Applying a modified Voronin arc model for simulating processes in gliding arc plasma generators

• Autorzy: Sawicki A. , Haltof M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.03.35

Warianty tytułu

PL

O wykorzystaniu zmodyfikowanego modelu Woronina łuku elektrycznego do symulowania procesów w plazmotronach gliding arc

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents modified variants of the Voronin model of electric arc. In these modified variants, free changes in the arc diameter caused by current alternations are taken into account. Current alternations, in turn, are due to variable forcing voltage and diverging electrodes, on which the variable length arc is gliding. To approximate the arc diameter, two different functions are applied, allowing for the arc diameter expansion at the point of the current passing through zero. Simulations of the processes occurring in the circuit with a voltage source and a gliding arc (GA) plasma generator indicate that the mathematical model developed adequately represents the current and voltage variation in the elongated electric arc.

PL

W artykule przedstawiono zmodyfikowane warianty modelu Woronina łuku elektrycznego. Uwzględnia on swobodne zmiany średnicy kolumny łuku wywołane zmianami natężenia prądu. Z kolei zmiany prądu są spowodowane działającym zmiennym wymuszeniem napięciowym i rozbieżnością elektrod, po których ślizgając się porusza się łuk o zmiennej długości. Wykorzystano dwie różne funkcje aproksymujące średnicę kolumny, w których uwzględniono ekspansję przekroju łuku w okolicach przejścia prądu przez wartość zerową. Drogą symulacji procesów w obwodzie ze źródłem napięciowym i plazmotronem gliding arc wykazano zdolność opracowanego modelu matematycznego do odwzorowywania przebiegów prądu i napięcia w rozciąganym łuku elektrycznym.

Słowa kluczowe

EN

plasma reactor; gliding arc; arc model; Voronin model

PL

reaktor plazmowy; model łuku; model Woronina

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 3
• Strony: 144--147
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr.

Twórcy

autor

Sawicki A.

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

autor

Haltof M.

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Sawicki A., Zmodyfikowane modele Habedanka i hybrydowy TWV łuku o zmiennej długości do symulowania procesów w urządzeniach elektrycznych, Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, (2012), nr 1, 45-49.
• [2] Diatczyk J., Modeling discharge length for GA plasma reactor, Przegląd Elektrotechniczny, 88 (2012), nr 6, 89-91.
• [3] Jaroszyński L., Stryczewska H.D., The numerical model of the gliding arc discharge. II International Symposium: New Electrical and Electronic Technologies and Their Industrial Implementation NEET'2001, 2001, 114-117.
• [4] Jaroszyński L., Stryczewska H.D., Computer simulation of the electric discharge in glidarc plasma reactor. 3rd International Conference: Electromagnetic devices and processes in environment protection ELMECO-3, 2000, 31-36.
• [5] Stryczewska H.D., Janowski T., Jaroszyński L., Mathematical model of the non-thermal plasma reactor. IV International Workshop on Advanced Plasma Tools and Process Engineering, 1998, 175-180.
• [6] Sawicki A., Haltof M., Mathematical models of electric arc with variable plasma column length used for simulations of processes in gliding arc plasmatrons, Przegląd Elektrotechniczny, 91 (2015) (addressed to the Editor)
• [7] Воронин А.А., Повышение эффективности контактно-дугогасительных систем сильноточных коммутационных аппаратов с удлиняющейся дугой. Автореферат дис. к.т.н. Самара 2009.
• [8] Sawicki A., Modyfikacje modelu Woronina kolumny łukowej o sterowanej długości do symulowania procesów w silnoprądowych urządzeniach elektrycznych, Śląskie Wiadomości Elektryczne, 19 (2012), nr 1, 18-23.
• [9] Sawicki A., O wykorzystaniu modelu Woronina kolumny łukowej do symulowania procesów w aparatach i urządzeniach elektrycznych, Przegląd Elektrotechniczny, 88 (2012), nr 7a, 196-200.
• [10] Коперсак В.М., Теорiя процесiв зварювания-1. КПI, Киiiв 2011.
• [11] Залеский А.М., Основы теории электрических аппаратов. Изд-во Высшая школа, Москва 1974.
• [12] Thermal Plasma Torches: Design, Characteristics, Applications. M. F. Zhukov, I. M. Zasypkin. Cambridge Int Science Publishing, 2007.
• [13] Kalasek V., Measurements of time constants on cascade d.c. arc in nitrogen. TH-Report 71-E18, Eindhoven 1971, 1-30.
• [14] Tseng K.J., Wang Y., Vilathgamuwa D.M., Development of a dynamic model of electric arc for power electrics simulations. IEEE Industrial Applications Conference, IAS’96, (1996), vol. 4, 2173-2180.
• [15] Krouchinin A.M., Sawicki A., A theory of electrical arc heating. The Publishing Office of Technical University of Czestochowa, Częstochowa 2003.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.