Индуктор линейного индукционного насоса Советский патент 1991 года по МПК H02K44/06 

Изобретение относится к МГД-технике. Оно может быть использовано в электромагнитных индукционных насосах для перекачивания жйдкометалли- ческих теплоносителей на быстрых нейтронах, а также в других установках для технологических целей.

Известны линейные индукционные насосы, основными узлами которых являются внешний магнитопровод, набранный из листовой электротехнической стали, обмотка, уложенная в пазы внешнего магнитопровода, внутренний магнитопровод и линейный канал колЬ

СП 00 00

цевого сечения, охватьшающий внутренний магнитопровод. Трехфазная обмотка создает бегущее вдоль канала магнитное поле8 при взаимодействии которого с индуктированными в жидком металле токами появляется электромагнитное усилие, обеспечив;ж щее перемещение жидкого металла в канале насоса.

Недостатком таких насосов является повышенный расход энергии, обусловленный нескомпенсированным продольным концевым эффектом.

Известно, что для ослабления влияния продольного концевого эффекта в лииейиых индукцио И ых машинах используют дополните: ьнь5е компенсаlyioHHbie трехфазные обмотки. При этом компенсационная обмотка или накладывается на основную рабочую обмотку так, что начала обен.ч обмоток совпадают, или же компенсационная обмотка ставится перед рабочей но хоцу движения бегущего магнитно1 о поля.

Известен также индуктор линейного асинхронного двигателя, содержащий магнитопровод i размещеньые на нем основную и вспомогате-пьную обмотки „ Вспомогательная комг енсационная обмотка расположена перед основной обмоткой и соединяется последовательно с ней. В таком индукторе конец компенсационной обмотки соедн-няется с началом рабочей м величина полюсного деления компенсационной обмотки больше, чем у рабочей.

При использовании электромагнитных насосов в основных контурах АЭС остро стоит вопрос обеспеченР1я съема остаточного тепловыделения после обесточивания основного источника питания: переход на понижентшш режим и-ш режим расхол:иг;ивамия с расходом, составляю Ц1-п з 5-25% от номинального (так называемый выбег) ,. Масса движущихся частей жидкого метагтла в электромагнитном нас осе с-ущестзенно меньше, чем в механическом, и поэтому время выбе1а весьма мало (л--;2с), В результате вспомогательная обмотка насоса, ВЕЛюлненная, например, аналогично и обеснечивающая пониженньш расход, должна быть постоянно подключена к автономному источнику электропитаЕ1ия 5 чтобы исключить перерыв в электроснабл ении. Однако выполнение питания насоса по такой схеме имеет существенный недостаток., так как вспомогательная обмитк;ц находясь постоянно под напряжением потребляет из сети электроэнергию во время работы основной обмотки насоса что гфнво/глт к увеличению гготребляемой мощности всего насоса.

Целью изобретения является уменьшение мо1 цшсти. потребляемой насосом, и габаритов насоса за счет создания DO вспомогательной обмотсе насоса скорости маг 1итного поля V;,,

U. у,

равной скорости металла V , в зоне ос

новной обмотки насоса.

Поставленная цель достг:-ается за счет тог(1„ что в индукторе ,1П-1нейного

индукционного насоса вспомогательная обмотка расположена после основной в направлении д.вижения бегущего магнитного поля 5 я ее полюсное деление выполнено в соответствии с соотношение

Л

А

/ч Г /- 1 п -1

Cg t-1 . 1 -Ь, ) .

где С| и с2 - полюсное

деление основной и вспомогательной омоток; S - скольжение для основной обмотки с При таком конструктивном иcгIOJПieнии насоса скорость магнитного ноля вспомогательной обмотки V/ (f - частота нитаюш.ей сети) получается равной скорости жидкого металла Vn, основной обмотки насоса, работающего в номинальной точке при скольжении S(. При этом нет взаимодествия с движущимся металлом и вспомогательная обмотка потребляет MPHIHмальную мощность, нео-бходимуто лишь для покрытия потерь в меди обмотки и стали магнитюпроводао При отключении основной обмотки скорость жидкого металла в канале быстро уненьтается и вспомогательная обмотка начинает потреблять электрическую мощность из сетм, обеспечивая режим пониженной цирку.яции Б контуре.

На чертеже изображен индуктор инггукхгионного цилиндрического насоса, разрез,

Насос содержит наружный магнитопровод 1, в пазах которого уложена трехфазная основная обмотка 2 с полю сным делением &. и вспомогательная трехфазная обмотка 3, вьшэлненная с полюсньп 1 делением с(-S }i.

Обе обмотки размещены наружном магнитопроводе 1, причем зспомогательная обмотка 3 - за основной об-моткой 2 по ходу движения бегущего магнитного поля (жидкого металла); и имеют общий рабочий канал 4, охватывающий внутренний магнитопровод 5, При включении напряжения на основную обмотку 2 насоса и вспомогательную обмотку 3 образуется бегущее вдоль .чанала электромагнитное поле. Под воздействием бегущего магнитного поля it кольцевом канале 4 в(ззникают ;:ольцевь;е токи, при взаимодействии ко;оры : с магнитным нолем образуется осевая электромагнитная сила, переме гта эщая металл от входа к выходу. Поскольку .полюсное деление вспомогательной обмотки 3 выполнено в соответствии с соотношением с (t-S.)

лil1

ч, то при номинальном расходе и,

следовательно, номинальном скольжении для основной обмотки скольжение для вспомогательной обмотки будет равно нулю В этих условиях магнитное поле вспомогательной обмотки не взаимодействует с движущимся жидким металлом и потребляемая ею мощность минимальна. При отключении питания основной обмотки насоса скорость металла в канале V.y быстро падает и ка только она станет меньше скорости магнитного поля вспомогательной обмотки, последняя начинает потреблять мощность из сети от автономного исTOiHHKa, необходимую для обеспечеши; небольшой циркуляции металла в контуре .

Таким образом, используя данное техническое решение, можно снизить расход электроэнергии за счет уменьшения мощности, потребляемоГт вспомогательной обмоткой насоса, осуществить режим расхолаживания, а также снизить вес активных материалов, в частности электротехнической стали, за счет сокращения длины магнитопровода под вспомогательную обмотку Hdсоса при меньшем полюсном делении.

ИНДУКТОР ЛИНЕЙНОГО ИНДУКЦИОННОГО НАСОСА, содержащий магнитопровод и размещенные на нем трехфазные основную и вспомогательную обмотки, отличающийся тем, что, с целью з еньшения потребляемой мощности и габаритов, вспомо-гательная обмотка расположена после основной в направлении дврскения бегущего магнитного поля, а ее полюсное деление выполнено в соответствии с соотношетгаем f,(t-S{), где С, и 2. полюсные деления основной и вспомогательной обмоток; S .- скольжение .для основной обмотки. - .