شبیه سازی کوره قوس AC فرکانس پایین به روش اجزای محدود و استخراج مشخصه های فیزیکی قوس جهت بررسی پایداری قوس الکتریکی با رفتار دینامیکی

کوره های قوس الکتریکی از بزرگ ترین بارهای متمرکز، غیرخطی و با رفتار آشوبناک در شبکه های توزیع قدرت می باشند. مدل سازی و شبیه سازی مغناطیسی این بارها کمترین خطا را نسبت به ماهیت و رفتار فیزیکی قوس الکتریکی داشته و در دقت مطالعات، نقش بسزایی دارد. در این مقاله شبیه سازی کوره قوس الکتریکی AC فرکانس پایین، به روش اجزای محدود و با کمک نرم افزار قدرتمند COMSOL Multiphysics، انجام می گیرد. روش اجزای محدود جهت تحلیل های مغناطیسی، حرارتی و دینامیکی روش مرسومی بوده و توانمندی خود را در حوزه های فیزیکی مختلف به اثبات رسانیده است. در شبیه سازی به روش اجزای محدود، مدار الکتریکی مورد استفاده، ابعاد الکترود، شرایط دمایی اولیه و منبع تغذیه ورودی کوره نیز در نظر گرفته می شوند. با استفاده از حل هم زمان معادلات فیزیکی مختلف در نرم افزار COMSOL Multiphysics و بهره گیری از روابط و اصول مگنتوهیدرودینامیک، قانون آمپر، قانون اهم و معادلات ماکسول مدل قوس الکتریکی و نحوه ایجاد پلاسما مطالعه می شوند. سپس با استخراج نتایج و مقایسه با روابط و مطالعات پیشین، پایداری قوس مورد ارزیابی قرار می گیرد. پایداری قوس سبب کاهش هارمونیک های تولیدی و فلیکر ولتاژ تحمیلی به شبکه شده و نیاز به ادوات جبران ساز را کاهش می دهد.