DE1906922B2 - Linearer Wanderfeldinduktor für elektromagnetische Pumpen oder Förderrinnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen linearen Wanderfeldinduktor für elektromagnetische Pumpen oder Förderrinnen, mit einem lamellierten genuteten Induktorblechpaket. in dessen Nuten jeweils übereinander zwei kühlmitteldurchflossene rohrförmige Leiter einer mehrphasigen Induktorwicklung zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wanoerfeldes angeordnet sind.

Wanderfeldinduktoren dieser Art sind in ihrer Anwendung als elektromagnetische Umrührer aus der deutschen Ausle^eschrift 1 257 307 bekannt. Sie können auch, wie in der deutschen Auslegeschrift 1 291 061 angedeutet, bei elektiomagnetischen Förderrinnen verwendet werden. Das elektromagnetische Wanderfeld durchsetzt dabei da«, flüssige Metall im Förderkanal der Förderrinne, induziert dort Ströme, die gemeinsam mit dem induzierenden Wanderfeld Kräfte hervorrufen, die das flüssige Metall in Fortpflanzungsrichtung des Wanderfeldes zu bewegen trachten.

Der Betrieb solcher Induktoren für elektromagnetische Pumpen und Förderrinnen erfordert in der Rvgel eine sehr hohe elektrische Stromdichte innerhalb des Leitermaterials der mehrphasigen Wicklung. Die dadurch entstehenden hohen Stromwärmeverluste können nur durch eine direkte Kühlung abgeführt werden. Deshalb wird die mehrphasige Wicklung aus rohrförmigen elektrischen Leitern hergestellt, die während des Betriebes, von einem Kühlmittel, beispielsweise Luft oder Wasser, durchströmt werden.

Es hat sich aus elektrotechnischen und konstruktiven Erwägungen als günstig herausgestellt, jeweils zwei solcher rohrförmigen Leiter elektrisch voneinander isoliert räumlich übereinanderliegend in einer Nut des Blechpakets anzuordnen, wobei der untere Leiter einer Nut die direkte Fortsetzung des oberen Leiters einer anderen Nut darstellt. Der untere und der obere Leiter einer Nut werden aus Rohren gleichen Querschnitts hergestellt.

F i g. 1 zeigt den Stand der Technik mit einem schematisch dargestellten Teil aus dem Längsschnitt durch eine elektromagnetische Pumpe oder Förderrinne. Mit 1 ist das lameliierte Blechpaket bezeichnet, das mit Preßbolzen 2 verspannt ist und sich unterhalb der aus feuerfestem Material bestehenden Rinne R befindet, in der das flüssige Metall M gefördert wird. In die Nuten 3 des Blechpaketes 1 sind je zwei rohrförmige Leiter 4 gleichen Querschnittes ein- !ieleat. die durch cine Isolations elektrisch voneinander getrennt sind.

Wenn die beiden in einer Nut des Blcchpaketcs

übereinanderliegenden rohrförmigen Leiter einen elektrischen Wechselstrom führen, treten in ihnen zwei an sich bekannte elektrische Erscheinungen auf:

1) Unter der Wirkung des vom elektrischen Strom in den rohrförmigen Leitern selbst erzeugten, quer durch die Nut verlaufenden magnetischen

Wechselfeldes wird der Strom innerhalb dieser Leiter nach der offenen Seite der Nut verdrängt. Das Maß dieser Stromverdrängung kann rechnerisch bestimmt werden. Es ist frequenz- und materialabhängit: und wird durch die soge-

nannte elektromagnetische Eindringtiefe bestimmt, weiche in einer Längeneinheit angegeber, wird und die Dicke der Schicht unter der Leiteroberfläche darstellt, in der m?n sich den gesamten Strom gleichmäßig verteilt fließend

vorstellen kann. Sie beträgt beispielsweise für Kupfer bei Raumtemperatur und einer Frequenz von 50 Hz etwa 1 Zentimeter. Die Stromverdrängung verkleinert den ausnutzbaren Leiterquerschnitt für den Stromtransport und

führt dadurch zu erhöhten Stromwärmeverlusten.

2) Der an der Nutöffnung liegende rohrförmige Leiter befindet sich im quer durch die Nut verlaufenden magnetischen Wechselfeld des am Nutgrund legenden Leiters, welches in ihm zusätzliche Wirbelströme induziert. Diese Wirbelströme haben Zusatzverluste zur Folge.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde.

den linearen Wanderfeldinduktor der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß sowohl die in dem an der Nutöffnung liegenden Leiter entstehenden Wirbelstromverlustes als auch die durch die Stromverdrängung bedingten Ve.iuste in dem am Nutgrund liegenden Leiter verringert werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Höhe des an der Nutöffnung liegenden Leiters praktisch gleich der Eindringtiefe des elektromagnetischen Feldes im Leitermaterial ist und daß der Kühlkanal des am Nutgrund liegenden Leiters in diesem eine zum Nutgrund verschobene exzentrische Lage einnimmt.

Durch die erfinderischen Maßnahmen wird nun folgendes erzielt: Die von dem am Nutgrund liegenden Leiter geführten Ströme induzieren in dem an der Nutöffnung liegenden Leiter im wesentlichen über den Bereich der Eindringtiefe des elektromagnetischen Feldes Spannungen, die beträchtliche Wirbelströme erzeugten, wenn nicht nach der Erfindung die Höhe dieses an der Nulöffnung liegenden Leiters praktisch gleich der Eindringtiefe wäre, so daß im Leiter kein Platz bleibt, in dem die Wirbelströme sich ungehindert schließen könnten.

Durch die zum Nutgrund verschobene exzentrische Lage des Kühlkanals in dem am Nutgrund liegenden Leiter bietet sich in dem zur Nutöffnung hin gelegenen Teil dieses Leiters, in dem der Leiterstrom weitgehend konzentriert ist, ein voller Kupferquerschnitt an, wodurch die durch die Stromverdrängung bedingten zusätzlichen Verluste weitgehend vermieden werden.

In F i g. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im senkrechten Längsschnitt dargestellt.

Mit 1 ist wieder das lameliierte Blechpaket bezeichnet, das durch Preßbolzen 2 verspannt ist. Die hier mit 9 und 10 bezeichneten rohrförmigen Leiter sind in die Nuten 3 eingelegt. Dabei ist die Bohrung 6 des am Nutgrund liegenden Leiters 9 zum Nutgrund hin aus der Mitte verschoben. Die in Richtung der Nuttiefe gemessene Höhe 7 des an der Nutöffnuna gelegenen rohrförmigen Leiters 10 ist auf ein Maß beschränkt, das die elektromagnetische Eindringtiefe nicht wesentlich übersteigt.

Die erfindungsgemäße Anordnung führt dazu, daß das für die Förderung der Metallschmelze erforderliche magnetische Feld mit einem Mindestmaß an elektrischer Energie erzeugt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Linearer Wanderfeldinduktor für elektromagnetische Pumpen oder Förderrinnen, mit einem lameliierten genuteten Induktorblechpaket, in dessen Nuten jeweils übereinander zwei kühlmitteldurchflossene rohrförmige Leiter einer mehrphasigen Induktorwicklung zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wanderfeldes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dafj die Höhe des an der Nutöffnung liegjnden Leiters (9) praktisch gleich der Eindringiicfe des elektromagnetischen Feldes im Leitermaterial ist und daß der Kühlkanal (6) des am Nutgrund liegenden Leiters (10) in diesem eine zum Nutgrund verschobene exzentrische Lage einnimmt.