меньшего максимального значения тока. Базируясь на этом, предложен метод повышения скорости нарастания импульсных токов в нагрузке, основанный на увеличении емкости разряжаемого конденсатора и принудительного прерывания тока в нагрузке при достижении заданного фиксированного значения (или длительности) тока. Библ. 17, рис. 5, табл. 3.
Ключевые слова: переходной процесс, разрядный ток, емкость конденсатора, скорость нарастания тока.

ОСОБЛИВОСТІ ПІДВИЩЕННЯ ШВИДКОСТІ НАРОСТАННЯ СТРУМІВ У НАВАНТАЖЕННІ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ ЕЛЕКТРОРОЗРЯДНИХ УСТАНОВОК

Н.І. Супруновська¹, докт. техн. наук, А.А. Щерба², чл.-кор. НАН України, С.С. Розіскулов³, Ю.В. Перетятко⁴, канд. техн. наук
^1,2,3 – Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна
⁴ – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського",
пр. Перемоги, 37, Київ-56, 03056, Україна

Досліджено особливості зміни середньої швидкості наростання струму в навантаженні при коливальному й аперіодичному розряді накопичувального конденсатора електророзрядної установки. Визначено закономірності зміни середньої швидкості наростання розрядних струмів у навантаженні при примусовому обмеженні їхньої тривалості й зміні ємності розрядного кола. Доведено, що збільшення ємності конденсатора зменшує тривалість наростання розрядного струму від нуля до будь-якого фіксованого значення, меншого за максимальне значення струму. Базуючись на цьому, запропоновано метод підвищення швидкості наростання імпульсних струмів у навантаженні, заснований на збільшенні ємності конденсатора, що розряджається, і примусовому перериванні струму в навантаженні при досягненні заданого фіксованого значення (або тривалості) струму. Бібл. 17, рис. 5, табл. 3.
Ключові слова: перехідний процес, розрядний струм, ємність конденсатора, швидкість наростання струму.

1. Асанов У.А., Цой А.Д., Щерба А.А., Казекин В.И. Электроэрозионная технология химических соединений и порошков металлов (главы 2 и 3). Фрунзе: Илим, 1990. 255 с.
2. Вовченко А.И., Тертилов Р.В. Синтез емкостных нелинейно-параметрических источников энергии для разрядно-импульсных технологий. Зб. наук. пр. Нац. ун-ту кораблебудування. 2010. № 4. С. 118–124.
3. Захарченко С.Н., Кондратенко И.П., Перекос А.Е., Залуцкий В.П., Козырский В.В., Лопатько К.Г. Влияние длительности разрядных импульсов в слое гранул железа на размеры и структурно-фазовое состояние его электроэрозионных частиц. Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2012. Т. 6. № 5(60). С. 66–72.
4. Кравченко В.И., Петков А.А. Параметрический синтез высоковольтного импульсного испытательного устройства с емкостным накопителем энергии. Електротехніка і електромеханіка. 2007. № 6. С. 70–75.
5. Круг К.А. Физические основы электротехники. Москва, Ленинград: Госэнергоиздат, 1946. 472 с. (Основы электротехники; т.1).
6. Шидловский А.К., Щерба А.А., Супруновская Н.И. Энергетические процессы в цепях заряда и разряда конденсаторов электроимпульсных установок. Киев: Интерконтиненталь-Украина, 2009. 208 с.
7. Щерба А.А., Супруновская Н.И. Закономерности повышения скорости нарастания разрядных токов в нагрузке при ограничении их максимальных значений. Технічна електродинаміка. 2012. № 5. С. 3–9.
8. Щерба А.А., Супруновская Н.И., Иващенко Д.С. Моделирование нелинейного сопротивления электроискровой нагрузки для синтеза цепи разряда конденсатора по временным характеристикам. Технічна електродинаміка. 2014. № 3. С. 12–18.
9. Щерба А.А., Супруновская Н.И., Иващенко Д.С. Моделирование нелинейного сопротивления электроискровой нагрузки с учетом его изменения при протекании и отсутствии разрядного тока в нагрузке. Технічна електродинаміка. 2014. № 5 С. 23–25.
10. 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. Vol. 254–255. P. 1–6.
11. Berkowitz A.E., Walter J.L. Sparc Erosion: A Method for Producing Rapidly Quenched Fine powders. J. of Mater. Res.  March/April, 1987. № 2 (2). P. 277–288.
12. Cabanillas E.D., Lopez M., Pasqualini E.E., Cirilo Lombardo D.J. Production of uranium-molybdenum particles by spark-erosion . J. of Nuclear Materials. 2004. № 324. P. 1–5. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2003.08.040
13. Casanueva R., Azcondo F.J, Branas C., Bracho S. Analysis, design and experimental results of a high-frequ¬ency power supply for spark erosion . IEEE Transactions on Power Electronics. 2005. Vol. 20. P. 361–369. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2004.842992
14. Mysinski W. Power supply unit for an electric discharge machine. 13^th European Conference on Power Electronics and Applications, 2009. EPE '09. P. 1–7.
15. 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, 23 (2012). P. 1–7. DOI: https://doi.org/10.1088/0957-4484/23/41/415604
16. 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, 2003. PEDS 2003. Vol. 1. P. 659–664. DOI: https://doi.org/10.1109/PEDS.2003.1282955
17. Suprunovska N.I., Shcherba A.A. Features of the Energy Interchange Between Capacitors in the Circuit Using Unidirectional Commutator or Bidirectional One Proceedings of 2016 IEEE 2^nd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS). –2016. P. 45–48. DOI: https://doi.org/10.1109/IEPS.2016.7521843