Analysis of energy characteristics of a transistor pulse generator in the process of electric spark dispersion of current-conductive granular media
Introduction. Studies of electrophysical and technological aspects of electric discharge in reaction chambers with granular metal loading to obtain its highly dispersed states have been conducted for many decades, however, the power sources of electric spark dispersion installations today remain mai...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Ukrainian |
| Опубліковано: |
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://eie.khpi.edu.ua/article/view/325290 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Electrical Engineering & Electromechanics |
Репозитарії
Electrical Engineering & Electromechanics| id |
eiekhpieduua-article-325290 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Electrical Engineering & Electromechanics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-09-02T02:51:14Z |
| collection |
OJS |
| language |
English Ukrainian |
| topic |
energy characteristics electric spark dispersion transistor pulse generator cylindrical electrode system layer of metal granules ohmic contact current |
| spellingShingle |
energy characteristics electric spark dispersion transistor pulse generator cylindrical electrode system layer of metal granules ohmic contact current Khrysto, O. I. Analysis of energy characteristics of a transistor pulse generator in the process of electric spark dispersion of current-conductive granular media |
| topic_facet |
energy characteristics electric spark dispersion transistor pulse generator cylindrical electrode system layer of metal granules ohmic contact current енергетичні характеристики електроіскрове диспергування транзисторний генератор імпульсів циліндрична система електродів шар металевих гранул струм омічних контактів |
| format |
Article |
| author |
Khrysto, O. I. |
| author_facet |
Khrysto, O. I. |
| author_sort |
Khrysto, O. I. |
| title |
Analysis of energy characteristics of a transistor pulse generator in the process of electric spark dispersion of current-conductive granular media |
| title_short |
Analysis of energy characteristics of a transistor pulse generator in the process of electric spark dispersion of current-conductive granular media |
| title_full |
Analysis of energy characteristics of a transistor pulse generator in the process of electric spark dispersion of current-conductive granular media |
| title_fullStr |
Analysis of energy characteristics of a transistor pulse generator in the process of electric spark dispersion of current-conductive granular media |
| title_full_unstemmed |
Analysis of energy characteristics of a transistor pulse generator in the process of electric spark dispersion of current-conductive granular media |
| title_sort |
analysis of energy characteristics of a transistor pulse generator in the process of electric spark dispersion of current-conductive granular media |
| title_alt |
Аналіз енергетичних характеристик транзисторного генератора імпульсів у процесі електроіскрового диспергування струмопровідних гранульованих середовищ |
| description |
Introduction. Studies of electrophysical and technological aspects of electric discharge in reaction chambers with granular metal loading to obtain its highly dispersed states have been conducted for many decades, however, the power sources of electric spark dispersion installations today remain mainly classical in terms of the method of generating current pulses on the electric spark load. The main problem of using powerful current pulse generators and reaction chambers with a plane-parallel electrode system is to imitate the principle of the thermo-explosive mechanism of developing an electrical breakdown of dense intergranular gaps, which leads to deterioration of the dispersion of the eroded material, and the use of smaller energy ranges (<1 J) in such installations is complicated by the electrophysical limitations of the existence of plasma channels and the loss of energy efficiency of the electric spark treatment process. Goal. Research on the energy efficiency of the electric spark dispersion process of heterogeneous conductive granular media in a reaction chamber with a cylindrical electrode system, provided that it is powered by a transistor pulse generator. Results. Specific energy consumption in the process of electric spark dispersion of aluminum and titanium granules was determined, which correlate with the average power consumption indicators of processing depending on their bulk volume within a certain configuration of the electrode system. Scientific novelty. The flow of current through ohmic contacts until the formation of the main discharge in the intergranular volumes of the reaction chamber causes a voltage drop across the inductance of the discharge circuit, which accordingly reduces the amplitude of the applied voltage to the interelectrode gap, due to which the maximum of the average power consumption characteristic of the transistor pulse generator, which occurs before the beginning of the saturation section of the effective frequency curve of the discharge pulses, corresponds to the most consistent mode of energy input into the electric spark load. The practical value of the considered model of the electric discharge installation proves the feasibility of its use for the tasks of electric spark treatment of conductive granular media. References 21, tables 2, figures 7. |
| publisher |
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2025 |
| url |
http://eie.khpi.edu.ua/article/view/325290 |
| work_keys_str_mv |
AT khrystooi analysisofenergycharacteristicsofatransistorpulsegeneratorintheprocessofelectricsparkdispersionofcurrentconductivegranularmedia AT khrystooi analízenergetičnihharakteristiktranzistornogogeneratoraímpulʹsívuprocesíelektroískrovogodisperguvannâstrumoprovídnihgranulʹovanihseredoviŝ |
| first_indexed |
2025-09-17T09:27:45Z |
| last_indexed |
2025-09-17T09:27:45Z |
| _version_ |
1850412225864400896 |
| spelling |
eiekhpieduua-article-3252902025-09-02T02:51:14Z Analysis of energy characteristics of a transistor pulse generator in the process of electric spark dispersion of current-conductive granular media Аналіз енергетичних характеристик транзисторного генератора імпульсів у процесі електроіскрового диспергування струмопровідних гранульованих середовищ Khrysto, O. I. energy characteristics electric spark dispersion transistor pulse generator cylindrical electrode system layer of metal granules ohmic contact current енергетичні характеристики електроіскрове диспергування транзисторний генератор імпульсів циліндрична система електродів шар металевих гранул струм омічних контактів Introduction. Studies of electrophysical and technological aspects of electric discharge in reaction chambers with granular metal loading to obtain its highly dispersed states have been conducted for many decades, however, the power sources of electric spark dispersion installations today remain mainly classical in terms of the method of generating current pulses on the electric spark load. The main problem of using powerful current pulse generators and reaction chambers with a plane-parallel electrode system is to imitate the principle of the thermo-explosive mechanism of developing an electrical breakdown of dense intergranular gaps, which leads to deterioration of the dispersion of the eroded material, and the use of smaller energy ranges (<1 J) in such installations is complicated by the electrophysical limitations of the existence of plasma channels and the loss of energy efficiency of the electric spark treatment process. Goal. Research on the energy efficiency of the electric spark dispersion process of heterogeneous conductive granular media in a reaction chamber with a cylindrical electrode system, provided that it is powered by a transistor pulse generator. Results. Specific energy consumption in the process of electric spark dispersion of aluminum and titanium granules was determined, which correlate with the average power consumption indicators of processing depending on their bulk volume within a certain configuration of the electrode system. Scientific novelty. The flow of current through ohmic contacts until the formation of the main discharge in the intergranular volumes of the reaction chamber causes a voltage drop across the inductance of the discharge circuit, which accordingly reduces the amplitude of the applied voltage to the interelectrode gap, due to which the maximum of the average power consumption characteristic of the transistor pulse generator, which occurs before the beginning of the saturation section of the effective frequency curve of the discharge pulses, corresponds to the most consistent mode of energy input into the electric spark load. The practical value of the considered model of the electric discharge installation proves the feasibility of its use for the tasks of electric spark treatment of conductive granular media. References 21, tables 2, figures 7. Вступ. Дослідження електрофізичних і технологічних аспектів електричного розряду в реакційних камерах з гранульованим металевим завантаженням для одержання його високодисперсних станів ведуться вже на протязі багатьох десятиліть, проте джерела живлення установок електроіскрового диспергування на сьогодні залишаються переважно класичними щодо способу генерації імпульсів струму в електроіскрове навантаження. Основною проблемою використання формувачів потужних імпульсів струму та реакційних камер з плоско-паралельною системою електродів є наслідування принципу термовибухового механізму розвинення електричного пробою щільних міжгранульних проміжків, що призводить до псування дисперсності еродованого матеріалу, а використання менших діапазонів енергій (<1 Дж) у таких установках ускладняється через електрофізичні обмеження існування плазмових каналів та втрату енергоефективності процесу електроіскрової обробки. Мета. Дослідження енергоефективності процесу електроіскрового диспергування гетерогенних струмопровідних гранульованих середовищ у реакційній камері з циліндричною системою електродів за умови її живлення від транзисторного генератора імпульсів. Результати. Проведено порівняльний аналіз поведінки характеристик середньої споживаної потужності транзисторного генератора імпульсів в залежності від насипного об’єму завантаження та діаметру зовнішнього електрода реакційної камери для металевих гранул з різною величиною їх міжконтактного активного опору до утворення у середовищі ланцюжків наскрізної провідності. Визначені питомі енергозатрати у процесі електроіскрового диспергування алюмінієвих та титанових гранул, що корелюють з показниками середньою споживаною потужністю обробки в залежності від їх насипного об’єму у межах певної конфігурації електродної системи. Наукова новизна. Присутність струму крізь контактний опір до формування основного розряду у міжгранульних об’ємах реакційної камери викликає падіння напруги на індуктивності розрядного контуру, що відповідно зменшує амплітуду прикладеної напруги до міжелектродного проміжку, через що максимум характеристики середньої споживаної потужності транзисторного генератора імпульсів, який виникає до початку ділянки насичення кривої ефективної частоти розрядних імпульсів відповідає найбільш погодженому режиму введення енергії в електроіскрове навантаження. Практична значимість отриманих результатів розглянутої моделі електророзрядної установки доказує доцільність її використання для задач електроіскрової обробки струмопровідних гранульованих середовищ. Бібл. 21, табл. 2, рис. 7. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine 2025-09-02 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf application/pdf http://eie.khpi.edu.ua/article/view/325290 10.20998/2074-272X.2025.5.10 Electrical Engineering & Electromechanics; No. 5 (2025); 70-79 Электротехника и Электромеханика; № 5 (2025); 70-79 Електротехніка і Електромеханіка; № 5 (2025); 70-79 2309-3404 2074-272X en uk http://eie.khpi.edu.ua/article/view/325290/326397 http://eie.khpi.edu.ua/article/view/325290/326398 Copyright (c) 2025 O. I. Khrysto http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |