Исследование режимов систем энергопитания и генераторов плазмы переменного тока в диапазоне мощностей от 5 до 500 кВт
![Диссертация: Исследование режимов систем энергопитания и генераторов плазмы переменного тока в диапазоне мощностей от 5 до 500 кВт](https://westud.ru/work/2510012/cover.png)
Диссертация
На основании результатов анализа процессов в электродуговых плазмотронах мощностью от 5 до 500 кВт и их системах электропитания исследованы схемы замещения систем питания с учётом дуги как нелинейной нагрузки. По результатам проведённых исследований для разработанных плазменных технологий с учётом конкретных условий эксплуатации (выбран электродуговой плазмотрон и определен диапазон расходов… Читать ещё >
Содержание
- 1. Обзор электродуговых плазменных систем 10 1.1. Общая характеристика состояния применения электродуговых плазменных систем
- 1. 2. 0. бзор электродуговых плазменных систем
- 1. 2. 1. Однофазные плазмотроны переменного тока
- 1. 2. 2. Однодуговые плазмотроны постоянного тока
- 1. 2. 3. Обзор многодуговых плазмотронов
- 1. 2. 3. 1. Многокамерные плазмотроны переменного тока
- 1. 2. 3. 2. Однокамерные плазмотроны переменного тока
- 1. 2. 3. 3. Многодуговые плазмотроны постоянного тока
- 1. 3. Источники питания электродуговых плазменных систем
- 1. 3. 1. Источники питания для плазмотронов постоянного тока
- 1. 3. 2. Источники питания электродуговых плазмотронов переменного тока
- 1. 4. Выводы
- 2. Описание электродуговых систем как электрической нагрузки
- 2. 1. Описание электродуговых плазмотронов переменного тока
- 2. 2. Разработка и исследование систем питания
- 2. 3. Выводы
- 3. Анализ процессов, происходящих в системе «Источник питания — электродуговой плазмотрон переменного тока»
- 3. 1. Исследование электродуговой системы, включающей в себя в качестве нагрузки однофазный высоковольтный плазмотрон переменного тока с торцевыми электродами. 50 3.1.1 Обсуждение экспериментов. «
- 3. 2. Исследование электродуговой системы, включающей в себя в качестве нагрузки трёхфазный высоковольтный плазмотрон переменного тока с торцевыми электродами
- 3. 2. 1. Обсуждение результатов
- 3. 2. 2. Анализ полученных результатов с точки зрения плазмотрона как нагрузки для системы питания
- 3. 3. Исследование электродуговой системы, включающей в себя как нагрузку многофазный электродуговой плазмотрон с электродами рельсового типа и дополнительной инжекцией плазмы
- 3. 3. 1. Анализ полученных результатов при рассмотрении плазмотрона как нагрузки
- 3. 4. Выводы
- 4. Анализ электрических процессов в электродуговой плазменной системе. Расчёт элементов системы питания
- 4. 1. Описание электрических процессов, происходящих в системе «Электродуговой плазмотрон переменного тока — источник питания»
- 4. 2. Модели электрической дуги как электрической нагрузки
- 4. 3. Рассчёт элементов системы питания для многофазных электродуговых плазмотронов переменного тока
- 4. 4. Выводы
- 5. Применение 99 5.1 .Внешние характеристики электродуговых плазмотронов переменного тока
- 5. 2. Область применения
- 5. 3. Выводы
Список литературы
- А.Н.Братцев «Разработка, создание, и исследование плазменных технологий и электрофизических установок для уничтожения опасных отходов». Дис. канд. техн. наук: 01.04.13/ ИПЭФ РАН — СПб., 2003.- 144с.
- Пархоменко В.Д., Цыбулев П. Н., Краснокутский Ю. И. «Технология плазмохимических производств», Киев 1991 г, стр. 156−164.
- Bock F. «Klepzig Fachber», 1965,73,№ 11,510−518 (РЖЭ, 1966, 5Н101- ЭИ серия АЭЭ, 1966 вып.7 реф. 24).
- Райзер Ю.П. Физика газового разряда: Учеб. руководство для вузов. М.: Наука 1992.- 536 е.- ISBN 5−02−14 615−3.
- Рыкалин Н.А. Термическая плазма в металлургии и технологии. Всемирный электротехнический конгресс, 21−25 июня 1977, Москва, секция 0, доклад 06, 71с .
- Быховский Д.Г. Тенденции развития оборудования для плазменной обработки металлов. Всемирный электротехнический конгресс, 21−25 июня 1977, Москва, секция 4, доклад 4Б.21 .
- Messeger С. (Франция) . Последние достижения в области плазменной сварки и резки. Всемирный электротехнический конгресс, 21−25 июня 1977, Москва, секция 4, доклад 4Б.79 .
- Ширшов И.Г., Котиков В. Н. «Плазменная резка», М: Машиностроение, 1987.С. 3, 32, 119.
- Прогрессивные материалы и технологии// Научно-технический сборник.4. 2001.С. 117−121.
- D.Neuschutz «Plasma Application in Process Metallurgy», High Temp. Chem.
- Processes, 1,1992, p. 511−535.
- M.K. Mihovsky «Plasma metallurgy-states of the art, problems andfuture», Progress in Plasma Processing of Materials 2001, ISBN 1−56 700 165−3 2001 by Begell House, inc. p 679−697.
- Цветков Ю.В., Панфилов Ю. В. Низкотемпературная плазма в процессахвосстановления.-М.: Наука, 1980. С. 4−10.
- Рыкалин Н.Н., Сорокин JI.M. Металлургические ВЧ-плазмотроны. Электро и газодинамика. М.: Наука, 1987.С. 140−149.
- Крапивина С.А. Плазмохимические технологические процессы. JT.: 1981.1. С. 168−193.
- Сакипов З.Б., Рябинин В. П., Сейтимов Т. И., Иманкулов Э. Р. Исследование плазменного воспламенения бурых углей на укрупненной установке // Плазменная газификация и пиролиз низкосортных углей. Сб.науч.тр. М.: ЭНИН. 1987. С.90−101.
- Жуков М.Ф., Калиненко Р. А., Левицкий А. А., Полак JI.C. Плазмохимическая переработка угля—М.: Наука, 1990. С .87−111.
- Полак Л.С., Калиненко Р. А. Физико-химические основы плазмохимической переработки твердых топлив/ЯТлазменная газификация и пиролиз низкосортных углей. Сборник научных трудов, — М.: ЭНИН, 1987.С. 21−38.
- Кузнецов В.Е., Дашкевич В. А., Попов В. Е., Попов С. Д., Метод плазменного уничтожения опасных медицинских отходов.// Российская академия наук. Региональная экология.2001. № 3−4(17). С.60−64.
- Waste Treatment by Arc Process", Ph. Rutberg, Progress in Plasma Processing of materials, 2003, Progress in Plasma Processing of materials, 2003, Proceedings of the Seventh European Conference on Thermal Plasma Processes, Strasbourg,
- Ph. G. Rutberg. Thermal Methods of Waste Treatment. Environmental technologies handbook// editing by Nicolas P. Cheremisinoff. Toronto. Oxford. 2005. pp. 161−192.
- Рутберг Ф.Г. Мощные генераторы плазмы (плазмотроны)// Энциклопедия низкотемпературной плазмы/T.IV под. ред. В. Е. Фортова, Москва. Наука2000.С. 219−230, (2000)
- Глебов И.А., Рутберг Ф. Г. Мощные генераторы плазмы. — М: Энерго-атомиздат, 1985.— 153 с.
- Электродуговые генераторы термической плазмы / Жуков М. Ф., Засыпкин И. М., Тимошевский А. Н. и др. Низкотемпературная плазма. Т. 17 — Новосибирск: Наука. Сиб. Предпр. РАН, 1999.-712 c.-ISBN 5−02−31 247−9
- Коротеев А.С., Миронов В. М., Свирчук Ю. С. Плазмотроны. Конструкции, характеристики и расчет, — М.: Машиностроение, 1993.
- Rutberg PhG, Safronov A A and Goryachev VL 1998 Strong-current arc discharge of alternating current IEEE Trans. Plasma Sci. 26 ITPSBD, ISSN 0093−3813, 1297−306
- Сафронов A.A. Исследование и создание трехфазных генераторов азотнойи воздушной плазмы с электродами стержневого и рельсового типа. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук: 1995 г.
- Новиков О. Я., Тамкиви П. И., Тимошевский А. Н. и др. Многодуговые системы. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1988. — 133 с. ISBN 5 -02−28 563−3.
- Electric Arc Heater Develops Very High Temperatures.-Iron and Steel Eng., I960, 37, N11, p. 149−150.
- Maniero D. A,, Kienast P.F., Hirayama C. Electric Arc Heaters for High-Temperature Chemical Processing. — Weatinghouse Engr., 1966, 26, N 3, p. 6672.
- Harry J.E. A Power Frequency Plasma Torch for Industrial Process Heating. -IEEE Trans. Ind. General Appl., 1980, 6, N I. p. 36−42.
- Roots W.K., Kadhim M.A. Measuring the Electrothermal Efficiency of a 50Hz Plasma Torch. IEEE Trans. Instrum. and Measurement, 1969, 18, N 3, p. 150−156.
- Жуков М.Ф., Коротеев А. С., Урюков Б. А. Прикладная динамикатермической плазмы. — Новосибирск, Наука. Сиб. Отделение, 1975 г.—298с.
- Жуков М.Ф., Смоляков В. Я., Урюков Б. А. Электродуговые нагреватели газа (плазмотроны).- М. Наука 1973, 232 с.
- Ebara Corporation 1−6-27, Konan, Minato-ku, Tokyo 108−8480 Japan TEL +81−3-5461−5423 FAX +81−3-5461−5780 http://www.ebara.co.ip
- Department of Nuclear Engineering, Seoul National University. http://fusma.snu.ac.kr
- Chin-Ching Tzeng, Tsung-Min Hung and Li-Fu Lin, Plasma destructor, Nuclear Engineering International, July 2004.
- Патент США, № 4,009, 413. U.S. C1.219/121 P.
- Hrabovsky, M. Konrad, M. — Kopecky, V. — Sember, V. Properties of Water • Stabilized Plasma Torches. (Ed. Solonenko, O.P.). — Cambridge, Cambridge1.ter.Science Publishing 1998. 16 s.
- Jenista, J. The Effect of Different Regimes of Operation on Parameters of a Water-Vortex Stabilized Electric Arc. Journal of High Temperature Material Processes, 7 1. 11−16 (2003).
- Hrabovsky, M. Kopecky, V. — Sember, V. — Chumak, O. — Kavka, T. Properties of Hybrid Water/Argon DC Arc Torch under Reduced Pressure. In: IEEE Conference Record-Abstracts. — (Ed. Gitomer, S.J.). — Piscataway, IEEE Operations Center 2003. — S. 446.
- Андерсон Дж. Газодинамические лазеры: введение.-М:. Мир, 1979, С.75−95.
- Рутберг Ф.Г. Трехфазный плазмотрон // Некоторые вопросыисследования газоразрядной плазмы и создания сильных магнитных полей. — JI.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1970. — С. 8—19.
- Киселев А.А., Рутберг Ф. Г. Трехфазная плазмотронная установка // Генераторы плазменных струй и сильноточные дуги. — Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1973. — С. 31−39.
- Киселев А.А., Рутберг Ф. Г. Трехфазный плазмотрон большой мощности // ТВТ. — 1974. — Т. 12, № 4. С. 827−834
- Рутберг Ф.Г., Сафронов А. А., Ширяев В. Н., Кузнецов В. Е. Мощный плазмотрон переменного тока // Физика низкотемпературной плазмы. ФНТП-95: Материалы конф. (Петрозаводск, 20—26 июня 1995 г.). — Петрозаводск, 1995. Т. 3. — С. 422−424.
- Патент США № 4,013,867, U.S. С1.219/121.54
- Патент США No.3.705.975, U.S. Cl.219/121.36
- Papers, 1995 IEEE Nuclear and Plasma Sciences Society IEEE Catalog N95CH35833 Libraiy of Congress Number 95−78 039 vol.2, pp. 1313−1316. (1995)
- Рутберг Ф.Г., Кашарский Э. Г. О регулировании режима питания трехфазного плазмотрона от сети.// Известия высших учебных заведений. Энергетика Минск № 5. С. 55−58. (1984^
- Патент США № 2 052 796 U.S. CL219/121.54
- Рутберг Ф.Г., Левченко Б. П., Тарабанов В. Н. Вопросы изоляции токовводов мощных генераторов плазмы//Генераторы плазмы и методы их диагностики, Сб.науч. тр. —Л.: ВНИИэлектромаш .С. 38−43, (1984)
- Патент США № 3 989 512 U.S. CI. 219/121
- A. c. 527 843 СССР, электрод много электродного плазматрона/ Б. С. Гаврющенко, А. В. Пустогаров. — Опубл. в Б. И., 1976. № 33.
- Патент США № 4 352 044 U.S. CI. 219/12 171. Заявка № 55−3800 (Япония).
- А.С. 599 732 СССР. Электродуговой нагреватель газа постоянного тока/ Жуков М. Ф., Лыткин А. Я., Худяков Г. Н., Аньшаков А. С. Опубл. в Б. И., 1982, № 33-
- Harry J. Е., Hobson L. A multiple-arc system // J. Phys. E: Sci. Instrum.-1979.-Vol.l2.-P.357−358.
- Harry J. E., Hobson L, Production of a large volume discharge using a multi arc system// IEEE Trans. Plasma Sci.- 1979.-Vol.-7,N3.-P. 157−162.
- Harry J. E., Knight R. Simultaneous operation of electric arcs from the same supply// IEEE Trans. Plasma Sci.-1981.-Vol. 9, N 4.-P.248−254.76. http://www.westinghouse-plasma.com
- Bayliss R. K., Bryant J.W., Sayce J. G. Plasma dissociation of zircon sands// 3-eme Symp. Intern. De Chimie des Plasmas.-Limoges: IUPAC, 1977.-T.3.-P.52.
- Патент США № 4 013 867 U.S. Cl.219/121
- Глебов И. А., Кошарский Э. Г., Рутберг Ф. Г., Синхронные генераторы кратковременного и ударного действия— Л.: Наука. 1985
- Рутберг Ф.Г., Сафронов А. А., Гончаренко Р. Б., Кузнецов В. Е. К вопросу о влиянии неустойчивости электрической дуги трёхфазного плазмотрона переменного тока на его работу// Изв. РАН. Энергетика. 1996 г. № 4. С. 114−120.
- Рутберг Ф.Г., Гончаренко Р. Б., Сафронов А. А., Ширяев В. Н., Кузнецов В. Е. специфические особенности систем электропитания промышленных трёхфазных плазмотронов переменного тока// Изв. РАН. Энергетика. 1998 г. № 1.С. 93−99.
- Рюденберг Р. Эксплуатационные режимы электроэнергетических систем и установок-Л.: Энергия. 1981.
- Ю. Е. Ефроймович. Инженерные методы расчёта дуговых печей с учётом нелинейности, вносимой дуговым разрядом.//Электричество — 1948 —№ 12.
- Попов С.Д., Степанов И. В., Суров А. В., Система сбора информации и управления плазмотронами// III Санкт-Петербургская ассамблея молодых ученых и специалистов, 4−11 декабря 1998 года. Доклады и тезисы участников ассамблеи.
- Попов С.Д., Степанов И. В., Суров А. В., Автоматическая система управления плазмотронами// IV Санкт-Петербургская ассамблея молодых ученых и специалистов, 2−10 декабря 1999 года. Тезисы докладов.
- Нейман JI. P., Демирчан K.C. Теоретические основы электротехники. В 2-х томах. Л.: Энергия, 1981.
- Новиков О .Я. Устойчивость электрической дуги. Л.: Энергия, 1978. 155 с.
- Устойчивость горения электрической дуги / Низкотемпературная плазма Т.5. Новосибирск."Наука", — 1992. — с. 197. — ISBN 5−02−29 694−5.
- Материалы диссертации изложены в следующих работах:
- Попов С.Д., Степанов И. В., Суров А. В., Система сбора информации и управления плазмотронами, III Санкт-Петербургская ассамблея молодых ученых и специалистов, 4−11 декабря 1998 года. Доклады и тезисы участников ассамблеи.
- Попов С.Д., Степанов И. В., Суров А. В., Автоматическая система управления плазмотронами, IV Санкт-Петербургская ассамблея молодых ученых и специалистов, 2−10 декабря 1999 года. Тезисы докладов.