|
41 деляемой идеальной характеристикой, при этом дифференциальное сопротивление дуги близко к нулю. В зависимости от режима горения и типа процесса характеристика дуги может иметь гистерезис на участках, соответствующих значительным токам, а в окрестности начала координат характеристика однозначна. Характеристика с гистерезисом является более общей и отражает также все те особенности и параметры что и характеристика без гистерезиса. Рассмотрение энергетических процессов в электрической цепи, содержащей дугу [20], может основываться на довольно общем представлении электрической дуги в виде нерезистивного двухполюсника с внешними электрическими сигналами (током /ДО и напряжением ud(t)), один из которых в зависимости от вида цепи может рассматриваться как входное воздействие, другой как реакция. Но выбор энергетических переменных неоднозначен, так, электрическая дуга как элемент схемы электрической цепи часто представляется в виде двухполюсника со входным током и выходной проводимостью или сопротивлением дуги. Электрическая дуга, как элемент подэлектродной токопроводящей среды [32], относится к классу нелинейных динамических (инерционных) сопротивлений. В соответствии с этим во многих случаях рассматривается схема замещения электрической дуги только для действующих или средних за период значений токов и напряжений, при этом она не отражает форму колебаний мгновенных значений токов и напряжений. В качестве такой схемы принимается схема из последовательно включенных эквивалентных активного и реактивного сопротивлений дуги. В работе [45] также подчеркивается, что электрическая дуга обладает не только переменным активным, но и реактивным (индуктивным) сопротивлениями для каждой гармонической составляющей тока электрической дуги. Анализ данных о динамических вольтамперных характеристиках мощных коротких дуг [74, 35] также свидетельствует, что эти дуги имеют индуктивную составляющую. Ряд исследователей применяют теоретические модели проводимости дуги, приводящие к дифференциальным уравнениям, связывающие ток и напряжения. Наибольшее распространение получила модель Касси для проводимости дуги: |
25 ческой вольтамперной характеристики дуги алгебраическими или тригонометрическими функциями, кривыми типа насыщения совместно с гармоническими. У большинства исследователей не вызывает сомнений, что наиболее точной является аппроксимация динамической ВАХ дуги нелинейностью, с характеристикой имеющей пик зажигания, падающий участок напряжения и гистерезис [23], однако это значительно усложняет модель и делает ее обычно не конструктивной. Поэтому в большинстве случаев применяют частные модели для определенных режимов. Общим для динамических ВАХ различных видов дуговых процессов в электропечах является то, что во всех случаях характеристики отражают напряжение зажигания дуги, при котором возникает дуговой разряд и ток дуги, которое может быть больше или равно напряжению горения. Характеристики проходят через начало координат при нулевом напряжении ток равен нулю. Кроме того, после зажигания дуги при больших значениях тока близких к максимальному, напряжение пика зажигания (если он присутствует) изменяется относительно мало и его значение близко к средней постоянной величине, определяемой идеальной характеристикой, при этом дифференциальное сопротивление дуги близко к нулю. В зависимости от режима горения и типа процесса характеристика дуги может иметь гистерезис на участках, соответствующих значительным токам, а в окрестности начала координат характеристика однозначна. Характеристика с гистерезисом является более общей и отражает также все те особенности и параметры что и характеристика без гистерезиса. Рассмотрение энергетических процессов в электрической цепи, содержащей дугу [24], может основываться на довольно общем представлении электрической дуги в виде нерезистивного двухполюсника с внешними электрическими сигналами (током /ДОи напряжением ud(t)), один из которых в зависимости от вида цепи может рассматриваться как входное воздействие, другой как реакция. Но выбор энергетических переменных неоднозначен, 26 так, электрическая дуга как элемент схемы электрической цепи часто представляется в виде двухполюсника со входным током и выходной проводимостью или сопротивлением дуги. Электрическая дуга, как элемент подэлектродной токопроводящей среды [17], относится к классу нелинейных динамических (инерционных) сопротивлений. В соответствии с этим во многих случаях рассматривается схема замещения электрической дуги только для действующих или средних за период значений токов и напряжений, при этом она не отражает форму колебаний мгновенных значений токов и напряжений. В качестве такой схемы принимается схема из последовательно включенных эквивалентных активного и реактивного сопротивлений дуги. В работе [44] также подчеркивается, что электрическая дуга обладает не только переменным активным, но и реактивным (индуктивным) сопротивлениями для каждой гармонической составляющей тока электрической дуги. Анализ данных о динамических ВАХ мощных коротких дуг [42,43] также свидетельствует, что эти дуги имеют индуктивную составляющую. Ряд исследователей применяют теоретические модели проводимости дуги, приводящие к дифференциальным уравнениям, связывающие ток и напряжения. Наибольшее распространение получила модель Касси для проводимости дуги: U * ® 's (1.26) где g проводимость дуги; i мгновенное значение тока дуги; U действующее значение напряжения на дуге; © постоянная времени проводимости дуги. (тк Поскольку член правой части и g) зависит не только от входной д 'S величины i, но и от выходной gуравнение становится нелинейным относительно g и не совпадает с уравнением классического инерционного звена. |