RU123262U1

RU123262U1 - LINEAR INDUCTION MACHINE INDUCTOR

Info

Publication number: RU123262U1
Application number: RU2012122145/07U
Authority: RU
Inventors: Роман Мирославович Христинич; Елена Витальевна Христинич; Алексей Романович Христинич
Original assignee: Роман Мирославович Христинич; Елена Витальевна Христинич; Алексей Романович Христинич
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2012-12-20

Abstract

Индуктор линейной индукционной машины, содержащий разомкнутый магнитопровод, состоящий из ярма и пяти стержней с обмоткой, фазы которой образованы одинаковыми катушками, размещенными в разных параллельных плоскостях, причем пазы, в которых размещены проводники катушки одной фазы, чередуются с пазами, в которых размещены проводники катушки другой фазы, каждая катушка подразделена по высоте на несколько секций и секции катушек разных фаз чередуются по высоте, отличающийся тем, что длина среднего стержня магнитопровода определяется соотношением 1,05L<L<1,75L, длина каждого из двух стержней магнитопровода соседствующих со средним стержнем равна L, а длина двух крайних стержней магнитопровода, определяется соотношением 0,3L<L<0,75L, где L - длина каждого из стержней магнитопровода, примыкающих к среднему стержню, L- длина среднего стержня, L- длина крайних стержней магнитопровода.The inductor of a linear induction machine, containing an open magnetic circuit, consisting of a yoke and five rods with a winding, the phases of which are formed by the same coils placed in different parallel planes, and the slots in which the conductors of the coil of the same phase are located alternate with the slots in which the coil conductors are located another phase, each coil is subdivided in height into several sections and sections of coils of different phases alternate in height, characterized in that the length of the middle core of the magnetic circuit is determined by the ratio 1.05L <L <1.75L, the length of each of the two cores of the magnetic circuit adjacent to the middle core is equal to L, and the length of the two outer cores of the magnetic circuit is determined by the ratio 0.3L <L <0.75L, where L is the length of each of the cores of the magnetic circuit adjacent to the middle bar, L is the length of the middle bar, L is the length of the extreme bars of the magnetic circuit.

Description

Устройство относится к индукционным машинам 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 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. Cl. 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. H02K 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. Cl. H02K 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 перемешивания электропроводных 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 mixing of electrically conductive melts.

Поставленная задача решается тем, что в индукторе линейной индукционной машины, содержащем разомкнутый магнитопровод состоящий из ярма и пяти стержней с обмоткой, фазы которой образованы одинаковыми катушками, размещенными в разных параллельных плоскостях, причем пазы в которых размещены проводники катушки одной фазы чередуются с пазами, в которых размещены проводники катушки другой фазы, каждая катушка подразделена по высоте на несколько секций и секции катушек разных фаз чередуются по высоте, при этом длина среднего стержня магнитопровода определяется соотношением 1,05L<L_cp<1,75L, длина каждого из двух стержней магнитопровода соседствующих со средним стержнем равна L, а длина двух крайних стержней магнитопровода определяется соотношением 0,3L<L_кр<0,75L, где L - длина каждого из стержней магнитопровода примыкающих к среднему стержню, L_cp - длина среднего стержня, L_кр - длина крайних стержней магнитопровода.The problem is solved in that in the inductor of a linear induction machine containing an open magnetic circuit consisting of a yoke and five rods with a winding, the phases of which are formed by identical coils placed in different parallel planes, and the grooves in which the conductors of the coil of one phase are placed alternate with grooves, in which are conductors of a coil of a different phase, each coil is divided into several sections in height and sections of coils of different phases alternate in height, while the length of the middle magnetically rovoda determined ratio 1,05L <L _cp <1,75L, the length of each of the two adjacent magnetic cores having an average rod is L, and the length of the two outermost rods of the magnetic circuit defined by the relation 0,3L <L _cr <0,75L, where L - length each of the rods of the magnetic circuit adjacent to the middle rod, L _cp - the length of the middle rod, L _cr - the length of the extreme rods of the magnetic circuit.

На фиг.1 изображен индуктор линейной индукционной машины, на фиг.2 - то же, вид сверху.Figure 1 shows the inductor of a linear induction machine, figure 2 is the same, a top view.

Индуктор линейной индукционной машины имеет разомкнутый магнитопровод, состоящий из среднего стержня 1, стержня 2 и стержня 3 примыкающих к среднему стержню 1, крайних стержней 4 и 5 и ярма 6. Между стержнями расположены пазы 7, 8, 9, 10. В пазах 7 и 8 расположена катушка 11 фазы А обмотки, а в пазах 9 и 10 расположена катушка 12 фазы В. Секции катушек 11 и 12 обмотки расклиниваются клиньями 13, между секциями одноименных катушек установлены вставки 14 с отверстиями, которые образуют воздушные каналы 15.The inductor of the linear induction machine has an open magnetic circuit, consisting of the middle rod 1, rod 2 and rod 3 adjacent to the middle rod 1, extreme rods 4 and 5 and yoke 6. Between the rods are grooves 7, 8, 9, 10. In the grooves 7 and 8, a coil 11 of phase A of the winding is located, and in grooves 9 and 10 there is a coil of phase 12 B. Sections of coils 11 and 12 of the winding are wedged by wedges 13, inserts 14 with holes that form the air channels 15 are installed between sections of the same coils.

Индуктор линейной индукционной машины работает следующим образом. При подаче напряжения U₁ на катушку 11 и U₂ на катушку 12 в них появляются токи, которые создают магнитные потоки, сдвинутые в пространстве и во времени, а именно - бегущее магнитное поле. Однако, ввиду различного магнитного сопротивления в пазах магнитопровода для секций катушек 11 и 12 обмотки, расположенных на различной высоте от ярма 6, потокосцепление для них будет различным, что приводит к увеличению полного сопротивления для нижних секций катушек и снижению его для верхних. Это обуславливает различное потребление полной мощности для фаз А и В. Поэтому для выравнивания полного сопротивления фаз, катушки обмотки делятся на катушки обмотки делятся на n-е число секций. Одновременно секционная конструкция катушек обмотки способствует созданию продольных каналов для естественного воздушного охлаждения (или воздушного принудительного), что позволяет работать устройству при перекачиваниии или перемешивании высокотемпературных агрессивных сред, где применение водяного охлаждения затруднительно или недопустимо.The inductor of a linear induction machine operates as follows. When voltage U _{1 is} applied to coil 11 and U ₂ to coil 12, currents appear in them, which create magnetic fluxes shifted in space and time, namely, a traveling magnetic field. However, due to the different magnetic resistance in the grooves of the magnetic circuit for sections of the coils 11 and 12 of the winding located at different heights from yoke 6, the flux linkage for them will be different, which leads to an increase in the impedance for the lower sections of the coils and a decrease for the upper ones. This leads to different total power consumption for phases A and B. Therefore, to equalize the phase impedance, the winding coils are divided into winding coils divided by the nth number of sections. At the same time, the sectional design of the winding coils contributes to the creation of longitudinal channels for natural air cooling (or forced air), which allows the device to work when pumping or mixing high-temperature aggressive environments, where the use of water cooling is difficult or unacceptable.

Наличие катушек обмотки, выполненных в виде секций позволяет также уменьшить расход обмоточного провода и материалов, так как лобовые части секций катушек не перекрещиваются и не располагаются через ярмо. Это позволяет снизить потери активной мощности в обмотке и повысить коэффициент полезного действия устройства.The presence of winding coils made in the form of sections also reduces the consumption of winding wire and materials, since the frontal parts of the coil sections do not overlap and are not located through the yoke. This allows you to reduce the loss of active power in the winding and increase the efficiency of the device.

Увеличенная длина среднего стержня 1 магнитопровода позволяет снизить величину магнитной индукции в нем до значений, соизмеримых с магнитной индукцией в стержнях 2 и 3, а уменьшенная длина стержней 4 и 5 позволяет увеличить магнитную индукцию в них также до значений, соизмеримых с магнитной индукцией ы стержнях 2 и 3. Таким образом, различная длина стержней магнитопровода позволяет выровнять магнитную индукцию в них и обеспечить работу различных частей магнитопровода линейной индукционной машины в равных условиях.The increased length of the middle rod 1 of the magnetic circuit allows you to reduce the magnitude of the magnetic induction in it to values commensurate with the magnetic induction in the rods 2 and 3, and the reduced length of the rods 4 and 5 allows you to increase the magnetic induction in them also to values commensurate with the magnetic induction in the rods 2 and 3. Thus, the different lengths of the cores of the magnetic circuit allows you to align the magnetic induction in them and ensure the operation of various parts of the magnetic circuit of a linear induction machine under equal conditions.

Claims

An inductor of a linear induction machine, containing an open magnetic circuit, consisting of a yoke and five rods with a winding, the phases of which are formed by identical coils placed in different parallel planes, the grooves in which the conductors of the coil of one phase are placed alternate with the grooves in which the conductors of the coil are placed of another phase, each coil is divided in height into several sections and sections of coils of different phases alternate in height, characterized in that the length of the middle core of the magnetic circuit is determined by Ocean 1,05L <L _cp <1,75L, the length of each of the two adjacent magnetic cores having an average rod is L, and the length of the two outermost rods of the magnetic circuit is determined by the relation 0,3L <L _cr <0,75L, where L - length of each from the cores of the magnetic circuit adjacent to the middle rod, L _cp - the length of the middle rod, L _cr - the length of the extreme cores of the magnetic circuit.