SU1144588A1 - Индуктор линейного индукционного насоса - Google Patents

Abstract

1. ИНДУКТОР ЛИНЕЙНОГО ИНДУКЦИОННОГО НАСОСА, Содержащий магнитопровод с шунтирующими участками, в пазах которого уложены катзппки трехфазной обмотки возбуждени  с целым числом пар полюсов, имеющие посто нное чйсло витков в средней части магнитопровода и переменное - в концевых част х, отличающийс   тем, что, с целью повышени  энергетических показателей, катушки обмотки возбуждени , расположенные в пазах магнитопровода после шунтирующих участков со стороны входа и выИзобретение относитс  к области МГД-техники, в частности к усовершенствованию электромагнитных линейных индукционных насосов, и может быть использовано в насосах дл  перекачивани  жидкометаллических теплоносителей в реакторах на быстрых нейтронах, исследовательских жидкометаллических стендах, металлургической промышленности , а также дл  других техноло- гических целей. хода насоса, на длине двух полюсных делений имеют переменное число витков , измен кйцеес  от минимального в крайних пазах до номинального в катушках в средней части в соответствии с зависимостью п И 6q+1 где Wj - число витков в катушках в средней части магнитопровода; ,2,3,...6q - номер паза в направлении от конца магнитопровода к середине; q - число пазов на полюс и фазу. 2. Индуктор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью снижени  веса, пазы по концам магнитопровода на длине двух полюсных делений имеют пере1менную высоту, равную высоте размещенных в них катушек, а магнитопровод на длине двзгх полюсных делений имеет скосы в направлении от средней части к входу и выходу на 4 соса. СП Известен индуктор линейного индукционного насоса, содержащий магнитопровод и трехфазную обмотку, уложенную в пазы магнитопровода. Дл  улучшени  энергетических показателей в этом устройстве используют обмотку с градацией линейной токовой нагрузки в концевых зонах по линейному Закону . Однако устройство имеет недостаточную эфс)ективность, обусловленную

Description

наличием пульсирующих магнитных полей в активной и концевых зонах. Известен также индуктор линейного индукционного насоса, содержащий магнитопровод с шунтирующими участками , в пазах которого уложена трехфазна  обмотка возбуждени  с целым числом пар полюсов, имеюща  посто нное число витков в средней части и переменное в концевых част х.В таком индукторе градаци  линейной нагрузки вьшолнена по линейному закону по концам индуктора на длине полюсного делени  в пределах каждой фазной зоны и магнитопровод по концам имеет шунтирующие участки. Недостатком указанной конструкции  вл ютс  невысокие энергетические показатели, св занные со значительны вли нием продольного концевого эффекта , имеющего место в концевых зонах. Кроме того, у индукционных насосов в силу небольших скоростей движени  жидкого металла, фазна  зон состоит из.небольшого числа пазов на полюс и фазу , и выполнение гра дации в пределах фазной зоны при эти значени х q затруднено. Целью изобретени   вл етс  повышение энергетических показателей посредством уменьшени  вли ни  продоль ного концевого эффекта и снижение веса индуктора насоса за счет исполь зовани  обмотки с уменьшающимс  числом витков на крайних парах полюсов Поставленна  .цель достигаетс  тем что катушки обмотки возбуждени , рас положенные в пазах магнитопровода после шунтирующих участков со сторон входа и выхода насоса, на длине двух полюсных делений имеют переменное число витков, измен ющеес  от минимального в крайних пазах до номиналь ного в катушках средней части в соответствии с зависимостью н где Wц - число витков в катушках в средней части магнитопрово да; ,2,3,...6q - номер паза, счита  от конца магнитопровода к середине; q - число пазов на Полюс и фазу С целью снижени  веси индуктора пазы по концам магнитопровода на дли не двух полюсных делений имеют переменную высоту, равную высоте,размещенных в них катушек, а магнитопровод на длине двух полюсных делений имеет скосы в направлении от средней части к входу и выходу насоса Как показатели расчетно-теоретические исследовани  структуры первичного магнитного пол , пульсирующее магнитное поле отсутствует в шунтирующих зонах и в средней части, где расцоложены катушки с номинальным числом витков, если обмотка возбуждени  имеет на длине двух полюсных делений , как со стороны входа, так и выхода индуктора насоса, переменное число витков в соответствии с предлагаемым устройством. Снижение КПД за счет концевых зон обусловлено наличием в них пульсирующих составл ющих полей, поэтому исполнение обмотки в предлагаемом индукторе позвол ет избежать пульсируншщх полей в концевых зонах к в средней части и повысить энергетические показатели. На фиг. 1 изображен предлагаемый индуктор, выполненный с переменным числом витков обмотки, продольный разрез; на фиг. 2 - расчетные индукции дл  известного и предложенного решений; на фиг. 3 - индуктор с переменной высотой пазов; на фиг, 4 расчетные огибающие магнитной индукции (положительные значени ) в относительных единицах дл  индуктора ср« 4, рассчитанные дл  обмотки по предлагаемому техническому решению (пунктирна  крива  I) и дл  обмотки, имеющей посто нное число витков по всей длине (сплошна  крива  II). Индуктор (фиг. 1) содержит магнитопровод 1, по концам которого расположены шунтирующие участки 2. В пазах 3 магнитопроврда уложена трехфазна  обмотка 4 в виде дисковых катушек , состо ща , например, из целого числа пар полюсов (,2,3...) с числом пазов на полюс и фазу . В данном индукторе насоса кажда  фазна  зона А, Z, В, X, С, Y состоит из двух катушек. В концевых част х на длине двух полюсных делений 2v катушки в пазах с 1-го по 12-ый имеют переменное число витков в соответствии с зависимостью --- W -Н 6q+1 И 13 : где W - номинальное число витков.

ксторое .имеют катушки в средней части; п - номер паза.

Таким образом, катушки в пазах с 1-го по паз имеют следующие числ  витков: пусть , тогда катушка первого от конца паза имеет 2 витка, второго паза - 4 витка, третьего 6 и т.д. В 12-ом пазу находитс  24  птка, к 13-ом пазу в катушке столько же витков, сколько в катушках средней части, т.е. 26. Кроме того, гпщуктор содержит внутренний магнитопровод 5 и KaHarf 6.

При включении напр жени  на обмотку 4 в зазоре между магнитопроводом 1 и внутренним магнитопроводом 5 образуетс  бегущее магнитное поле, под воздействием которого вжидком металле в кольцевом канале 6 возникают кольцевые токи, при взаимодействии этих токов с магнитным полем образуетс  осева  электромагнитна  сила, перемещающа  металл от входа к выходу . В предлагаемом (фиг. 3, крива  1), индукторе индукци  пульсирующего магнитного пол  в шунтирующих зонах отсутствует, возрастает постепенно от нул  до своего номинального значени  (посто нного в средней части ) , имеет чисто бегущий характер и постепенно спадает )На выходном конце . В индукторе с обмоткой, имеющей посто нное число витков (крива  II), индукци  магнитного пол  имеет скачок на входе и выходе (пульсирующее поле в шунтирующих участках) н не посто нна , по длине в ней имеютс  максимумы и минимумы, обусловленные вли нием пульсир; тощего пол , поэтому при входе провод щей среды S резко мен ющеес  магнитное поле про вл етс  продольный концевой эффект во вторичной цепи, св занный со входом и выходом рабочего тела в зону бегущего магнитного пол , снижающий эффетивность машипы. В обмотке, выполненной по предлагаемому техническому решению , продольный концевой эффект, как и в первичной цепи, св занный с разомкнутостью магнитопровода и вы- зывающи искажение симметрии токов по фазам, так и продольный концевой эффект во вторичной цепи, св занный со входом и выходом рабочего тела из зоны магнитного ло.п , сведен к минимуму , поэтому )ективность индуктор с. предлагаем1, техническим решением

выше, чем индуктора с обмоткой, VMOющей посто нное число витков по  соП длине. Эф4 ективность индуктора с предлагаемой обмоткой сказываетс .в большей степени в мапшнах с меньшим числом пар полюсов.

Кроме того, предлагаема  .обмотка обеспечивает равномерное распределение потребл емого тока, по фазам и повьшение эф(Ьективности насоса при бол1-ших магнитных числах Рейнольдс.а

/иС)СхЗ Rm --J (Rtn 1),

15

где ju - магнитна  проницаемость пере .качиваемой среды; (Т - электропроводность; 0 Q - кругова  частота;

- полюсное деление.

I

При работе насоса с магнитным чис5 .лом Рейнольдса Rm 1 с обмоткой без градации в концевых зонах имеет место ослабление магнитного пол  на входе из-за вли ни  продольного концевого эффекта. В результате поток-оQ сцепление и ЭДС в катушках, расположенных у входа, в зоне ослабленного пол , уменьшаютс  в сравне-м1ии с остальными катушками, что приводит при посто нном напр жении на насосе

к увеличению тока, потребл емого насосом к неравномерному распределению по фазам. Если линейна  токова  нагрузка выбрана на уровне предельной, то указанное увеличение тока приведет

Q к уменьшению габаритной мощности мапшны и развиваемого давлени  за счет снижени  линейной токовой нагрузки во избежание перегрева обмотки. Использование обмотки в соответствии с

с предлагаемым техническим решением позвол ет избежать увеличени  тока и неравномерного его распределени  на входных катушках, так как магнитное поле в концевых част х нарастает от

Q нул  постепенно. Это позвол ет эксплуатировать насос при линейной токовой нагрузке, выбранной на уровне допустимой по тепловым соображени м. Эксплуатаци  насоса при более высокой с линейной ТОКОРОЙ нагрузке позволит повысить КПД 1га 2-ЗХ и снизить пес активных материалов, в частности стали , магнитопрог;о.11.Г) и обмоточного провода .

1144588

Рлагодар  тому, что в предложенном решении возможно выполнение индуктора с.переменной высотой пазов и

скосами в концевых зонах (фиг. 3), дополнительно удаетс  снизить его вес.

I Средн   . I ffoHLieSaf (fcrcfTjb час/пь

Фиг.1

Фuг.J

Claims (1)

1. ' 1. ИНДУКТОР ЛИНЕЙНОГО ИНДУКЦИОННОГО НАСОСА, содержащий магнитопровод с шунтирующими участками, в пазах которого уложены катушки трехфазной обмотки возбуждения с целым числом пар полюсов, имеющие постоянное число витков в средней части магнитопровода и переменное - в концевых частях, отличающий- с я тем, что, с целью повышения энергетических показателей, катушки обмотки возбуждения, расположенные в пазах магнитопровода после шунтирующих участков со стороны входа и вы-