Расчет параметров линейного асинхронного двигателя для системы перемешивания расплава
Рассмотрен комплекс вопросов по моделированию электромагнитных процессов в линейном асинхронном двигателе, представляющем собой систему, содержащую статорную обмотку, стальной корпус печи и расплавленный металл. Эффективное перемешивание жидкого металла реализуется в однофазном режиме питания статорной обмотки. Для линейного перемещения расплава, необходимого при скачивании шлака, используется двухфазное напряжение. Расчет электромагнитных сил, обеспечивающих режимы циркуляции и линейного перемещения, осуществлен численным методом моделирования электромагнитного поля. Большой зазор между статором и расплавом, а также наличие между ними стальной оболочки приводят к низким значениям коэффициента полезного действия и коэффициента мощности. Поиск выгодного соотношения между шириной паза и зубца выполнен с учетом ограничений на допустимые значения индукции в магнитопроводе, потерь и напряжения в обмотке статора. Сложность геометрической конструкции затрудняет использование встроенных в расчетную программу процедур поиска оптимальных параметров проектируемого устройства. Наличие ферромагнитных материалов в конструкции статора обусловливает сложную зависимость в распределении электромагнитных полей и источников тепла внутри оболочки. Анализ добавочных электрических потерь на краях обмотки статора привел к необходимости уменьшения размеров проводника из-за существенной неравномерности распределения тока. Выбор частоты напряжения произведен на основании анализа характера движения расплава под действием электромагнитных сил. Качественное перемешивание достигается при формировании крупных вихрей, захватывающих весь нижний слой расплава, что обеспечивается за счет увеличения длины статора. В режиме скачивания выгодно образование двух слоев в расплаве, движущихся навстречу друг другу. Проведенные расчеты показали линейную зависимость параметров линейного двигателя от соотношения ширины зубца и паза для области ненасыщенного железа магнитопровода.