Simulating the Electrical Parameters of an AC Arc Furnace in Electrosmelting


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

A mathematical model is proposed for an arc furnace in electrosmelting. So that the model will describe furnace behavior as accurately as possible, research on this topic is analyzed, and basic design principles are formulated. Specifically, the starting point is to derive the equivalent circuit of the furnace. Cassie’s nonlinear differential equation for the conductivity, which has been widely adopted by researchers, is employed in formulating the mathematical model of the arc. In the model, we use calculations of the circuit parameters on the low-voltage secondary side of the transformer and also draw on literature data. To investigate furnace behavior at different times, different values are adopted for the time constant of arc conductivity. By that means, the nonsteady state of the regions close to the electrodes under the influence of external perturbations may be taken into account. The variation in temperature, variation, and pressure of the gas in the furnace during the electrosmelting process is also taken into account. This approach permits realistic description of the furnace behavior with nonsteady arc combustion at different stages of the process; assessment of the possible control parameters; and determination of the requirements on the control system. The basic structure of the model of a three-phase ac arc furnace is derived. MATLAB Simulink software is used in all the calculations of the circuit components and in modeling. The structure includes an ac voltage source; the resistances and inductances on the secondary side of the transformer; the corresponding short-circuit resistances and inductances; and a model of the ac arc. The model is used for dynamic analysis of the arc as an electrical object. Specifically, the dependence of the voltage on the current (the volt–ampere characteristic) is determined. The shape of the volt–ampere characteristic determines the arc combustion, the regions where the arc exists and is stable, and correspondingly the quality of control. The volt–ampere characteristic is investigated with different voltages on the secondary side of the transformer and different arc lengths and also for different values of the time constant of arc conductivity. The model also permits analysis of the static characteristics. The current dependence of the arc length is nonlinear at various voltage stages of the transformer. Recommendations are made regarding the selection of the control signals. Control systems are devised for different stages of smelting. For example, in the initial stage (melting), the control system must minimize the number of disruptions when the region of arc existence is small and must limit the power introduced. Simulation shows that, when the process is nonsteady, adaptive control signals must be used, because they are able to adjust to the continuously changing state of the arc furnace.

Об авторах

B. Dmitrievskii

Derzhavin Tambov State University

Автор, ответственный за переписку.
Email: atom1299@yandex.ru
Россия, Tambov, 392000

A. Bashkatova

Derzhavin Tambov State University

Email: atom1299@yandex.ru
Россия, Tambov, 392000

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Allerton Press, Inc., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».