RU2231006C1 - Stator for electromagnetic mixing of molten metal - Google Patents

Stator for electromagnetic mixing of molten metal Download PDF

Info

Publication number
RU2231006C1
RU2231006C1 RU2003107519/02A RU2003107519A RU2231006C1 RU 2231006 C1 RU2231006 C1 RU 2231006C1 RU 2003107519/02 A RU2003107519/02 A RU 2003107519/02A RU 2003107519 A RU2003107519 A RU 2003107519A RU 2231006 C1 RU2231006 C1 RU 2231006C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sections
plane
stator
magnetic circuit
coils
Prior art date
Application number
RU2003107519/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003107519A (en
Inventor
Р.М. Христинич (RU)
Р.М. Христинич
В.Н. Тимофеев (RU)
В.Н. Тимофеев
В.В. Стафиевска (RU)
В.В. Стафиевская
Е.В. Христинич (RU)
Е.В. Христинич
А.М. Велентеенко (RU)
А.М. Велентеенко
Original Assignee
Красноярский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Красноярский государственный технический университет filed Critical Красноярский государственный технический университет
Priority to RU2003107519/02A priority Critical patent/RU2231006C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2231006C1 publication Critical patent/RU2231006C1/en
Publication of RU2003107519A publication Critical patent/RU2003107519A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy; devices for electromagnetic mixing of molten metals in mixers, furnaces, ladles, ingots, blanks.
SUBSTANCE: proposed stator includes laminated core with multi-phase winding; coils of its poles include sections shifted relative each other in height of core. At least two coils are located in first plane; they have sections at sizes S/4, where S is active area of core; they are connected in pairs aiding or opposing. Second plane is provided with one coil consisting of one section; its center line coincides with center line of core. It is necessary that phases are shifted with at least one pair of sections in first plane.
EFFECT: generating traveling electromagnetic field of complex trajectory.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к устройствам для электромагнитного перемешивания жидких металлов и сплавов в миксерах, печах, ковшах, слитках, заготовках.The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to devices for electromagnetic mixing of liquid metals and alloys in mixers, furnaces, ladles, ingots, billets.

Известен статор, описанный в А.С. 16608 38, кл. В 22 D 11/12, "Статор для электромагнитного перемешивания жидкой сердцевины слитка" /Ю.А.Дегусаров, В.И.Иогансен, А.Г.Чеповецкий, В.П.Чернявский, опубл. в БИ № 25, 07.07.91 и содержащий шихтованный магнитопровод с полюсами в виде плоских наконечников с катушками обмотки, где последние расположены по ширине магнитопровода со ступенчатым сдвигом относительно друг друга.Known stator described in A.S. 16608 38, cl. In 22 D 11/12, "Stator for electromagnetic mixing of the liquid core of an ingot" / Yu.A. Degusarov, V.I. Johansen, A.G. Chepovetsky, V.P. Cherniavsky, publ. in BI No. 25, 07/07/91 and containing a lined magnetic circuit with poles in the form of flat tips with winding coils, where the latter are located across the width of the magnetic circuit with a stepwise shift relative to each other.

Недостатками такого устройства являются:The disadvantages of such a device are:

1. Слабая составляющая магнитного поля

Figure 00000002
Y по оси Y по сравнению с составляющей
Figure 00000003
x по оси X, которая на практике в несколько раз выше.1. The weak component of the magnetic field
Figure 00000002
Y axis Y compared to component
Figure 00000003
x along the X axis, which in practice is several times higher.

2. Неэффективное использование материалов, в частности магнитопровода в областях катушек фаз А, В, С, что значительно увеличивает габариты и массу изделия.2. Inefficient use of materials, in particular the magnetic circuit in the areas of the coils of phases A, B, C, which significantly increases the dimensions and weight of the product.

3. Невозможность варьирования составляющими

Figure 00000004
Y и
Figure 00000005
X независимо друг от друга, что не позволяет получать бегущее электромагнитное поле сплошной траектории, хотя последнее является необходимым условием эффективного перемешивания жидкого металла.3. The impossibility of varying the components
Figure 00000004
Y and
Figure 00000005
X is independent of each other, which does not allow to obtain a traveling electromagnetic field of a continuous trajectory, although the latter is a necessary condition for effective mixing of a liquid metal.

Наиболее близким к заявленному устройству является статор, представленный в описании к патенту на изобретение № 2130359, МКИ В 22 D 1/00. Статор для электромагнитного перемешивания жидкого металла/Р.М.Христинич, В.Н.Тимофеев, Н.П.Маракушин, опубл. в БИ № 14, 20.05.99, содержащий шихтованный магнитопровод с многофазной обмоткой, катушки полюсов которой состоят из секций, смещенных относительно друг друга и питающихся от разных фаз.Closest to the claimed device is a stator, presented in the description of the patent for invention No. 2130359, MKI B 22 D 1/00. Stator for electromagnetic stirring of liquid metal / R.M. Khristinich, V.N. Timofeev, N.P. Marakushin, publ. in BI No. 14, 05.20.99, containing a lined magnetic circuit with a multiphase winding, the poles of the poles of which consist of sections offset from each other and fed from different phases.

Недостатками такого устройства являются:The disadvantages of such a device are:

1. Высота обмотки равна числу секций, умноженных на их высоту, что значительно увеличивает расстояние от нижних секций до рабочего тела и повышает магнитные потоки рассеяния, снижая кпд устройства.1. The height of the winding is equal to the number of sections multiplied by their height, which significantly increases the distance from the lower sections to the working fluid and increases the magnetic flux scattering, reducing the efficiency of the device.

2. Устройство имеет увеличенный расход обмоточных материалов, так как каждая из секций перекрывает друг друга. Это приводит к увеличению потерь в обмотке, что снижает общий кпд устройства и требует дополнительного охлаждения.2. The device has an increased consumption of winding materials, since each of the sections overlaps each other. This leads to an increase in losses in the winding, which reduces the overall efficiency of the device and requires additional cooling.

В основу изобретения положена задача создания статора для электромагнитного перемешивания жидкого металла, способного генерировать бегущее электромагнитное поле сложной траектории, которое соответствовало бы технологическим требованиям для перемешивания жидкого металла в различных металлургических установках, и имеющего повышенные энергетические показатели.The basis of the invention is the creation of a stator for electromagnetic mixing of liquid metal, capable of generating a traveling electromagnetic field of a complex path, which would meet the technological requirements for mixing liquid metal in various metallurgical plants, and having increased energy performance.

Поставленная задача решается тем, что в статоре для электромагнитного перемешивания жидкого металла, содержащем шихтованный магнитопровод с многофазной обмоткой, катушки полюсов которой содержат секции, смещенные относительного друг друга по высоте магнитопровода, согласно изобретению в первой плоскости расположено не менее двух катушек, содержащих секции с размерами S/4, где S - активная площадь магнитопровода, подключенных попарно согласно или попарно встречно к одной или разным фазам, а во второй плоскости расположена только одна катушка, состоящая из одной секции, средняя линия которой совпадает со средней линией магнитопровода, и подключенная к одной из фаз, при этом должно выполняться условие сдвига фаз с не менее чем одной парой катушек в первой плоскости.The problem is solved in that in the stator for electromagnetic stirring of liquid metal containing a lined magnetic circuit with a multiphase winding, the pole coils of which contain sections offset relative to each other along the height of the magnetic circuit, according to the invention, at least two coils are located in the first plane, containing sections with dimensions S / 4, where S is the active area of the magnetic circuit, connected in pairs according to or in pairs opposite to one or different phases, and in the second plane there is only one ear consisting of one section, the middle line of which coincides with the center line of the magnetic circuit, and connected to one of the phases, the phase shift should be performed with a condition of not less than one pair of coils in the first plane.

На фиг.1 изображен статор с треугольными катушками; на фиг.2 - то же с прямоугольными катушками.Figure 1 shows a stator with triangular coils; figure 2 is the same with rectangular coils.

Статор для электромагнитного перемешивания жидкого металла состоит из магнитопровода 1, секций 2, 3, 4, 5 катушек обмотки, находящихся в одной плоскости, и секции 6 обмотки, находящейся в другой плоскости.The stator for electromagnetic stirring of liquid metal consists of a magnetic circuit 1, sections 2, 3, 4, 5 of the winding coils located in one plane, and section 6 of the winding located in another plane.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При подаче напряжения

Figure 00000006
1 на согласно включенные секции 2 и 3 катушки обмотки в них протекает электрический ток
Figure 00000007
1, который создает магнитный поток
Figure 00000008
X. При подключении согласно включенных секций 4 и 5 катушек к напряжению
Figure 00000009
2 в них протекает электрический ток
Figure 00000010
1, который создает магнитный поток
Figure 00000011
Y. В результате взаимодействия магнитных потоков
Figure 00000012
X и
Figure 00000013
Y, смещенных в пространстве и во времени, создается вращающееся магнитное поле, подобное магнитному полю торцевого асинхронного двигателя. При подаче, например, напряжения
Figure 00000014
1 или
Figure 00000015
2 на секцию 6, размещенную в другой плоскости, в ней будет протекать электрический ток
Figure 00000016
3, создающий магнитный поток
Figure 00000017
’’ X или
Figure 00000018
’’Y, смещенный в пространстве относительно к потокам
Figure 00000019
X и
Figure 00000020
Y, но отличный с одним из них по фазе. Вследствие этого результирующий магнитный поток, равный сумме магнитных потоков
Figure 00000021
Y+
Figure 00000022
’’Y или
Figure 00000023
X+
Figure 00000024
’’X с разностью фаз между ними, отличной от нуля, будет создавать бегущее электромагнитное поле в направлении оси Х и Y.When applying voltage
Figure 00000006
1 , according to the included sections 2 and 3 of the coil of the winding, an electric current flows in them
Figure 00000007
1 , which creates a magnetic flux
Figure 00000008
' X. When connected according to the included sections 4 and 5 of the coils to voltage
Figure 00000009
2 electric current flows in them
Figure 00000010
1 , which creates a magnetic flux
Figure 00000011
' Y. As a result of the interaction of magnetic fluxes
Figure 00000012
' X and
Figure 00000013
' Y , displaced in space and time, creates a rotating magnetic field, similar to the magnetic field of an end induction motor. When applying, for example, voltage
Figure 00000014
1 or
Figure 00000015
2 to section 6, placed in another plane, an electric current will flow in it
Figure 00000016
3 , creating a magnetic flux
Figure 00000017
'' X or
Figure 00000018
'' Y offset in space relative to the flows
Figure 00000019
' X and
Figure 00000020
' Y , but excellent with one of them in phase. As a result, the resulting magnetic flux equal to the sum of the magnetic fluxes
Figure 00000021
' Y +
Figure 00000022
'' Y or
Figure 00000023
' X +
Figure 00000024
'' X with a phase difference between them other than zero will create a traveling electromagnetic field in the direction of the X and Y axis.

Если же на секцию 6 катушки обмотки подать напряжение

Figure 00000025
3, отличающееся по фазе от напряжения
Figure 00000026
1 и
Figure 00000027
2, то в ней будет протекать ток
Figure 00000028
3, также отличающийся по фазе от токов
Figure 00000029
1 и
Figure 00000030
2. В свою очередь, тогда ток
Figure 00000031
3 создаст магнитный поток
Figure 00000032
’’X или
Figure 00000033
’’Y, который будет отличаться по фазе от магнитных потоков
Figure 00000034
X и
Figure 00000035
Y. Наличие пространственного и временного сдвига между магнитными потоками
Figure 00000036
X и
Figure 00000037
’’Y, а также между потоками
Figure 00000038
Y и
Figure 00000039
’’Y приведет к созданию бегущего электромагнитного поля, одновременно действующего по осям Х и Y.If voltage is applied to section 6 of the winding coil
Figure 00000025
3 , different in phase from voltage
Figure 00000026
1 and
Figure 00000027
2 , then current will flow in it
Figure 00000028
3 , also different in phase from currents
Figure 00000029
1 and
Figure 00000030
2 . In turn, then the current
Figure 00000031
3 will create magnetic flux
Figure 00000032
'' X or
Figure 00000033
'' Y , which will differ in phase from magnetic fluxes
Figure 00000034
' X and
Figure 00000035
' Y. The presence of spatial and temporal shift between magnetic fluxes
Figure 00000036
' X and
Figure 00000037
'' Y as well as between threads
Figure 00000038
' Y and
Figure 00000039
'' Y will result in a traveling electromagnetic field acting simultaneously along the X and Y axes.

Изменяя чередование фаз в секциях 2, 3, 4, 5, число витков, способ подключения секций между собой и к источнику многофазного напряжения, можно получить не только одно- или двунаправленное бегущее электромагнитное поле, но и многокомпонентное пространственное бегущее электромагнитное поле, в формировании которого принимают активное участие краевые эффекты предлагаемого статора.By changing the phase rotation in sections 2, 3, 4, 5, the number of turns, the way the sections are connected to each other and to the multiphase voltage source, one can obtain not only a unidirectional or bi-directional traveling electromagnetic field, but also a multicomponent spatial traveling electromagnetic field, in the formation of which the edge effects of the proposed stator are actively involved.

Статор с плоским магнитопроводом можно применять для перемешивания жидкого металла в миксерах, печах, ковшах, прямоугольных слитках плоской формы, а также для перекачивания металла в лотках и желобах, для перемешивания жидкой сердцевины в слитках круглой или квадратной формы, а также использовать предложенный статор в качестве магнитогидродинамического насоса, последний необходимо реализовать с цилиндрическим магнитопроводом.A stator with a flat magnetic circuit can be used to mix liquid metal in mixers, furnaces, ladles, rectangular flat ingots, as well as for pumping metal in trays and gutters, to mix the liquid core in round or square ingots, and also use the proposed stator as magnetohydrodynamic pump, the latter must be implemented with a cylindrical magnetic circuit.

Кроме вышеперечисленных достоинств предложенный авторами статор для электромагнитного перемешивания жидкого металла имеет следующие преимущества перед известными устройствами:In addition to the above advantages, the stator proposed by the authors for electromagnetic stirring of liquid metal has the following advantages over known devices:

1. Его подключение возможно как на двухфазное, так и на трехфазное напряжение без изменения конструкции устройства.1. Its connection is possible both for two-phase and three-phase voltage without changing the design of the device.

2. При его изготовлении экономия обмоточного провода и изоляционных материалов составляет 30% по сравнению с прототипом.2. In its manufacture, the saving of winding wire and insulating materials is 30% compared with the prototype.

3. Предложенное устройство является применимым для перемешивания жидкого металла в миксерах, печах, ковшах практически любой конструкции. При этом установка статора возможна в любом доступном месте миксера или печи, практически без потери эффективности, так как всегда можно подобрать необходимую конфигурацию бегущего электромагнитного поля и получить отвечающие технологии приготовления сплава траектории движения металла.3. The proposed device is applicable for mixing liquid metal in mixers, furnaces, ladles of almost any design. In this case, the installation of the stator is possible in any accessible place of the mixer or furnace, practically without loss of efficiency, since you can always choose the necessary configuration of a traveling electromagnetic field and get the appropriate technology for preparing the alloy of the metal trajectory.

Claims (1)

Статор для электромагнитного перемешивания жидкого металла, содержащий шихтованный магнитопровод с многофазной обмоткой, катушки полюсов которой содержат секции, смещенные относительно друг друга по высоте магнитопровода, отличающийся тем, что в первой плоскости расположено не менее двух катушек, содержащих секции с размерами S/4, где S - активная площадь магнитопровода, подключенные попарно согласно или попарно встречно к одной или разным фазам, а во второй плоскости расположена только одна катушка, состоящая из одной секции, средняя линия которой совпадает со средней линией магнитопровода и подключенной к одной из фаз, при этом должно выполняться условие сдвига фаз с не менее чем одной парой секций катушек в первой плоскости.A stator for electromagnetic stirring of liquid metal, comprising a lined magnetic circuit with a multiphase winding, the poles of which contain sections that are offset relative to each other along the height of the magnetic circuit, characterized in that at least two coils are located in the first plane, containing sections with dimensions S / 4, where S is the active area of the magnetic circuit, connected in pairs according to or in pairs opposite to one or different phases, and in the second plane there is only one coil, consisting of one section, medium or which coincides with the middle line of the magnetic circuit and connected to one of the phases, the condition of the phase shift with at least one pair of coil sections in the first plane must be satisfied.
RU2003107519/02A 2003-03-18 2003-03-18 Stator for electromagnetic mixing of molten metal RU2231006C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003107519/02A RU2231006C1 (en) 2003-03-18 2003-03-18 Stator for electromagnetic mixing of molten metal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003107519/02A RU2231006C1 (en) 2003-03-18 2003-03-18 Stator for electromagnetic mixing of molten metal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2231006C1 true RU2231006C1 (en) 2004-06-20
RU2003107519A RU2003107519A (en) 2004-12-27

Family

ID=32846878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003107519/02A RU2231006C1 (en) 2003-03-18 2003-03-18 Stator for electromagnetic mixing of molten metal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2231006C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2656193C2 (en) Molten metal mixing method, device and system
KR102150817B1 (en) An improved dc electric motor/generator with enhanced permanent magnet flux densities
RU2373020C1 (en) Electromagnetic circulation device
US3621311A (en) Multiphase double-layer winding for electromagnetic pumps and conveyor troughs
RU2231006C1 (en) Stator for electromagnetic mixing of molten metal
US4287444A (en) Cylindrical linear induction motor
JPH06209561A (en) Linear inductive electromagnetic machine
JPS61276755A (en) Agitator for molten metal in continuous casting device
RU2130359C1 (en) Stator for electromagnetic agitation of liquid metal
JPH0639508A (en) Method for stirring molten metal in continuous casting
HU222124B1 (en) Method and apparatus for strirring molten metal being processed in a metallurgical vessel using electromagnetic field
US6618426B1 (en) Electromagnetic stirring of a melting metal
RU118485U1 (en) LINEAR INDUCTION MACHINE INDUCTOR
US20180029112A1 (en) Manufacturing apparatus for metal molded body
EP0036302A1 (en) Electromagnetic stirring apparatus
RU123602U1 (en) LINEAR INDUCTION MACHINE INDUCTOR
RU2708036C1 (en) Method of metal melt mixing and electromagnetic mixer for its implementation (versions)
RU2164458C2 (en) Stator for electromagnetic agitation of electrically conductive melts
RU2237542C1 (en) Apparatus for electromagnetic agitation of liquid core of ingot in mold
RU2743437C1 (en) Device for electromagnetic mixing of liquid core of ingot in crystallizer
Tyapin et al. A toothless inductor for the technology of MHD stirring of aluminum melt in furnaces
SU1271639A1 (en) Apparatus for electromagnetic agitation of metal in secondary cooling zone
JPS56139263A (en) Molten metal stirring method in continuous casting plant
RU109615U1 (en) LINEAR INDUCTION MACHINE INDUCTOR
RU2069599C1 (en) Apparatus for liquid metal electromagnetic agitation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090319