ИНДУКТОР ЛИНЕЙНОЙ ИНДУКЦИОННОЙ МАШИНЫ

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.
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.
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.
В основу полезной модели положена задача создания устройства бегущего электромагнитного поля с улучшенными массогабаритными и энергетическими параметрами для электромагнитного перемещения электропроводных материалов и расплавов.
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.
На фиг.1 изображен индуктор линейной индукционной машины; на фиг 2 - сечение А-А, вид сверху.
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.
1
2
Индуктор линейной индукционной машины работает следующим образом. При подаче напряжения U на согласно включенные последовательно или параллельно катушки 12 и 13 фазы А и подаче напряжения U 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.
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.
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.
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.