Modelowanie łuku elektrycznego o zaburzanej długości kolumny plazmowej

• Autorzy: Sawicki A.

Warianty tytułu

EN

Modeling of electric arc with disturbed plasma column length

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano podstawowe efekty fizyczne zachodzące podczas zmian długości kolumny łukowej wywołanych przez różne czynniki zewnętrzne. Opisano znane modele Cassiego-Bergera i Kułakowa oraz podano funkcje parametrów łuku o zaburzanej długości. Odwzorowano te zaburzenia w zmodyfikowanym modelu hybrydowym TWV. Przedstawiono wyniki symulacji tego modelu z wymuszeniem prądowym okresowym i zaburzeniem monotonicznym. W sposób numeryczny wykazano efektywność wprowadzonej modyfikacji modelu łuku.

EN

Article describes basic physical effects that occur during length changes of arc column caused by various external factors. The known models (Cassie-Berger and Kulakov) and parameter functions of arc with disturbed length have been described. Results of simulation of this model with periodical current forcing and a monotonic disturbance have been presented. The effectiveness of the modification introduced to the arc model have been demonstrated by using numerical method.

Słowa kluczowe

PL

łuk elektryczny; model Cassiego-Bergera; model Kułakowa; kolumna plazmowa

EN

electric arc; Cassie-Berger model; Kulakov model; plasma column

• Wydawca: Oddział Zagłębia Węglowego Stowarzyszenia Elektryków Polskich w Katowicach
• Czasopismo: Śląskie Wiadomości Elektryczne
• Rocznik: 2012
• Tom: Nr 1 (100)
• Strony: 9--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Sawicki A.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, Instytut Elektroenergetyki

Bibliografia

• [1] Finkelburg W., Maecker H.: Elektrische Bogen und thermisches Plasma. Handbuch der Physik, 1956, Bs. XXII, S. 254-444.
• [2] Tanaka M., Tashiro S., Lowke J. J.: Predictions of weld formation using gas tungsten arcs for various arc lengths from unified arc-electrode model. Science and Technology of Welding and Joining 2007 Vol. 12, No. 1, p. 2-9.
• [3] Jones R.T., Reynolds Q.G., Curr T.R., Sager D.: Some myths about DC arc furnaces. Southern African Pyrometallurgy 2011, Edited by R.T. Jones & P. den Hoed, Southern African Institute of Mining and Metallurgy, Johannesburg, 6-9 March 2011.
• [4] Krouchinin A.M., Sawicki A.: A theory of electrical arc heating. The Publishing Office of Technical University of Częstochowa, Częstochowa 2003.
• [5] Wciślik M.: Metoda estymacji parametrów toru elektrycznego urządzenia łukowego dla potrzeb sterowania procesem elektrostalowniczym. Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Elektryka, z 28, Kielce 1992.
• [6] Hocine L., Yacine D., Samira K.M., Kamel B.: Closely Parametrical Model for an Electrical Arc Furnace. World Academy of Science, Engineering and Technology 40 2008, p. 96-100.
• [7] Matematiceskie metody issledovania dinamiki i problemy upravlenia nizkotemperaturnoj plazmoj. Nizkotemperaturnaa plazma, tom 2. Izd-vo Nauka, Novosibirsk 1991.
• [8] King-Jet Tseng, Yaoming Wang, D. Mahinda Vilathgamuwa: An Experimentally Verified Hybrid Cassie-Mayr Electric Arc Model for Power Electronics Simulations. IEEE Transactions on Power Electronics, 1997, vol. 12, no. 3, p. 429-436.
• [9] Sawicki A.: Zmodyfikowane modele Habedanka i hybrydowy TWV łuku o zmiennej długości do symulowania procesów w urządzeniach elektrycznych. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa 2012, nr 1. (w druku).
• [10] Berger S.: Mathematical approach to model rapidly elongated free-burning arcs in air in electric power circuits, ICEC 2006, 6-9 June 2006, Sendai, Japan, 2006.
• [11] Sawicki A.: O wykorzystaniu zmodyfikowanych modeli Cassiego do symulowania wpływu zaburzeń długości kolumny łukowej na pracę urządzeń elektrycznych. Politechnika Częstochowska, Konferencje 66, Prognozowanie w Elektroenergetyce PE'2011. Częstochowa 2011, s. 185-188.
• [12] Schotzau H. J., Kneubuhl F. K.: A New Approach to High-Power Arc Dynamics. ETEP 1994, vol. 4, no. 2, p. 89-99.
• [13] Zalesskij A.M.: Osnovy teorii elektriceskih apparatov, Izd-vo Vyssaa skola, Moskva 1974.
• [14] Taev I.S.: Elektriceskie kontakty i dugogasitel’nye ustrojstva apparatov nizkogo naprazenia. Izd-vo Energia, Moskva 1973.
• [15] Kuno I., Yamamoto T., Takeda K., Toh T., Tanaka J., Yamamoto K., Takeuchi S.: Improvement of uniformity in heat flux transported to anode by magnetically driven arc. 28thICPIG, July 15-20, 2007, Prague, Czech Republic, p. 1844-1847.
• [16] Kamińska-Pranke A.: Analiza zjawisk cieplnych i elektrycznych w plazmotronie oraz obwodzie zasilającym prądu przemiennego w procesie wytwarzania plazmy niskotemperaturowej. Wydawn. Politechniki Poznańskiej, Poznań 1987.
• [17] Marciniak L.: Implementacje modeli łuku ziemnozwarciowego w programach PSCAD i Matlab/Simulink. Politechnika Częstochowska, Konferencje 66, Prognozowanie w Elektroenergetyce PE'2011. Częstochowa 2011, s. 128-130.
• [18] Elkalashy N.I.: Modeling and detection of high impedance acing fault in medium voltage networks. Doctoral Dissertation, Helsinki University of Technology, Department of Electrical and Communications Engineering Power Systems and High Voltage Engineering. TKK Dissertations 95, Espoo 2007.
• [19] Kizilcay M., La Seta P.: Digital simulation of fault arcs in medium-voltage distribution networks. 15th PSCC, Liege, 22-26 August 2005, Session 36, Paper 3, Page 1-Page 7.
• [20] Ciok Z.: Modele matematyczne łuku łączeniowego. Politechnika Warszawska, Warszawa 1995.
• [21] Sawicki A., Świtoń Ł., Sosiński R.: Process Simulation in the AC Welding Arc Circuit Using a Cassie-Mayr Hybrid Model. Suplement to the Welding Journal 2011, March, p. 41-44.