Wyniki 1-10 spośród 25 dla zapytania: authorDesc:"Antoni SAWICKI"

Effective arc in AC-EAF modeling

Czytaj za darmo! »

Energy equivalence conditions for real AC-EAF arcs and effective arcs are formulated. The bases of simplifying assumptions and their effects are analyzed for real and virtual furnaces. It is demonstrated that the notion of the effective arc is highly useful in programming the rational operating conditions of AC-EAFs. Streszczenie. W pracy sformułowano warunki ekwiwalentności energetycznej łuków rzeczywistych w AC-EAF i łuków efektywnych. Podano przyczyny i porównano skutki przyjmowanych założeń upraszczających w odniesieniu do pieców rzeczywistych i wirtualnych. Wskazano na dużą przydatność łuku efektywnego do programowania racjonalnych stanów pracy projektowanych AC-EAF. (Łuk efektywny w modelowaniu AC-EAF) Key words: electric arc, two-layer arc model, effective arc, arc furnace Sł[...]

Assessement of power parameters of asymmetric arcs by means of the Cassie and Mayr models

Czytaj za darmo! »

Kinds of arc asymmetry have been classified. Factors influencing such asymmetry have been given. Cassie and Mayr models of asymmetric arc have been developed with implementation in MATLAB-Simulink application. Energetic properties of these models have been presented based on simulation results of arc powered by sinusoidal and square current. Streszczenie. Dokonano klasyfikacji rodzajów asymetrii łuku. Podano czynniki wpływające na tą asymetrię. Opracowano modele Cassiego i Mayra łuku asymetrycznego. Przedstawiono implementacje modeli łuku asymetyrycznego w programie MATLAB-Simulink. Na podstawie wyników symulacji łuku zasilanego prądem sinusoidalnym i prostokątnym zaprezentowano właściwości energetyczne tych modeli (Ocena właściwości energetycznych łuku asymetrycznego za pomocą modeli Cssiego i Mayra). Keywords: Cassie model, Mayr model, asymmetric arc model. Słowa kluczowe: model Cassiego, model Mayra, model łuku asymetrycznego. Introduction The AC arc has been used in welding and other metallurgical technologies for an extended period of time due to its numerous advantages and relatively low cost [1]. Also in lighting technology with high pressure discharge lamps powering the application of AC arcs is widespread. In the analyses of electromagnetic and thermal processes in arc and plasma devices the asymmetry of the dynamic voltagecurrent characteristics is typically disregarded, as it is usually small. In some devices and under some operating conditions, however, the asymmetry is significant and may generate even harmonics, the constant component of the current saturating magnetic cores and causing electrolysis. There exist a number of factors potentially causing the asymmetry of the dynamic and static arc characteristics [2, 3]. Some of them are shown in Table 1. The dynamic characteristics of an electrical arc is represented as (1) u u i a col    where: α - is the sum of v[...]

Modele łuku elektrycznego o sterowanej długości


  Istnieje wiele przyczyn wywołujących zmiany długości łuku w urządzeniach elektrotechnologicznych. Ogólnie można je podzielić na zaburzenia i działania sterujące. Do zaburzeń można zaliczyć oddziaływania mechaniczne na położenie elektrod, elektryczne - na układy zasilania, stałe lub impulsowe pola magnetyczne - powodujące wygięcie kolumny plazmowej, a nawet przesunięcie plam elektrodowych. Występowanie tych zaburzeń może wynikać z warunków produkcyjnych, awaryjnych sytuacji lub z normalnych czynności podczas prowadzenia procesu technologicznego. W warunkach przemysłowych całkowite wyeliminowanie takich efektów, jak: kołysania kąpieli lub jeziorka spawalniczego, drgania wysięgników elektrodowych, ramion robotów spawalniczych, zakłócenia w układach elektrycznych zasilania i sterowania, podmuch magnetyczny itd. nie jest możliwe. Działania sterujące to kontrolowana forma wprowadzania zakłóceń w pracy łuku w celu: uzyskania odpowiedniej mocy wypadkowej lub odpowiedniego rozkładu strumieni energii (konwekcji, radiacji, przewodzenia) we wsadzie i na powierzchni wykładziny, ochrony elementów konstrukcyjnych przed nadmiernym obciążeniem cieplnym, zapewnienia stabilności wyładowania, ułatwienia kroplowej erozji elektrody zużywalnej (spawanie CMT) itd. Modelowanie łuku elektrycznego o zmiennych rozmiarach geometrycznych napotyka na liczne trudności związane z nieliniowymi zależnościami między charakterystykami elektrycznymi, cieplnymi i geometrycznymi kolumny plazmowej. Wykorzystanie popularnych i prostych modeli Cassiego [1] lub hybrydowego Cassiego-Mayra [2] łuku silnoprądowego o stałej długości do symulowania procesów sterowania w urządzeniach elektrotechnologicznych jest bardzo ograniczone do szczególnych przypadków. Podejmowane próby modyfikacji tych równań w postaci modeli Bergera [3], Kułakowa lub ich kombinacji Bergera-Kułakowa [4] przyczyniają się do polepszenia jakości numerycznego odwzorowania procesów, lecz są słuszne w ogr[...]

O wykorzystaniu modelu Woronina kolumny łukowej do symulowania procesów w aparatach i urządzeniach elektrycznych

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono podstawowe założenia i opisano właściwości modelu Woronina kolumny łukowej o zmiennych rozmiarach geometrycznych. Rozpatrzono szczególne przypadki modelu o szybkozmiennych i wolnozmiennych parametrach (długości i średnicy kolumny). Opracowano makromodele i wykonano symulacje procesów w prostych obwodach z modelami łuku elektrycznego z użyciem programu MATLABSimulink Abstract. The article presents basic concepts and describes properties of Voronin arc column model with variable geometric dimensions. Special cases of the model were considered with fast and slow changing parameters (column length and diameter). Macromodels have been developed and simulations have been performed of processes in simple circuits with electrical arc models using MATLAB-Simulink application. (About using Voronin arc column model for simulating processes in electrical apparatus and devices). Słowa kluczowe: łuk elektryczny, model łuku Cassiego, model łuku Mayra, model łuku Woronina. Keywords: electrical arc, Cassie arc model, Mayr arc model, Voronin arc model. Wstęp Na skutek działania różnych czynników zewnętrznych i wewnętrznych często powstają zaburzenia stanu płonięcia łuku elektrycznego w urządzeniach i aparatach elektrycznych. Ich intensywność zależy od mocy łuku, stanu elektrod, stanu środowiska gazowego i aktywności czynników jonizujących oraz od intensywności pól magnetycznych i charakterystyk zewnętrznych źródła zasilania. Specjalnie wprowadzane oddziaływania mechaniczne (ruchy liniowe lub drgania elektrod, przepływy gazowe) lub pola magnetyczne (poprzeczne lub wzdłużne) umożliwiają odpowiednie sterowanie kształtem i położeniem kolumny w przestrzeni, kształtem i położeniem plam elektrodowych [1] oraz stabilnością wyładowania. Ich stopień użyteczności lub szkodliwości zależy od budowy, działania i przeznaczenia konkretnego aparatu lub urządzenia elektrotechnologicznego. Do najczęstszych zaburzeń kolumny łukowej należą zmi[...]

O wykorzystaniu zmodyfikowanych modeli Cassiego do symulowania wpływu zaburzeń długości kolumny łukowej na pracę urządzeń elektrycznych

Czytaj za darmo! »

Rozpatrzono wpływ zaburzeń kolumny łukowej na pracę urządzeń elektrotechnologicznych i aparatów elektrycznych. Przedstawiono odwzorowanie zaburzenia długości kolumny łukowej znanymi zmodyfikowanymi modelami Cassiego. Następnie rozszerzono te modele na przypadki zaburzenia długości kolumny i zjawisko radiacji cieplnej. Zaprezentowano kilka wariantów implementacji modeli łuku w programie MATLAB-Simulink. Wykazano efektywność wprowadzonych modyfikacji modeli matematycznych łuku. Abstract. Impact of arc column disturbances on the work of electrotechnological devices and electrical machines have been examined. The imaging of arc column length disturbance have been depicted with known modified Cassie models. Then extended these models to the cases of abnormal length of the column and the phenomenon of thermal radiation. Several options for implementation of arc models in MATLAB-Simulink application have been presented. The effectiveness of these modifications of mathematical arc models has been proven.. (About using of modified Cassie models to simulate impact of arc column length disturbances on the work of electrical devices). Słowa kluczowe: łuk elektryczny, model Cassiego, radiacja łuku, zaburzenia długości łuku. Keywords: electrical arc, Cassie model, arc radiation, arc length disturbance. Wstęp Zaburzenia stabilności płonięcia łuku elektrycznego mogą być wywołane czynnikami naturalnymi lub sztucznymi. Ich intensywność zależy od mocy wyładowania, stanu elektrod, charakterystyk źródła zasilania i warunków zewnętrznych płonięcia łuku. Zaburzenia te w urządzeniach elektrotechnologicznych najczęściej stanowią czynnik utrudniający niezawodną realizację procesu produkcyjnego i dlatego wymagają podejmowania różnych czynności przeciwdziałających niepożądanym zgaśnięciom łuku. W tych przypadkach stabilizacja polega najczęściej na zachowaniu ustalonych rozmiarów geometrycznych kolumny, warunków zewnętrznych rozpraszania ciepła, stanu emisyjneg[...]

Problems of modeling an electrical arc with variable geometric dimensions

Czytaj za darmo! »

Problems with representing power dissipation in simple, dynamic arc models with variable plasma column length have been described. Combined models (serial and parallel-hybrid) have also been presented that can be applied in wide range of currents. Then the analysis have been extended to generalized models with variable geometric sizes, in which energy dissipation is proportional to plasma area or volume. Problems with the choice of weight function and attenuation coefficient in hybrid models have been described. Results of processes simulation in circuit with controlled arc have been presented. Streszczenie. Opisano problemy odwzorowania mocy dyssypacji w prostych modelach dynamicznych łuku o zmiennej długości kolumny plazmowej. Przedstawiono także modele kombinowane (szeregowy i równoległy-hybrydowy), mogące mieć zastosowanie w szerokim zakresie zmian prądu. Następnie rozszerzono tę analizę na uogólnione modele o zmiennych rozmiarach geometrycznych łuku, w których dyssypacja energii jest proporcjonalna do powierzchni lub objętości plazmy. Opisano problemy wyboru funkcji wagowej i współczynnika tłumienia w modelach hybrydowych. Zamieszczono wyniki symulacji procesów w obwodzie z łukiem sterowanym. (Zagadnienia modelowania łuku elektrycznego o zmiennych rozmiarach geometrycznych). Keywords: electrical arc, Berger model, Kulakov model, Voronin model, Sawicki model, Voronin-Sawicki hybrid model. Słowa kluczowe: łuk elektryczny, model Bergera, model Kułakowa, model Woronina, model Sawickiego, model hybrydowy Woronina- Sawickiego. Introduction An arc column of variable size is a frequent physical phenomenon occurring in a number of electrotechnological devices. It is caused by various kinds of external interference or by the functioning of control systems [1]. Its influence on the electrical arc dynamics is often disregarded due to high inertia of mechanical systems as compared to relaxation times of plasma processes. In the case of modeli[...]

Zmodyfikowana metoda całkowa wyznaczania parametrów modelu Mayra i uogólnionego modelu Mayra łuku elektrycznego zasilanego ze źródeł energii elektrycznej generujących pobudzenia sinusoidalne DOI:10.15199/48.2017.09.11

Czytaj za darmo! »

Charakterystyki statyczne i dynamiczne łuku elektrycznego, podobnie jak w przypadku dławików z rdzeniami ferromagnetycznymi, znacznie się różnią. Duży wpływ na ich kształty ma nie tylko częstotliwość prądu wymuszającego, ale również działania innych zewnętrznych czynników fizycznych, których wpływ może się znacznie różnić w warunkach statycznych i dynamicznych. Możliwość uwzględniania ich wpływu na napięcie zapłonu wyładowania mają modele dynamiczne z zadawaną charakterystyką quasi statyczną (np. Nowikowa-Shellhase, Pentegowa-Sidoreca) [1, 2] lub modele hybrydowe [3]. Pokazano, że taką możliwość ma również szczególny przypadek modelu Pentegowa w postaci uogólnionego modelu Mayra [4]. Zastosowana w [5] metoda wyznaczania parametrów modelu Mayra i uogólnionego modelu Mayra (GMM) wymagała opracowania złożonego programu do wychwytywania odpowiednich fragmentów przebiegów prądu i napięcia łuku. Następnie, na pozyskanych fragmentach wykonywano operacje uśredniania, a także obliczania wartości skutecznych. Jednak powszechnie stosowane programy do symulacji oraz do zbierania i obróbki danych pomiarowych z reguły dostarczają użytkownikom wiele gotowych bloków pomiarowych (ich makromodeli), m.in. do wyznaczania wartości średnich i skutecznych. Wykorzystanie tych bloków może znacznie uprościć zaprogramowanie komputera przystosowanego do akwizycji i obróbki danych. Ponadto istnieje wtedy możliwość łatwego rozszerzenia operacji uśredniania danych na długie przedziały czasowe, co może przyczynić się do większej odporności układu na działające zakłócenia i przez to do zmniejszenia błędów obliczeń. W artykule przedstawiono modyfikacje wzorów analitycznych [5] służących do wyznaczania parametrów modeli matematycznych łuku, których efektywność zweryfikowano w sposób symulacyjny. Ponieważ rozważania dotyczą przybliżonego modelowania procesów dynamicznych w samej kolumnie łuku, to uznano, że przyelektrodowe spadki napięć zostały skompensow[...]

Racjonalizacje modeli hybrydowych łuku elektrycznego DOI:10.15199/48.2017.11.41

Czytaj za darmo! »

Modele hybrydowe stanowią zwykle wirtualne połączenia elektryczne równoległe prostych podmodeli Mayra i Cassiego [1]. W zależności od stanu obwodu następuje w nich aktywacja częściowa lub pełna wybranych podmodeli za pomocą odpowiedniej funkcji wagowej. Celem tych działań jest uzyskanie możliwe dokładnego odwzorowania charakterystyk dynamicznych łuku w szerokich zakresach zmian wartości prądu bipolarnego. Z tego powodu dokonuje się także modyfikacji podmodeli przez uzmiennianie pierwotnie stałych współczynników. To uzmiennianie jest zwykle dokonywane dość arbitralnie, bez analizy związku z innymi parametrami. Zwykle przyjmuje się wybrane parametry modeli jako funkcje bezinercyjne tylko natężenia prądu, co nie musi odpowiadać rzeczywistym procesom w łuku. Na skutek tych starań następuje utrata adekwatności odwzorowania procesów fizycznych w kolumnie łukowej przez modele matematyczne hybrydowe. Ze swojej natury modele hybrydowe są nieliniowe, co utrudnia opracowanie efektywnych metod analitycznych wyznaczania parametrów na podstawie danych pochodzących z badań eksperymentalnych. Pomimo tych ograniczeń są one obecnie bardzo często wykorzystywane w praktyce projektowania urządzeń elektrotechnologicznych średniej i dużej mocy [2, 3]. Ich zaletą jest duża elastyczność odwzorowania charakterystyk łuku w szerokich zakresach zmian prądu wymuszającego. Celem artykułu jest wskazanie na możliwość takiej racjonalizacji modeli hybrydowych łuku, aby opisywały one, zarówno ilościowo możliwie dokładnie, jak i w sposób fizycznie uzasadniony, charakterystyki łuków płonących w różnych warunkach fizykochemicznych podczas zasilania ze źródeł o różnych charakterystykach zewnętrznych statycznych i dynamicznych. Ponadto zbadano efektywność metody ekstrapolacyjnej wyznaczania parametrów modelu hybrydowego łuku ze zmienianą amplitudą prądu sinusoidalnego oraz z wykorzystaniem odpowiednich zależności całkowych dotyczących modeli Mayra i Cassiego [[...]

Modified arc models in a SF6 power circuit breaker DOI:10.15199/48.2018.04.23

Czytaj za darmo! »

High-voltage circuit breakers play a very important role in all systems of energy transmission and distribution. The quality of their operation affects the condition of power systems and energy receivers. These devices are used not only for modifying the structure of the power grid, but also for preventing and minimising detrimental effects of emergency conditions in grids and receivers. Among the natural consequences of the presence of both parasitic and beneficial elements in networks are transient states following commutation. Because of that, the challenge for power industry involves not only ensuring continuity and reliability of supply, but also planned and fast interruptions. High-voltage circuit breakers are classified according to the medium used for extinguishing the electric arc and can be divided into several types [1]. The advantages of using SF6, as compared to using air, include: 2.5 times greater electric strength, 4 times greater volumetric density of the heat capacity, low intensity of the electric field in the arc column, 5 times higher rated interruption current for a chamber with longitudinal gas flow, being chemically inert with respect to oxygen and hydrogen, low decomposition rate in the presence of an arc and being non-toxic until decomposed. The only disadvantage is a relatively high liquefaction temperature of compressed gas. An effective operation of a high-voltage circuit breaker requires an ability to interrupt currents in a short time. This ability can be assessed by means of a number of tests carried out in a laboratory. On the basis of such tests, a number of arc models have been proposed [2-5]. The objective of this paper is to present improved mathematical models of an electric arc. The improvement is due to allowing for disturbances in power dissipation, thanks to which the models can adequately represent the behaviour of an electric arc during interruption. Selected physical properties [...]

Mathematical models of the electric arc of variable geometrical parameters and various heat dissipation methods DOI:10.15199/48.2019.08.09

Czytaj za darmo! »

There are many possible factors causing variation in length or in cross-section area of an electric arc in electric or power devices. They can be divided into distortion factors and control factors. Among the external causes of arc length variations, the following are the most common: changes of the electrode positions, inflection of the plasma column due to a transverse gas flow, inflection of the plasma column due to a transverse magnetic field, shifts if electrode spots due to mechanical or magnetic factors. External factors causing variation in the cross-section area of the arc column include: variation in the pressure of the gas atmosphere, variation in the composition of the plasma gas, variation in the speed of gas flowing around the arc column, constricting the plasma by the walls of the channel or of the plasma generator. Varying the arc length is the most common and important method used to influence the arc stability in power switches and thermal power in electrothermal devices. The arc column size in power switches should change as fast as possible. When electrodes or plasma jets are immersed in the furnace chamber with sufficiently high speed, this enables fluent changes of the voltage and consequently of the contribution of the thermal power components in the arc energy balance [1, 2]. There are many difficulties that have to be overcome in the modelling of an electric arc of variable geometrical parameters. These difficulties arise due to nonlinear dependences among the electrical, thermal and geometrical characteristics of the plasma column [1, 3]. The Voronin model of the arc column with variable geometrical parameters and with heat dissipation processes dependent on the arc lateral area In order to construct the Voronin model [4, 5] it is necessary to adopt the following simplifying assumptions: 1. The arc column is cylindrical with a constant crosssection area at any point along the axis; 2. Plasma is [...]

 Strona 1  Następna strona »