三相扁平型电磁泵的电磁设计及其仿真分析研究

摘要

电磁泵是用来输送液态金属或导电液体一种电磁装置，利用导电流体中的电流和磁场的感应产生的电磁推力在泵沟两端产生压差，驱动液态金属的流动，在其次级结构不存在机械转动。因而相对于柱塞泵而言，具有可靠性高、封闭性好和低噪音的优点，在工作环境恶劣、危及工人身体健康的工业得到了很好的应用，例如冶金、铸造、化工等。近年来随着原子能动力行业与核工业的快速发展，开发了电磁泵新的应用领域，也促进了对电磁泵的发展和研究。
　　本文首先介绍了电磁泵的研究背景、意义及应用前景，并在电磁泵的工作原理和工程流体力学在电磁泵中的应用的基础上，介绍了电磁泵的理想模型，为其纵向端部效应分析和电磁设计打下基础。
　　其次，分析了横向端部效应和纵向端部效应对电磁泵电磁设计的影响，给出了补偿气隙脉振磁场的方法以及计及端部效应的电磁泵等效电路图；结合电磁泵电磁设计的原则和vc++语言的特点，编写了感应式电磁泵电磁设计及其性能仿真的软件，并对电磁泵水利功率、效率、功率因数等性能特点进行了分析。
　　最后，在有限元理论的基础上，利用MAXWELL15对一台电磁钠泵进行仿真分析，并与自行编制的电磁泵电磁设计软件计算的结果进行对比，验证电磁设计的正确性。

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1 绪 论

1.1 电磁泵的研究背景和意义

1.2电磁泵的国内外研究现状

1.3本文结构和研究内容

1.4 本章小结

2 电磁泵的工作原理及其理想模型

2.1电磁泵的结构及分类

2.2感应式电磁泵的工作原理

2.3工程电磁流体力学在电磁泵中的应用

2.4三相扁平型电磁泵的理想模型

2.5本章小结

3 三相扁平泵横向端部效应与纵向端部效应研究

3.1三相扁平型电磁泵的横向端部效应

3.2三相扁平型电磁泵纵向端部效应的研究

3.3三相扁平型电磁泵气隙磁场的补偿分析

3.4本章小结

4 三相扁平型电磁泵的电磁设计

4.1三相扁平型电磁泵的等效电路

4.2三相扁平型电磁泵的电磁设计原则

4.3三相扁平型电磁泵电磁泵的电磁设计思路

4.4 电磁钠泵的性能分析

4.5 本章小结

5 三相扁平型电磁泵的有限元分析

5.1 有限元分析的基本理论

5.2 电磁泵有限元模型的建立

5.3 计算结果分析

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 课题展望

致谢

参考文献

附录

Ⅰ 电磁泵电磁设计参数

Ⅱ 部分主程序源代码