Analyzing probabilistic properties of electrical characteristics in the circuits containing stochastic load

Discrete Nonlinear-Probabilistic Model of the Equivalent Electrical Resistance of a Layer of Metal Granules

“…Вступ та постановка задачі досліджень. Стохастичні зміни еквівалентного електричного опору занурених у робочі рідини шарів металевих гранул (ШМГ) [1,2] є основною причиною нестабільності параметрів розрядних імпульсів у процесах їх іскро-та плазмоерозійної обробки [3][4][5]. Вони викликані великою кількістю можливих варіантів як одночасного, так і послідовного виникнення, еволюції, міграції і згасання плазмових каналів між поверхнями сусідніх гранул у їх шарі, до складу якого зазвичай входить від кількох сотень до десятків тисяч штук [5].…”

“…Електричні параметри (активний опір, ємність та індуктивність) елементів схеми заміщення ШМГ у робочій рідині з плазмовими каналами між їх поверхнями [16] проявляють не тільки стохастичні [1][2][3][4], але і нелінійні [17][18][19] та параметричні [20] властивості. Дотепер під час побудові стохастичних моделей еквівалентного електричного опору таких середовищ приймалися наступні спрощення: 1) опір вважався виключно активним, 2) вважалося, що протягом тривалості кожного розрядного імпульсу значення опору середовища залишалося постійним і змінювалося скачкоподібно під час проходження наступних імпульсів розрядного струму.…”

Application of the Method of Multi-Parameter Functions for Transient Analysis in Circuit With Variable Configuration

“…Електророзрядні установки (ЕРУ) з ємнісними накопичувачами енергії (ЄНЕ) дають змогу створювати короткі розрядні струми в шарі струмопровідних (металевих або композитних) гранул для реалізації іскроерозійних технологій виробництва мікро-та нанорозмірних порошкових матеріалів з унікальними експлуатаційними властивостями [1][2][3], які залежать від електричних і динамічних характеристик імпульсних струмів ЕРУ [4,5], зокрема від величини та тривалості таких струмів у навантаженні (шарі гранул). Енергоефективність і продуктивність ЕРУ багато в чому залежать від стабільності електричного опору їх навантаження [6], який під час електроіскрового диспергування гранул може стохастично збільшуватись [7], змінюючи характер і збільшуючи тривалість режимів розряду ЄНЕ. Енергетично і технологічно найбільш ефективним режимом ЕРУ є коливальний розряд конденсатора з незначним (до 30 % за напругою) його перезарядом.…”

Application of Vyshnegradky's Diagrams for Transient Analysis in Electric Discharge Installations With Stochastic Load

“…In the electric discharge installations (EDI) with reservoir capacitors, in particular in the semiconductor (thyristor) installations for volumetric electro-spark dispersion (VESD) of the metals, the oscillatory discharge of capacitor with a small reverse recharge (less than 30 % in voltage) is the most efficient technologically and energetically mode of discharge through electric spark load [1][2][3][4][5][6]. In this case, there is a fast natural locking of the discharge semiconductor switch, which makes it possible to quickly carry out the subsequent charge of the capacitor and further its discharge trough the load [1,[4][5][6]. Thus, we can realize a high frequency of charge-discharge cycles and stability of the duration of discharge currents in the EDI load.…”

“…At the same time the resistance of such load as a metal granular layer can stochastically increase several times during discharge. As a result, a so-called idle discharge trough the load, i.e., a long-term discharge with a low current without sparking can occur [1,4,[6][7][8]. Since the increase in active resistance of load decreases the Q-factor of the discharge circuit, then the oscillatory capacitor discharge transient can become aperiodic one, and discharge duration can increase many times.…”