Неустойчивость режима в цепи с емкостью и электрической дугой, питаемой от источника постоянного тока

Abstract

Исследованы устойчивость и возникновение колебаний тока электрической дуги при определенных условиях в электрической цепи постоянного тока. Отмечено, что в цепи с дугой всегда будет параллельная ей емкость, образуемая собственными емкостями установки. Электрическая дуга как элемент электрической цепи описывается обобщенной моделью, которая учитывает термическую инерционность электрической дуги и не ограничивает вид ее статической вольт-амперной характеристики. Рассмотрено влияние параметров электрической дуги на переходной процесс, получены условия возникновения незатухающих и нарастающих собственных колебаний. Представлены принципиальные и эквивалентные схемы рассматриваемого контура. Диссипативные свойства колебательной системы охарактеризованы с помощью коэффициента затухания контура, относительного демпфирования, а также коэффициента потерь энергии в системе. Определены частота срыва, полоса пропускания, частота собственных колебаний и резонансное сопротивление контура. Рассмотрены резистивное демпфирование колебаний, определено желаемое значение демпфирующего резистора, проиллюстрированы результаты расчетов и моделирования. Полученные результаты могут найти применение при проектировании и наладке новых источников питания для сварки и родственных технологий, а также оценки демпфирования и стабилизации работающих источников питания.