Линейная индукционная машина

 

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Ща1УЬЛИН

Н 02 К 44/06

Ж

Я,)

Ql

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОНЕТЕНИЯМ И ОТКУП.ИВМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3290484/25 (22) 15.05.81 (46) 07.04,92. Бюл. N 13 (71) Институт физики АН Латвийской ССР (72) А.К, Гайлитис (53) 538.4(080.8) (56) Вольдек А.И, Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом, M. Энергия, 1970, с. 20.

Авторское свидетельство СССР

N 760877, кл. H 02 N 4/20, 1979. (54)(57) l. ЛИНЕИНАя ИНдукцИОННАя МАШИНА, включающая индуктор бегущего магнитного поля, канал и компенсационную решетку, размещенную между каналом и магнитопроводом индуктора и состоящую из однотипных токопроводящих влеменИзобретение относится к области магнитогидродинамической (МГД) техники, в частности касается усовершенствования конструкции индукционных линейных насосов, предназначенных для перекачивания жидких металлов.

Известен индукционный насос, включающий индуктор, состоящий из магнито" провода и рабочей обмотки, и канал для жидкого металла.

Поле рабочей обмотки индуцирует s жидком металле ток, который создает электромагнитную силу при взаимодействии с полем и одновременно воздействует на первичное поле.

В небольших машинах обратное влия" ние небольшое и насос работает устой„„SUÄÄ 997586 А 1

2 тов, расположенных рядами в продоль» ном и поперечном направлениях, о т -, л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения напорио-расходных характеристик и повышения КПД, одно" типные токопроводящие элементы в поперечных рядах соединены параллельно.

2. Машина по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что поперечные ряды элементов соединены с внешней многофазной сетью по схеме бегущего магнитного поля.

3. Машина по и. 1, о т л и ч а ю " щ а я с я тем, что элементы выполнены в виде многовитковых катушек.

4. Машина по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что элементы выполнены зигзагообразными в продольном направлении. чиво. Бсли какой-либо элемент жидкост случайно отстает от бегущего потока и потечет медленнее,то ток в нем увеличивается и возрастает пондермоторная сила, действующая на этот элемент, которая и выравнивает скорости. В крупных машинах на части рабочего диапазона увеличение тока настолькоуменьшает поле, что и пондермоторная сила < уме ньшается. Распределение жидкометаллического потока в каналах таких машин неустойчиво. Любая неоднородность потока быстро прогрессирует до того, что в канале образуется несколько зон с об- ратными течениями: часть канала направляет металл вперед, а другая бесполезно пропускает металл в обратном

997 Яб

"Bрактеристик

-1 СЧЕТ l4СПOJ1Ь— сток с бо-, f pyt()It(a и й(- t r;:, с»л что Г4 линейс()держащей

НОГ О ПОЛЯ, вызвано И3 злир )Bанно=: ью;<с; .,1".::3 : нутых эл-.- 14ентов. "лo," .:-!I,е .:: вос ьмерок на иг(у-(шил ()".)р -3 у :::: - - =1(: ются о! г(ель ными Ви (ка: -.:.. ()(л:-::-. :

ВХ«>ДО! t I ВЫХОДОМ . t! CtiC !)i!с41-;--! ;о .! ь —:ечс-хля рРЗко ухудаас l .t j<(.;!! гу-))Т а ЦИОННЫ(; БО!ЛС Г Br, МБШ(л НЬ! Сr)3 Jt 8Å Ò

ПРОВЛЛЫ (!с(43(10Р(40«P) 3СХОДНЬ Х Хс)Р ) t< Е с сt

" "C Т И К сэ Х . / 4 Р H Ь Ша Р I ! 14 - Е 1 О 3 В . JI Ë— ет дост iHB DBсчст(4ь < д .Рлений, XB(lак

ТBP14(ТИКИ С Г!()ОвсзЛс)МИ РГIВ!iв "ГIЕМЫ i!(t с00бр )>((ни я(л безопа ВОст!л :лc(3 н -э !!r Г) с Е T И Ч Е Р -(11 «1Л - T:Р Н О В Г! it

14 3.3Р(-: - „ . Г.)кже линей IBB ((идуi

)4с>Я МБШ " !/3 -, CC)JttPPv(8i!BЯ 14!4J(„" " OP Or--(У", ЦЕ j 0 t .!с3, :Н, НО(0 Dr JIB,. Кс. t48 Л t К 3!" с l!1 (оt4HУ!B j) "ет!(JN/. 083: Р!"!е! "4 /!» Меж!),У (;3 «!с1 t)ipt., С! (tg! !!ЛTOI-!Ро(3()tl()t I ИН(!У;<1 )-,, !

СОСТОЯШУ(0 И 3 ОД НОТ ИП НЬ(Х То:()l I;) OB(3!3!IUI И) . Г!(ЗМ(! 4Т : 13 ) 1 олл(!!" (. !i - !ËХ Г Я,с МИ !- ЧР 3

ПОЛЬНОЛ1 1 Г!ОГ-,.СРЕЧ !OtË I-ПГ!ПР8i1i.l!ИГ!Х

Б 4 3 .30« Г HOr Т ЕХНИ t!Сс КОМ С ((Е (IИ!!

К 0 4 (1 Е Н С с3 .!:. . 0 i! I r Si P P Ш (Т >(а, В Ы ! Л Н .. ! Н с Я

ИЗ l<ÎDOT" Озс" Мс(НУT b Х В (л1 КО В B ОО! :

Вос ьмеркtj t .-(Вло;((енных ггр, Г "=. Дру;

В Н с! Х Л г««С Т . у С Т а I 0 В Л Р Н С3 д П Я у Г(у С-! Ш СЕ 14; Л

На ilODН!3 ()rtс Х()Д Л!Ь!Х )(cj pа I< Гс)рнс Т" K И ПО ,-Ь )ЕI(ИЯ liсj(tC(i П\/! ЕМ К(>Л(3(- :, .:.Ц!,, (ЕP; BÍÎ 4PР1-iсi«JÅVl ПОтОКа, Чсу< . йчи= Gc Tb Г!01ока в i

Лод t" Г)а 3 Blje! H!!4 Г(0(- рГ)р, t t4bj«Dr).); (--rinrt „

Чем больше .(л!((Ина тем шире tl cDåêò() неустойчивых мод, 1<014ПР((саift!40IIjtyю рс . шетку поиходится делатh TOJ!c ои B DB".

ЧЕте HB —:ОДсзВ, . !r40 ВСЕХ HP тэйЧ:48b!,4

МО 1 при 3! 0(4 возму(. (е l ив B ш j р p(л!-I у 1! ., !

ROC br4B ро Л, i !Г t),r) ВЛЯ ЮТСЯ С НЕ jl ó >3 I blV:3 с)! .

co!4. Чрез:,ерная . Олд41-:а решет-(и,рияс .

Д И Т 1< )t i j C:,.:. 1(>Е Н 14 Ю "« - Н ! (" (; ", П с нале, а следов;) Гег:ь:-:;.; к снГ ;I!i и, . ((.П,г>, а В НО)4! Рная «Г 3 сиял(3 с! Ц ИЛ 0(3 «с- ">!И(; Осс!) 4,1 го спект()а МОд Г>03 8. tt)! (ла ()ы ус(lокоит ПОТОК Л(С ! Ь Ш Е и К 0 и П Е !.! .С r- - Ц . 0 Н;-! 0 D - .,", c= Ò -; О! ", и сблизит ь ",B-гл)итог>(>о=-О. ь!

ЛОДня Г ь !(.П(1 i4 4iOL!ih Ос -. (; )ш!, ны и . i..j;"l нению с. Прототиг!О ..

):

11Å-Г 0 Bi"-! с(! - Нсл лс) ip0 Г (;; (П с)!4 ОГ- t !Р lr

КИЕ 803ÈÓII„ HVB Г>ОКР !83:БГСЯ I()г!Ос КBНИ

ИНДУК Г(!БНО С БЯ За!.(НЫХ ВИ! КО:=.? М t/C! tr3(

МО/)(Но ДОЬИТЬ Я 0 4htсl:)i

ВСЕХ МОД СТ I:;)И ibl В!л! I <-.", д,: tii. hf!4!4 (периметрсз) к-.,- ;.г!а,:"-.=сн:-:я",а.—,i-. Нигде успо

II0.-.ь,.; изобре-с: и:" я Вляе-сВ улуч!

i Ñ ". Л C H а " r; P f . Л - "„3 Г ХОД и „И ПО В Ь Uj!=.1!ir(! с, i t$ Мс3 Ш>л НЛЛ

308814ия ХAмпснсируюцл х р лес сове,шс! Hb!4 (-таб,,(гги3!!Бл: лcс1игастсг! те(4, нс и ин!Iук ционно 3 машине, (ду <тор бегу (. го м)гни Г

:4 с,!«нса()л,. н!!ую,)сГ! «т к, DBÇ мв i!P H ti) 3 "лс ЖДу Кс) >на! Г(()М !4i М Г НИ сОПООВО

ДСМ ИНДУ,>ОРВ С )Ст )Я.((УI() (лз ОДНОтИПН»х окопаоводяших элементов, распо! 1- . i< 0 (jr!а !л(4 В r1,)ОДОЛ Ь ОМ И ПОПЕ.) Сс! r i .)r4 j с3 fl:)c3 I3 tj(НИ Я Х . ОД НОТ ИП HbtB Т ) 1<0 .:р»:3-(33(>!щис элсменть! 13 поперечных ряд; х свс,лнен-; пагаллельнО; пог(åðå÷j!B,-,ы элементов cоединены с внеш-"::-::г.,азнпй сетью Г;о схеме бегу:;.—,;-It òнсг0 поля; элементы выi1„:. - !ь в -иде многовитковых катушек;

H;,и i bi ВЫГ,!)Jlj НЫ ЗИГЗс)Г ОобраЗНЫМИ В (р» Л!)Г! Ь Нс)Л 11 . (,ра БЛЕ НИ И . ((>и! . 1 изоб ажена плоская ли(- и 3Я !!(/(У!<ЦI40!41 ЗЯ Л ашИНа С КСМПЕНи:)ую(.ими элсментамл в виде л.ноговит)3tt!;. . <Вт; шек Плоский канал л е пока38 i t 14;, ((>иГ, 2 Циг инлрическая ли

4с! (Вя v 1gi

::-1!х <атуше <; на фиг. 3 — .jил:.((дрис «r, Кая ЛИ НРй jirl (ИrlДу!< !! 40(IHBB Ма ШИНа С

;:C лП .:-IC.ИР Ю Ц Vt ЭЛЕМЕ,- Г".М. В ВИЦЕ ЗИГа! ., бразньгх -р(дольном н;3пра Впении о Вод, B с и(Всэ()тptj;3!

j r 3 J(С (3 П <3 t3 Ю С I О Е Д ". Л .: — с И! Д;-! i Е и На Я V -3 Д 3! К Ц И О rj H с. B М -! Ш И I! «j С Ж И Д ко,- с (алли«eci(им рабочим Г=-.;см в <лючает

It("jB) ктср, сосТ ottы,ии из рабоссси с)бмот-;и : ()дл- ого или двух ма гни1 опроводов

i .. 3, IRop нньх из листовой эг е <троехл!и еской стали, и к".íàë ((для жидкого:4-е-;алла . М3шина снабжена ко! пенСс ttti0Hj:OVt РЕШЕТ Oé 5, РаСПОЛОжЕННОй

МЕ.-„,-У К-!;4ЛЛО!4! Ч И МВГ(4ИТОПЭОВОДОМ 2 с

i,ñ - . фиг,, /, ли!Г)0 в пазах на повер)(.-! (()С 1 ОДНОГО И л Ма Г (4И ТОПРОВ()ДОВ J И Г!И (на,")и(г, . ) - ВнутpeHHech t !

<Омг(ел c D i .BII(cli решет ка g собра на из

ОднГ тип ны)(элеl<сн iOВ б . pа спОлОжен ных рядам4 В !Лсд-ЛЬH(:м v, B попереч. fot4 напра влpни; ЗJ ементы () одного

ПО IDDIBЧНОГО Ря,,» r!" <ТP с)ВСКИ П;3РВГ—

r ЕЛЬ НО,.-,С((КЛ! БЧСН; Л Г!Л;4с;й 1, TOV ЖЕ паре с!Опере чных ши с . 11рсол!ежутки и! жду злеr с и l а ми 6 t . .ii быт ь 3 а 10л

- 997586 нены вставками 8 из ферромагнитного материала.

При установке элементов б в пазах магнитопровода 3 вставками 8 служат оставшиеся зубцы. Система пазов опре деляет форму катушек 6 - при диагональных пазах катушки б ромбические (фиг. 1 и 2).

Выводы от шин 7 могут оставаться 1О не подключенными к внешней сети, тогда решетка 5 выполняет только стабилизирующую функцию. Выводы от шин 7 могут быть подключены к трехфааной сети по схеме бегущей волны, при этом решетка 5 выполняет и силовую функцию, отчасти разгружая рабочую обмотку 1. Стабилизирующие свойства решетки 5 при этом не,меняются. Возможен вариант, когда весь рабочий ток течет по решетке 5 и обмотка 1 отсутствует .вообще. Шины 7 имеют разрывы, исключа" ющие шунтирование рабочей обмотки в цилиндрических машинах (фиг. 2 и 3).

Устройство работает следующим об- д разом.

Рассмотрим работу машины без подключения шин 7 к внешней сети. При включении.многофазной рабочей обмотки

1 насоса в сеть пере;. енного тока в жидком металле канала 4 появляются пондермоторные силы, создающие эффект перекачивания. Пока течение. в канале

4 однородно„ в решетке 5 тока нет и она никакого влияния на течение не оказывает. Как только возникает случайная неоднородность скоростей, связанная с ней неоднородность магнитных полей возбуждает в решетке 5 токи, направленные на выравнивание магнитного поля по ширине машины (по азимуту в цилиндрической машине) и устранение неоднородности скоростей. Как только однородность течения восстановлена, токи в решетке 5 прекращаются до следующих вэзмущений.

Выравнивающие свойства решетки 5 обусловлены свойствами составляющих ее параллельных соединений однотипных элементов 6 в переменных магнитных полях. Одинаковые во всем поперечном ряду поля наводят на всех элементах ряда одинаковые напряжения, замеряемые на клеммах шин 7 . Разностные токи при этом не возникают. Лишь только поле в одном элементе становится сильнее поля в одном из остальных, наводимое напряжение в первом становится больше и возникает ток, выравнивающий поля в этих элементах.

Если пепупериод поперечной неоднородности поля точно равен ширине ка" тушки (фиг. и 2) или зигзага (фиг. 3), то токи в решетке 5 точно такие же, что и в решетке прототипа из короткозамкнутых восьмерок. и стабилизирующее действие предлагаемых ре" шеток 5 равно действию известной (при равных суммарных сечениях). Преимущества проявпяются при гашении широ" ких возмущений. В предлагаемых решетках 5 ток течет по шинам 7 непосредственно из элементов б с максимальным полем в элемент б с минимальным полем и поля выравниваются именно по экстре" мумам. В известной машине этого нет.

Восьмерки не простираются от минимума до максимума поля, а следовательно, разности полей и токи в них меньше.

Выравнивание экстремумов достигается последовательным действием нескольких восьмерок со встречными токами в перекрывающихся петлях. Предлагаемые конструкции гасят широкие возмущения эффективнее прототипа.

Подключая шины 7 к внешней многофазной сети по согласованной с рабо-, чей обмоткой 1 схеме бегущей волны, в решетке 5 создаются дополнительные к рассмотренным выше токи, одинаковые во всем поперечном ряду. Усиливая поле рабочей обмотки, эти токи увели" чивают давление и мощность машины.

Стабилизирующие свойства решетки 5 при этом не меняются, так как разностные токи от подключения шин 7 к внешней сети не зависят.

997586

Корректор С. Шекмар

Техред А.Кравчук

Редактор О. Юркова

«i««й

Заказ 2307. Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101