恒奧德儀器解析電磁泵?原理以及優(yōu)缺點(diǎn)

　　電磁泵，處在磁場(chǎng)中的通電流體在電磁力作用下向定方向流動(dòng)的泵。利用磁場(chǎng)和導(dǎo)電流體中電流的相互作用，使流體受電磁力作用而產(chǎn)生壓力梯度，從而推動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)的種裝置。實(shí)用中大多用于泵送液態(tài)金屬，所以又稱液態(tài)金屬電磁泵。

　　簡(jiǎn)介

　　電磁泵沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性好，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，不需要軸密封，因此在化、印刷行業(yè)中用于輸送些有毒的重金屬，如汞、鉛等，用于核動(dòng)力裝置中輸送作為載熱體的液態(tài)金屬(鈉或鉀、鈉鉀合金)，也用于鑄生產(chǎn)中輸送熔融的有色金屬。流量可達(dá)13000米/時(shí)，壓力達(dá)1.7兆帕，溫度達(dá)1200℃。

　　電磁泵按電源形式可分為交流泵和直流泵。

　　按液態(tài)金屬中電流饋給的方式可分為傳導(dǎo)式(電導(dǎo)式)電磁泵和感應(yīng)式電磁泵。電導(dǎo)式電磁泵用直流(圖1)或交流電(圖2)。它有根非磁性難熔金屬制的管(見圖)，管周圍是磁鐵，磁力線與管垂直。當(dāng)通入與管和磁力線均垂直的電流時(shí)，根據(jù)左手定則，產(chǎn)生機(jī)械力把導(dǎo)電流體壓送出管。電導(dǎo)式般為小型泵，用于低壓和小流量。傳導(dǎo)式電磁泵中，電流由外電源經(jīng)泵溝兩側(cè)的電直接傳導(dǎo)給液態(tài)金屬。感應(yīng)泵中，感應(yīng)式使用多相交流電。電流則由交變磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生。新式的感應(yīng)式電磁泵是直線感應(yīng)泵，裝有布置成扁平的、直線狀的定子繞組，感應(yīng)力呈軸向，尺寸較大，大流量泵均屬這種類型。

　　按結(jié)構(gòu)不同可分為平面、螺旋泵和圓柱泵等。在感應(yīng)泵中，液態(tài)金屬的電流由交變磁場(chǎng)(單相或三相)感應(yīng)產(chǎn)生。圖3是感應(yīng)式平面泵的示意圖，圖6是其原理圖。三相感應(yīng)式電磁泵的作原理和普通感應(yīng)電機(jī)相似。位于平面或圓柱形鐵芯中的三相繞組(其中的電流見圖6曲線1)產(chǎn)生行波磁場(chǎng)(圖6曲線2是行波磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線)或旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)在液態(tài)金屬中感應(yīng)出電流(圖6曲線3)。感應(yīng)電流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生磁場(chǎng)力，從而在泵的出口處產(chǎn)生推動(dòng)液態(tài)金屬運(yùn)動(dòng)的壓力差。對(duì)直流電磁泵，上述壓差△p可寫成:

　　式中σ為被輸送的液態(tài)金屬的電導(dǎo)率;Q為體積流量:a為通道半度;b為通道半寬度;L為通道有效長(zhǎng)度;B為磁感應(yīng)強(qiáng)度。對(duì)感應(yīng)電磁泵，壓差可寫成:

　　式中Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值;va為行波磁場(chǎng)速度;va =2tf，t為磁距，f為電源頻率;u為流速;S=稱為滑差。

　　上述壓差公式是就簡(jiǎn)單模型導(dǎo)出的，如計(jì)及其他實(shí)際因素的影響(通常使壓差變小)，要引相應(yīng)的修正系數(shù)。這些實(shí)際因素對(duì)直流泵主要是電樞反應(yīng)(通過液態(tài)金屬的電流所感生的磁場(chǎng)引起的合成磁場(chǎng)分布不均勻)，電流漫流(電流在磁場(chǎng)作用區(qū)兩側(cè)分流引起的電流分布不均勻)，磁邊緣的氣隙漏磁等;對(duì)感應(yīng)泵則主要是橫向端效應(yīng)(液態(tài)金屬中感生電流在有限寬度通道內(nèi)分或地構(gòu)成回路所引起)和縱向端效應(yīng)(鐵芯有限長(zhǎng)度導(dǎo)致磁路開路所引起)等。

　　利用磁場(chǎng)和導(dǎo)電流體中電流的相互作用，使流體受電磁力作用而產(chǎn)生壓力梯度，從而推動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)的種裝置。實(shí)用中大多用于泵送液態(tài)金屬，所以又稱液態(tài)金屬電磁泵。電磁泵按電源形式可分為交流泵和直流泵;按液態(tài)金屬中電流饋給的方式可分為傳導(dǎo)式電磁泵和感應(yīng)式電磁泵;按結(jié)構(gòu)不同可分為平面泵和圓柱泵等。傳導(dǎo)式泵中，電流由外電源經(jīng)泵溝兩側(cè)的電直接傳導(dǎo)給液態(tài)金屬;感應(yīng)泵中，電流則由交變磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生。電磁泵沒有轉(zhuǎn)動(dòng)件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性好，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，因此在化、印刷行業(yè)中用于輸送些有毒的重金屬，如汞、鉛等;在原子能動(dòng)力業(yè)中用于輸送化學(xué)性質(zhì)別活潑的金屬，如鈉、鉀、鈉鉀合金;在鑄企業(yè)中可以用來做鋁、鎂等活潑金屬的定量泵，但現(xiàn)在主要為軍等大型企業(yè)使用。電磁泵的缺點(diǎn)是效率較低，

　　原理

　　傳導(dǎo)式電磁泵原理

　　傳導(dǎo)式電磁泵原理是:在磁場(chǎng)中的導(dǎo)體，通過電流，則導(dǎo)體將受到磁場(chǎng)的推力，三者方向相互垂直，推力的大小為F=I×B×L。

　　傳導(dǎo)電磁泵沒有何轉(zhuǎn)動(dòng)件，解決了機(jī)械泵磨損問題，形成免維護(hù)焊機(jī)。但由于與液態(tài)金屬接觸的大電流電向液態(tài)金屬傳導(dǎo)電流的過程中，因氧化渣在電上的附著和遮蔽，成波峰不穩(wěn)，甚至大起大落，不能穩(wěn)定的生產(chǎn)，內(nèi)口瑞士這種機(jī)型近50臺(tái)基本都已停用。

　　感應(yīng)電磁泵原理

　　它采用的原理是利用單相C型開口電磁鐵，由于內(nèi)外環(huán)的磁程差而產(chǎn)生內(nèi)外環(huán)磁場(chǎng)的相位差，而形成前磁場(chǎng)分量，即由前相位向滯后相位的前磁場(chǎng)分量。在前磁場(chǎng)分量中的液態(tài)金屬釬料切割磁力線，因此受到個(gè)向前的感應(yīng)力，達(dá)到泵送液態(tài)金屬釬料的目的。

　　由于利用的是磁程差產(chǎn)生相位差，形成前磁場(chǎng)分量，其前磁場(chǎng)分量非常有限，大分為不產(chǎn)生前推力的脈動(dòng)磁場(chǎng)，要制出如圖的寬波峰(300mm~400mm波峰寬度)和波峰(40mm度)非常困難。

　　三相異步感應(yīng)泵原理

　　這是我在波峰焊機(jī)上獲得的又利術(shù)，它不僅解決了傳導(dǎo)式電磁泵的傳導(dǎo)式電磁泵的傳導(dǎo)電流電由于氧化渣遮蔽成的波峰不穩(wěn)問題，無何轉(zhuǎn)動(dòng)件，無電流變換器，免維護(hù)、無磨損，而且效率，可獲得而有力的波峰及寬波峰。

　　三相異步感應(yīng)式電泵的原理是利用三相電源相互差120°相位差，在空間分布，構(gòu)成各自磁場(chǎng)，其合成磁場(chǎng)，是個(gè)前磁場(chǎng)中切割磁力線，感應(yīng)電流，形成前的電磁力。

　　作原理

　　三相感應(yīng)電磁泵的作原理與異步電動(dòng)機(jī)相似，結(jié)構(gòu)主要包括定子鐵心和繞組。繞組通電后產(chǎn)生個(gè)行波磁場(chǎng)與泵溝內(nèi)的液態(tài)金屬作用產(chǎn)生感生電流，泵溝中的液態(tài)金屬即成為載流導(dǎo)體，它與行波磁場(chǎng)作用產(chǎn)生電磁力驅(qū)動(dòng)金屬溶液定向流動(dòng)

　　優(yōu)缺點(diǎn)

　　由于直接利用的是三相電源固有的相位差，因而合成磁場(chǎng)基本無脈動(dòng)磁場(chǎng)分量，均是產(chǎn)生前力的合成磁場(chǎng)，與電磁炮原理相同,因而效率，可達(dá)70%以上，由三相異步感應(yīng)式電泵構(gòu)成的波峰焊機(jī)除具有感應(yīng)式電磁泵具有的所有優(yōu)點(diǎn)外，如聲頻微擾振動(dòng)波疊加，增強(qiáng)焊接能力和爬孔能力，無何轉(zhuǎn)動(dòng)件、無磨損、免維護(hù)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等，還具有波峰而有力、可獲得波峰40mm和寬波峰300~400mm寬度。

　　用途

　　電磁泵沒有轉(zhuǎn)動(dòng)件，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，密封性好，別適用于輸送些有毒的重金屬(如汞、鉛等)和化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬(如鉀，鈉、鉀鈉合金等)。在些核能反應(yīng)堆別是快中子堆中都使用電磁泵。在些化廠中，用電磁泵輸送汞，有利于安生產(chǎn)。在冶煉和鑄業(yè)中，用電磁泵和電磁流槽可提產(chǎn)品質(zhì)量，但由于效率低，應(yīng)用還不普遍。在聚變反應(yīng)堆中，需要使用強(qiáng)磁場(chǎng)作用下的大流量電磁泵，其作條件與目前使用的

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