تعداد نشریات | 39 |
تعداد شمارهها | 1,161 |
تعداد مقالات | 8,380 |
تعداد مشاهده مقاله | 6,194,397 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,453,252 |
شبیهسازی کوره قوس AC فرکانس پایین به روش اجزای محدود و استخراج مشخصههای فیزیکی قوس جهت بررسی پایداری قوس الکتریکی با رفتار دینامیکی | ||
الکترومغناطیس کاربردی | ||
دوره 8، شماره 2 - شماره پیاپی 21، دی 1399، صفحه 65-79 اصل مقاله (1.95 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
مصطفی گلرخ جوبنی1؛ آرش دهستانی کلاگر* 2؛ محمدرضا علیزاده پهلوانی2 | ||
1دانشگاه صنعتی مالک اشتر | ||
2دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر | ||
تاریخ دریافت: 10 اسفند 1398، تاریخ بازنگری: 25 خرداد 1399، تاریخ پذیرش: 22 خرداد 1399 | ||
چکیده | ||
کورههای قوس الکتریکی از بزرگترین بارهای متمرکز، غیرخطی و با رفتار آشوبناک در شبکههای توزیع قدرت میباشند. مدلسازی و شبیهسازی مغناطیسی این بارها کمترین خطا را نسبت به ماهیت و رفتار فیزیکی قوس الکتریکی داشته و در دقت مطالعات، نقش بسزایی دارد. در این مقاله شبیهسازی کوره قوس الکتریکی AC فرکانس پایین، به روش اجزای محدود و با کمک نرمافزار قدرتمند COMSOL Multiphysics، انجام میگیرد. روش اجزای محدود جهت تحلیلهای مغناطیسی، حرارتی و دینامیکی روش مرسومی بوده و توانمندی خود را در حوزههای فیزیکی مختلف به اثبات رسانیده است. در شبیهسازی به روش اجزای محدود، مدار الکتریکی مورد استفاده، ابعاد الکترود، شرایط دمایی اولیه و منبع تغذیه ورودی کوره نیز در نظر گرفته میشوند. با استفاده از حل همزمان معادلات فیزیکی مختلف در نرمافزار COMSOL Multiphysics و بهرهگیری از روابط و اصول مگنتوهیدرودینامیک، قانون آمپر، قانون اهم و معادلات ماکسول مدل قوس الکتریکی و نحوه ایجاد پلاسما مطالعه میشوند. سپس با استخراج نتایج و مقایسه با روابط و مطالعات پیشین، پایداری قوس مورد ارزیابی قرار میگیرد. پایداری قوس سبب کاهش هارمونیکهای تولیدی و فلیکر ولتاژ تحمیلی به شبکه شده و نیاز به ادوات جبرانساز را کاهش میدهد. | ||
کلیدواژهها | ||
کوره قوس الکتریکی؛ پلاسما؛ پایداری قوس الکتریکی؛ پلاسمای حرارتی؛ قوس جریان بالا؛ قوس دینامیکی | ||
مراجع | ||
[1] M. Golrokh joubeni and A. Dehestani Kolagar, "Design, Simulation, and Implementation of an Electric Induction Heater up to 300 °C," Journal of Applied Electromagnetics, Vol. 7, No. 2, pp. 75-86, 2020, (in Persian).## [2] S. Lupi, "Fundamentals of Electroheat," Electrical Technologies for Process Heating. Springer. Switzerland, 2017.## [3] Y. N. Toulouevski and I. Y. Zinurov, Innovation in electric arc furnaces. Springer, 2010.## [4] Matlabi, Power Electronics: Power Circuits, Command Circuits, Induction Furnaces (Industrial Electronics), 2000, (in Persian).## [5] B. Rodríguez-Medina, "Parameters extraction tool for high-pressure gas arc models in high-voltage circuit breaker simulations," University of Puerto Rico, Mayaguez (Puerto Rico), 2004.## [6] S. Golestani and H. Samet, "Generalised Cassie–Mayr electric arc furnace models," IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 10, no. 13, pp 3364-3373, 2016.## [7] K. Jung, Y. Suh, T. Kim, T. Park, and Y. Lee, "Arc stability control of a high-power thyristor rectifier system in a DC arc furnace," IEEE Transactions on Power Electronics, vol: 29, no: 12, pp 6342-6351, 2014.## [8] A. Kiyoumarsi, A. Nazari, M. Ataei, H. K. Beheshti, and H. Karimi, "Three dimensional analysis of an AC electric arc furnace," in 2009 35th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics, pp 3697-3702, 2009.## [9] Y. Lee, H. Nordborg, Y. Suh, and P. Steimer, "Arc stability criteria in AC arc furnace and optimal converter topologies," in APEC 07-Twenty-Second Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, pp 1280-1286, 2007.## [10] I. Mc Dougall, "Finite element modelling of electric currents in AC submerged arc furnaces,", 2007.## [11] Y. A. Tesfahunegn, G. Saevarsdottir, T. Magnusson, and M. Tangstad, "The effect of frequency on current distributions inside submerged arc furnace," in 2018 IEEE MTT-S International Conference on Numerical Electromagnetic and Multiphysics Modeling and Optimization (NEMO), pp 1-4, 2018.## [12] F. Illahi, I. El-Amin, and M. U. Mukhtiar, "The application of multiobjective optimization technique to the estimation of electric arc furnace parameters," IEEE Transactions on Power Delivery, vol: 33, no: 4, pp 1727-1734, 2017.## [13] N. Arzpeyma, "Modeling of Electric Arc Furnaces (EAF) with electromagnetic stirring," ed, 2011.## [14] M. Peens, "Modelling and control of an electrode system for a three-phase Electric Arc Furnace," University of Pretoria, 2007.## [15] H. Samet, T. Ghanbari, and J. Ghaisari, "Maximum performance of electric arc furnace by optimal setting of the series reactor and transformer taps using a nonlinear model," IEEE Transactions on Power Delivery, vol: 30, no: 2, pp 764-772, 2015.## [16] Y. Suh, H. Park, Y. Lee, and P. K. Steimer, "A power conversion system for AC furnace with enhanced arc stability," IEEE Transactions on Industry Applications, vol: 16, no: 6, pp 2526-2535, 2010.## [17] V. Abbasi, A. Gholami, and K. Niayesh, "Impact of External Magnetic Field on Plasma Current Layer Deformation During Contact Opening in Medium-Voltage Puffer SF6 Circuit Breaker," IEEE Transactions on Plasma Science, vol: 40, no: 6, pp 1759-1767, 2012.## [18] Y. A. Tesfahunegn, T. Magnusson, M. Tangstad, and G. Saevarsdottir, "The Effect of Pitch Circle Diameter of Electrodes on Current Distributions in Submerged Arc Furnace," in 2018 IEEE MTT-S International Conference on Numerical Electromagnetic and Multiphysics Modeling and Optimization (NEMO), pp 1-4, 2018.## [19] X. Li, D. Chen, R. Dai, and Y. Geng, "Study of the influence of arc ignition position on arc motion in low-voltage circuit breaker," IEEE transactions on plasma science, vol: 35, no: 2, pp 491-497, 2007.## [20] S.-H. Rau, Z. Zhang, and W.-J. Lee, "3-D magnetohydrodynamic modeling of DC arc in power system," IEEE Transactions on Industry Applications, vol: 52, no: 6, pp. 4549-4555, 2016.## [21] S.-H. Rau and W.-J. Lee, "DC arc model based on 3-D DC arc simulation," IEEE Transactions on Industry Applications, vol: 52, no: 6, pp 5255-5261, 2016.## [22] A. Dehestani Kolagar, M. Alizadeh Pahlavani, and H. Ebrahimi, "Arc Power Calculation in DC Electric Arc Furnaces," Journal of Applied Electromagnetics, Vol. 3, No. 4, pp. 19-28, 2016, (in Persian).## [23] G. Miley, "Industrial Plasma Engineering", Volume:1 Principles and Volume: 2 Application to Nonthermal Plasma Processing, by J. Reece Roth. IOP Publishing, 2001. ISBN 750308257, Journal of Plasma Physics, vol: 68, no: 3, pp 237-243, 2002.## [24] M. Sharifi, "Magnetic field modelling of a direct current electric arc furnace," 1995.## | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,102 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 628 |