微型電磁泵縱向端部效應

     電磁泵作為直線電機的一種,其結構特點和工作原理與直線電機大體一致。電磁泵在繞組線圈中通入對稱的三相交流電,在磁路間隙中產生與異步電機相似的沿橫向移動的行進磁場,泵溝內金屬液體在行波磁場的作用下感生電流,產生定向推力傳送液體。但是電磁泵與異步電機最大的不同就是它的鐵心不像異步電機那樣構成閉合環形,而是長直的,端部斷開的。由于鐵心與槽中繞組在初級兩端不連續,初級各繞組之間也互感就不相等,即使提供對稱的三相正弦交流電,由于電磁泵繞組感抗的不同,各相電流也無法達到對稱。利用對稱分量法可以將不對稱的三相交流電分解為正序、負序和零序。對應三種交流電分量也將產生三種磁場分量,即正序行波磁場、負序反向磁場以及零序脈動磁場。正向行波磁場提供金屬液體傳輸推力,后兩者在金屬中產生阻力與附加損耗。由于鐵心斷開引起的互感不等、反向磁場與脈動磁場的現象就是電磁泵的靜態縱向端部效應。

 電磁泵

鐵心斷開造成的反向行波磁場與磁場脈動效應與次級的反作用無關,除了與次級無關的靜態縱向端部效應,當次級運動時,還會產生動態縱向端部效應。假定空氣間隙中僅存在正方向行波磁場,而且次級隨著該磁場同步行進,即正方向行波磁場與次級是相對靜止狀態,理論上此時的次級上不會有感應電流的存在,但是在現實情況中,次級的邊端能夠感應端部電流產生損耗。

電磁泵縱向端部效應

    假定電磁泵次級與初級產生的行波磁場以相同的速度相對于靜止狀態的初級進行移動。如圖1. 4所示,當時間為t0,t1,t2,t3,t4時,次級金屬電路C在圖上C0 ,C1、C2、C3,C4相對應的位置。此時次級保持與行波磁場相對靜止的狀態移動,所以C在C2時,電路C是不會存在感應電動勢的。同理,C在C0 ,C4處與初級不存在磁交鏈,所以電路C中也不會有感應電動勢和感應電流的存在。但是,當C位于C1、C3時,由于鐵心斷開,行波磁場在邊端截止,這樣,在電路C在離開C,進入C3時,C1電路內部磁場減少,C3電路內部磁場增加,此時,緊挨初級端部的次級電路C1,C3會感生電壓產生感應電流,從而引起損耗和阻力。

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