محاسبه توان قوس در کوره های قوس الکتریکی DC

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 -

2 دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

جهت تبیین و بررسی عملکرد کوره‌های قوس الکتریکی اعم از AC و DC، اطلاع از میزان توان الکتریکی منتقل­شده از طرف قوس به حمام مذاب حائز اهمیت فراوانی می‌باشد. هدف اصلی در این مقاله، محاسبه توان انتقالی مذکور با استفاده از مشخصات فیزیکی و الکتریکی قوس می­باشد. بدین لحاظ، در ابتدا با استفاده از پارامترهای فیزیکی و الکتریکی قوس اعم از طول قوس، شعاع قوس و جریان قوس، رابطه­ای برای چگالی جریان قوس در کوره­های قوس الکتریکی DC ارائه شده و در ادامه با استفاده از قوانین موجود در الکترومغناطیس، توان الکتریکی قوس محاسبه می­شود. روش پیشنهادی جهت محاسبه توان قوس DC، نوآوری مقاله حاضر بوده و مقایسه نتایج حاصل از روش ارائه شده در این مقاله با نتایج موجود در مقالات، مبتنی بر معادلات بومن، درخصوص توان قوس­های DC جریان بالا، نشانگر وجود هم­خوانی مطلوب بین آن­ها و درنتیجه مؤیّد صحت روش ارائه­شده می­باشد. هم­چنین در انتها، جهت اعتبارسنجی پاره­ای از مفروضات درخصوص قوس DC، آزمایشاتی به­عمل آمده و نتایج آن در این مقاله منعکس شده است.

کلیدواژه‌ها


[1]J. Jones, R. J. Schmitt, J. E. Goodwill, J. Kollar, “Understanding Electric Arc Furnace Operations”, Published by Electric Power Research Institute (EPRI) for Materials Production, Applicable SIC Codes: 3312,3325, TechCornmentary~TC-1077, 1997.##
[2] M. Sharifi, “Magnetic Field Modeling of a Direct Current Electric Arc Furnace”, The University of Toronto Library Manuscript Thesis, October 1994.##
[3] R. F. Ammerman, T. Gammon, P. K. Sen, J. P. Nelson, “DC-Arc Models and Incident-Energy Calculations”, IEEE Transactions on Industry Application, vol. 46, No. 5, pp. 1810-1819, September/October 2010.##
[4] J. k. Sparkes, “Comparison of Controlled Rectifier and Chopper Power Supplies for DC Smelting Furnace Applications”, University of Newfoundland, Canada, May 2004.##
[5] Q. G. Reynolds, R. T. Jones, “Semi-empirical Modeling of the Electrical Behavior of DC-Arc Smelting Furnaces”, The Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy, pp. 345-351, July 2004.##
[6] R. T. Jones, Q. G. Reynolds, M. J. Alport, “DC Arc Photography and Modeling”, Minerals Engineering Journal, vol. 15, pp. 985–991, July 2002.##
[7]Q. G. Reynolds, R. T. Jones, “Twin-electrode DC Smelting Furnace-Theory and Photographic Test-work”, Minerals Engineering 19 (2006) 325-333.##
[8] S. C. Chu, S.S. Lian, “Numerical analysis of temperature distribution of plasma arc with molten pool in plasma arc melting”, Computational Materials Science, vol. 30, pp. 441–447, March 2004.##
[9] M. A. Ramirez, “Mathematical Modeling of DC Electric Arc Furnace Operations”, Massachusetts Institute of Technology Thesis, September 2000.##
[10]  D. K. Cheng, “Field and Wave Electromagnetics”, Addison-Wesley Publishing Company, 1989.##
[11] A. Dehestani Kolagar, “Design, Modeling, and Control of the New Feeding Topologies for DC Electric Arc Furnaces”, A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Doctor of Philosophy in Electrical Engineering, Iran University of Science and Technology (IUST), September 2013, (in persian).##