RU109615U1

RU109615U1 - LINEAR INDUCTION MACHINE INDUCTOR

Info

Publication number: RU109615U1
Application number: RU2011121478/07U
Authority: RU
Inventors: Елена Витальевна Христинич; Алексей Романович Христинич
Original assignee: Елена Витальевна Христинич; Алексей Романович Христинич
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2011-10-20

Abstract

Индуктор линейной индукционной машины, содержащий разомкнутый магнитопровод с обмоткой, фазы которой образованы одинаковыми катушками, которые подразделены по высоте на несколько секций и расположены на стержнях магнитопровода, отличающийся тем, что секции фазных катушек установлены на самораспирающиеся клинья, расположенные по углам стержней магнитопровода, при этом секции катушек отстоят друг от друга по высоте так, что между ними образуется полость высотой не менее 20 мм, в которую перпендикулярно виткам секций катушек устанавливаются электроизоляционные распорки с отверстиями, причем секции катушки одной фазы расположены на первом и третьем стержнях магнитопровода, а секции катушки другой фазы расположены на втором и четвертом стержнях магнитопровода, при этом катушки одной фазы включены согласно последовательно или параллельно между собой. An inductor of a linear induction machine containing an open magnetic circuit with a winding, the phases of which are formed by identical coils, which are divided in height into several sections and are located on the cores of the magnetic circuit, characterized in that the sections of the phase coils are mounted on self-expanding wedges located at the corners of the cores of the magnetic circuit, the coil sections are spaced apart in height so that between them a cavity is formed with a height of at least 20 mm, in which, perpendicular to the turns of the coil sections, tsya insulating spacer with the holes, wherein one phase coil section disposed on the first and third magnetic cores, and the other phase coil section disposed on the second and fourth magnetic rods, wherein one phase coil included according series or in parallel.

Description

Устройство относится к индукционным машинам с естественным охлаждением и может использоваться для перемещения твердых электропроводных материалов, перекачивания и перемешивания жидких металлов и сплавов в миксерах, печах, ковшах, слитках, заготовках.The device relates to induction machines with natural cooling and can be used to move solid conductive materials, pumping and mixing liquid metals and alloys in mixers, furnaces, ladles, ingots, billets.

Известна линейная индукционная машина, представленная в «Патенте РФ №2130359. Кл. B22D 1/00 Статор для электромагнитного перемешивания жидкого металла. Р.М.Христинич, В.Н.Тимофеев, Н.П.Маракушин. Заявка №98106021/02. Опубл. в БИ №14 от 20.05.1999 г.», содержащая шихтованный магнитопровод с многофазной обмоткой. Недостатками устройства являются большие габариты, большие потери мощности и ограничение применения из-за фиксированного расположения катушек на магнитопроводе.Known linear induction machine, presented in the "RF Patent No. 2130359. Kl. B22D 1/00 Stator for electromagnetic stirring of liquid metal. R.M. Khristinich, V.N. Timofeev, N.P. Marakushin. Application No. 98106021/02. Publ. in BI No. 14 of 05.20.1999, ”containing a lined magnetic circuit with a multiphase winding. The disadvantages of the device are large dimensions, large power losses and limited use due to the fixed location of the coils on the magnetic circuit.

Наиболее близким к заявленному устройству является линейная индукционная машина, представленная в «Патенте РФ №1809507. Кл. Н02К 41/025. Индуктор линейной индукционной машины. В.Н.Тимофеев, Р.М.Христинич, С.А.Бояков, А.А.Темеров. Заявка №4765258/07. Опубл. в БИ №14 от 15.04.93 г.», содержащая разомкнутый магнитопровод с обмоткой с естественным охлаждением и создающая бегущее электромагнитное поле, приводящее жидкий металл в движение. Недостатками такого устройства являются: большие габариты из-за вылета лобовых частей, большие потери мощности в катушках и ограниченное использования из-за нарушение прочности печи, миксера, ковша при больших поперечных размерах катушек обмотки.Closest to the claimed device is a linear induction machine, presented in "RF Patent No. 1809507. Kl. Н02К 41/025. Inductor of a linear induction machine. V.N. Timofeev, R. M. Khristinich, S. A. Boyakov, A. A. Temerov. Application No. 4765258/07. Publ. in BI No. 14 of 04/15/93, ”containing an open magnetic circuit with a winding with natural cooling and creating a traveling electromagnetic field that sets the liquid metal in motion. The disadvantages of this device are: large dimensions due to the departure of the frontal parts, large losses of power in the coils and limited use due to violation of the strength of the furnace, mixer, bucket with large transverse dimensions of the winding coils.

В основу полезной модели положена задача создания устройства бегущего электромагнитного поля с улучшенными массогабаритными и энергетическими параметрами для электромагнитного перемещения электропроводных материалов и расплавов.The utility model is based on the task of creating a traveling electromagnetic field device with improved weight and size and energy parameters for the electromagnetic movement of electrically conductive materials and melts.

Поставленная задача решается тем, что в индукторе линейной индукционной машины, содержащем разомкнутый магнитопровод с обмоткой, фазы которой образованы одинаковыми катушками, которые подразделены по высоте на несколько секций и расположены на стержнях магнитопровода, секции фазных катушек установлены на самораспирающиеся клинья, расположенные по углам стержней магнитопровода, при этом, секции катушек отстоят друг от друга по высоте так, что между ними образуется полость высотой не менее 20 миллиметров, в которую перпендикулярно виткам секций катушек устанавливаются электроизоляционные распорки с отверстиями, при чем секции катушки одной фазы расположены на первом и третьем стержнях магнитопровода, а секции катушки другой фазы расположены на втором и четвертом стержнях магнитопровода, при этом катушки одной фазы включены согласно последовательно или параллельно между собой.The problem is solved in that in the inductor of a linear induction machine containing an open magnetic circuit with a winding, the phases of which are formed by identical coils, which are divided in height into several sections and are located on the cores of the magnetic circuit, sections of phase coils are mounted on self-expanding wedges located at the corners of the cores of the magnetic circuit in this case, the coil sections are spaced apart in height so that between them a cavity is formed with a height of at least 20 millimeters, into which it is perpendicular to the turn m coil sections are installed insulating spacers with holes, with the coil sections of one phase located on the first and third rods of the magnetic circuit, and the coil sections of the other phase located on the second and fourth rods of the magnetic circuit, while the coils of one phase are connected in series or parallel to each other.

На фиг.1 изображен индуктор линейной индукционной машины; на фиг 2 - сечение А-А, вид сверху.Figure 1 shows the inductor of a linear induction machine; in Fig.2 is a section aa, a top view.

Индуктор линейной индукционной машины имеет разомкнутый магнитопровод, состоящий из стержней 1, 2, 3, 4 и ярма 5. Между стержнями расположены центральные пазы 6, 7, 8 и крайние пазы 9, 10. Вокруг стержней 1 и 3 на самораспирающихся клиньях 11, установленных по углам стержней 1 и 3 расположены секции катушки 12 и 13 фазы А, а вокруг стержней 2 и 4 на самораспирающихся клиньях 11 расположены секции катушки 14 и 15 фазы В. Между секциями катушек 12, 13, 14 и 15 перпендикулярно проводникам секций, установлены электроизоляционные распорки 16 с отверстиями. Крайние пазы и лобовые части катушек закрыты щеками 17. Сверху расположена крышка 18 с отверстиями, через которые выступают стержни магнитопровода.The inductor of the linear induction machine has an open magnetic circuit, consisting of rods 1, 2, 3, 4 and yoke 5. Between the rods are central grooves 6, 7, 8 and extreme grooves 9, 10. Around the rods 1 and 3 on self-expanding wedges 11 installed at the corners of rods 1 and 3 are sections of coil 12 and 13 of phase A, and around rods 2 and 4 on self-expanding wedges 11 are sections of coil 14 and 15 of phase B. Between sections of coils 12, 13, 14 and 15 perpendicular to the conductors of the sections, electrical insulators are installed spacers 16 with holes. The extreme grooves and the frontal parts of the coils are closed by the cheeks 17. On top is a cover 18 with holes through which the cores of the magnetic circuit protrude.

Индуктор линейной индукционной машины работает следующим образом. При подаче напряжения U₁ на согласно включенные последовательно или параллельно катушки 12 и 13 фазы А и подаче напряжения U₂ на согласно включенные последовательно или параллельно катушки 14 и 15 фазы В, в них появляются токи, которые создают магнитные потоки, сдвинутые в пространстве и во времени, а именно - бегущее электромагнитное поле. Ввиду одинакового сопротивления для катушек фазы А и катушек фазы В, потребление полной мощности будет одинаковым для обеих фаз. Незначительное влияние на величину полной мощности по фазам вносит входной и выходной краевые эффекты для бегущего электромагнитного поля при движении электропроводного материала или расплава. Однако на эффективность работы индуктора линейной индукционной машины это не сказывается.The inductor of a linear induction machine operates as follows. When voltage U _{1 is} applied according to coils 12 and 13 of phase A connected in series or in parallel and voltage U _{2 is} applied according to coils 14 and 15 of phase B connected in series or parallel, currents appear in them, which create magnetic fluxes shifted in space and in time, namely, a traveling electromagnetic field. Due to the same resistance for phase A coils and phase B coils, the apparent power consumption will be the same for both phases. The input and output edge effects for a traveling electromagnetic field during the movement of an electrically conductive material or a melt make an insignificant effect on the total phase power. However, this does not affect the efficiency of the inductor of the linear induction machine.

Одновременно секционная конструкция катушек обмотки способствует созданию каналов для естественного охлаждения (или воздушного принудительного охлаждения), что позволяет работать устройству для перекачивания или перемешивания высокотемпературных электропроводных агрессивных сред, где применение водяного охлаждения нежелательно или затруднительно.At the same time, the sectional design of the winding coils contributes to the creation of channels for free cooling (or forced air cooling), which allows the device to work for pumping or mixing high-temperature electrically conductive aggressive media, where the use of water cooling is undesirable or difficult.

Наличие катушек обмотки в индукторе линейной индукционной машины, выполненных в виде секций расположенных вокруг стержней магнитопровода, позволяет уменьшить расход обмоточного провода и материалов, исключить перекрещивание или наложение лобовых частей секций катушек и увеличить интенсивность охлаждения катушек, уменьшить напряжение питания в обмотке. Это позволяет снизить потери активной мощности в обмотке и повысить коэффициент полезного действия устройства.The presence of winding coils in the inductor of a linear induction machine, made in the form of sections located around the rods of the magnetic circuit, reduces the consumption of the winding wire and materials, eliminates the overlap or overlap of the frontal parts of the coil sections and increases the cooling intensity of the coils, reduces the supply voltage in the winding. This allows you to reduce the loss of active power in the winding and increase the efficiency of the device.

Применение предлагаемой конструкции индуктора линейной индукционной машины позволяет уменьшить ширину индуктора за счет уменьшения лобовых частей катушек. Уменьшение ширины катушек и индуктора в целом позволяет устанавливать его в стесненных условиях на печи или миксере, не нарушая их прочностные характеристики. Это особенно актуально для наклонных крупнотоннажных печей и миксеров, вместимостью от 50 до 200 тонн жидкого алюминия.The application of the proposed design of the inductor of a linear induction machine allows to reduce the width of the inductor by reducing the frontal parts of the coils. Reducing the width of the coils and inductor as a whole allows you to install it in cramped conditions on a furnace or mixer, without violating their strength characteristics. This is especially true for inclined large-capacity furnaces and mixers with a capacity of 50 to 200 tons of liquid aluminum.

Claims

An inductor of a linear induction machine containing an open magnetic circuit with a winding, the phases of which are formed by identical coils, which are divided in height into several sections and are located on the cores of the magnetic circuit, characterized in that the sections of the phase coils are mounted on self-expanding wedges located at the corners of the cores of the magnetic circuit, the coil sections are spaced apart from each other in height so that between them a cavity with a height of at least 20 mm is formed, in which, perpendicular to the turns of the coil sections, tsya insulating spacer with the holes, wherein one phase coil section disposed on the first and third magnetic cores, and the other phase coil section disposed on the second and fourth magnetic rods, wherein one phase coil included according series or in parallel.