DE1653807C3 - Mehrphasige Wicklung für den Induktor einer Induktionspumpe zum Fördern von flüssigen Metallen - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die halbkreisförmi- dung auf Induktionspumpen haben Wanderteldin-

gen Spulenleiter (5', 6') zur Bildung von zwei 20 duktoren dieser Art aber keine weite Verbreitung ge-

Wicklungshälften (S, 6) jeweils derart in einer funden.

Reihenschaltung miteinander verbunden sind, Um den Umstand Rechnung zu tragen, daß bei

daß die in axialer Richtung aufeinanderfolgenden den üblichen Zylinderspulen die radiale Komponente

Spulenleiter (5', 6') von Windungsebene zu Win- des Spulenfeldes in der Spulenachse zu Null wird, ist

dungsebene abwechselnd zur einen und zur ande- 25 man schon sehr früh auf eine Lösung verfallen, bei

ren Wicklungshälfte gehören, wobei die jeweils in der die Bereiche geringer axialer Magnetfeldstärke

derselben Windungsebene angeordneten Spulen- von der Metallströmung ausgeschlossen sind, d.h.

leiter (5', 6') zu verschiedenen Wicklungshälften also, bei der das flüssige Metall in einem Kanal mit

(S, 6) gehören. ringförmigen Querschnitt fließt und bei der zum

30 Rückschluß des Magnetfeldes innerhalb des Kanals ein Eisenkern angeordnet ist. Eine solche Induk-

tionspumpe, die z. B. aus der deutschen Patentschrift

555 413 bekannt ist, kann aus technologischen Gründen aber praktisch nur für sehr niedrig schmelzende 35 Metalle und Legierungen verwendet werden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrphasige Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,

Wicklung für den Induktor einer linearen Induk- eine mehrphasige Wicklung der eingangs genannten

tionspumpe zum Fördern von flüssigen Metallen in" Art anzugeben, bei der bei gleichbleibendem Induk-

einem zylindrischen Förderkanal, bei der jede Phase torstrom der Förderwirkungsgrad durch Steigerung

des Induktors eine Phasenwicklung aufweist. 40 des Förderdruckes des flüssigen Metalls gegenüber

Bei derartigen Induktionspumpen umgibt der In- den bekannten Induktionspumpen dieser Art verbes-

duktor den üblicherweise mit feuerfestem Material sert wird.

umkleideten Kanal für das flüssige Metall. Der In- Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch duktor besteht dabei aus sternförmig angeordneten, gelöst, daß die Phasenwicklungen in ihren Windungsgenuteten Blechpaketen, in deren Nuten eine mehr- 45 ebenen jeweils zwei einander diametral gegenüberliephasige Wicklung liegt, die bei Anschluß an eine gend angeordnete halbkreisförmige Spulenleiter aufStromquelle ein in Induktorlängsrichtung fortschrei- weisen, die so miteinander verbunden sind, daß die tendes elektromagnetisches Wanderfeld erzeugt. Die jeweils in derselben Windungsebene liegenden halbradiale Komponente des elektromagnetischen Wan- kreisförmigen Spulenleiter vom gleichen Phasenderfeldes induziert nun im flüssigen Metall Induk- 50 strom in einander entgegengesetztem Umlaufsinn tionsströme, die — ebenso, wie beim Induktionsmo- durchflossen werden.

tor — durch Zusammenwirken mit dem fortschrei- In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung . tenden elektromagnetischen Wanderfeld eine Kraft sind dabei die halbkreisförmigen Spulenleiter zur BiI-auf das flüssige Metall in Induktorlängsrichtung aus- dung von zwei Wicklungshälften jeweils derart in übt, die bewirkt, daß das Metall in dem Kanal geför- 55 einer Reihenschaltung miteinander verbunden, daß dert wird. die in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Spulen-Bei den bisher bekannten Induktoren für Induk- leiter von Windungsebene zu Windungsebene abtionspumpen besteht die mehrphasige Wicklung aus wechselnd zur einen und zur anderen Windungshälfte Zylinderspulen, die so miteinander elektrisch ge- und die jeweils in derselben Windungsebene anschaltet sind, daß Spulengruppen der einzelnen Pha- 60 geordneten Spulenleiter zu verschiedenen Wicklungssen in Induktorlängsrichtung periodisch abwechselnd hälften gehören.

aufeinander folgen. Bei dieser Spulenanordnung des Die Erfindung wird nachstehend an Haind der Fi-

Induktors heben sich aber die radial gerichteten guren, die ein Beispiel darstellen, eingehend erläu-

Komponenten des elektromagnetischen Wanderfei- tert.

des bei Stromfluß der Spulengruppen durch gegensei- 65 Fig. 1 zeigt eine Phasenwicklung der mehrphasitige Überlagerung teilweise und im Kanalmittelpunkt gen Induktorwicklung in ihrer Lage zum Förderkavollständig auf, so daß an dieser Stelle die resultie- nal der elektromagnetischen Induktionspumpe, währende Feldstärke des elektromagnetischen Wander- rend in

Fig. 2 diese Phasenwicklung vollständig in perspektivischer Ansicht dargestellt ist.

In F i g. 1 ist mit 1 der Kanal der Induktionspumpe bezeichnet, in welcher das flüssige-Metall 2 mit Druck gefördert wird. Der Kanal ist mit einer fcueifesten Zustellung 3 umgeben, die sich vorzugsweise bis zum Rand der Phasenwicklung 4 erstreckt. Die Phasenwicklung 4 weist in mehreren Windungsebenen je zwei sich diametral gegenüberliegende halbkreisförmige Spulenleiter 5', 6' auf. Dabei sind diese Spulenleiter 5', 6' in zwei Wicklungshälften 5,6 zusammengefaßt und innerhalb jeder Wicklungshälfte S, 6 in einer Reihenschaltung derart miteinander verbunden, daß in axialer Richtung jeweils aufeinanderfolgende Spulenleiter von Windungsebene zu Windungsebene abwechselnd zur einen und zur anderen Wicklungshälfte gehören. Die zwei halbkreisförmigen Spulenleiter 5', 6' derselben Wicklungsebene gehören dabei jeweils immer verschiedenen Wicklungshälften 5,6 an. Beide Wicklungshälften 5,6 sind an einem Ende in einer Reihenschaltung zur vollständigen Phasenwicklung verbunden.

Beim Anschluß der Phasenwicklung, z. B. an die Phasenanschlüsse U und X' einer Drehstromqueüe, fließt in einem bestimmten Augenblick ein Strom, dessen Richtung durch die Pfeile 7 angedeutet ist. Aus Fig. 2 erkennt man nun, daß jeweils in den beiden halbkreisförmigen Spulenleitera S', 6' ein und derselben Windungsebene der gleiche Fhasenstrom in

ίο einander entgegengesetztem Umlaufsinn fließt. Die - Hauptrichtungen der radialen Komponenten der von diesen Strömen in der Nähe der Spulenleiter 5', 6' erzeugten Magnetfelder sind durch die Pfeile 8 angedeutet, wobei man sieht, daß sich diese Magnetfelder

in diesen Hauptrichtungen 8 einander verstärkend überlagern. Dadurch wird bei gleicher Stromstärke der Druck in dem im Kanal 1 fließenden flüssigen Metall! gegenüber Induktionspumpen mit üblichen Spulenwicklungen beträchtlich erhöht und der För-

derwirkungsgrad entsprechend gesteigert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

feldes null ist. Durch die gegenseitige Überlagerung Patentansprüche· der radialen Komponente des elektromagnetischen Wanderfeldes ergibt sich aber infolge der Feldstar-

1. Mehrphasige Wicklung für den Induktor kenschwächung ein relativ geringer Förderdruck für einer linearen Induktionspumpe zum Fördern 5 das im Kanal befindliche Metall, so daß die indukvon flüssigen Metallen in einem zylindrischen tionspumpe mit einem sehr schlechten bordcrwir-Förderkanal, bei der jede Phase des Induktors kungsgrad arbeitet.

eine Phasenwicklung aufweist, dadurch ge- Solche Wanderfeldinduktoren mit Zylinderspulen,

kennzeichnet, daß die Phasenwicklungen in die einen zylindrischen Förderkanal umschließen, werihren Windungsebenen jeweils zwei einander dia- ίο den zwar, wie in dem Buch von E. R. Laithwaite, metral gegenüberliegend angeordnete halbkreis- »Inductions Machines for Special Purposes«, Lonförmige Spulenleiter (5', 6') aufweisen, die so don 1966, auf S. 154 bis 156 an Hand von Fig. 7.6. miteinander verbunden sind, daß die jeweils in beschrieben, erfolgreich für elektromagnetische Linederselben Windungsebene liegenden Halbkreis- armotoren verwendet, bei denen eine ...tahlstange förmigen Spulenleiter (5', 6') vom gleichen Pha- _l5 axial im Förderkanal bewegt werden soll. Hier treten senstrom in einander entgegengesetztem Umlauf- nämlich die zusätzlichen Verluste, wie sie oei analosinn durchflossen werden. gen Induktionspumpen durch Wirbeibildung des flüs-

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