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萋卷第期核动力工程. .
年月.
一———————
控制棒驱动机构的电磁设计计算
朱齐荣朱京昌
衡阳工学院北京核工程研究设计院
步进磁力提升式控翩捧驱动机构的电磁设计计算包括磁场力计算和摒电磁铁磁动势与其线圈
.
关■堋:. 电磁设计计算,磁场力。磁动势,工作气隙。
步进磁力提升式控制捧驱动机构具有径向尺寸小、磨损小、寿命长、控制较简单、工作
安垒可靠等优点,所以在国内外的压水堆核电厂中,普遍甩来驱动控制捧。
该机构的电磁设计包括磁场力计算;提升磁铁与提升线圈的设计夹持磁铁和夹持线圈
的设计传载磁铁和传载线圈的设计。这对电磁装置的设计计算内容大同小异,下面以提
升磁铁和提升线圈的设计计算为例,阐述电磁设计计算的基本原理和方法。
二、提升磁铁和提升线圈的设计计算
. 磁场力的计算
设计上述种磁铁和线圈的首要任务是要进行磁场力计算。根据电磁场原理,载流导体在
磁场中受到的磁场力为⋯:
一×
式中:——磁场力,,
——线圈电流.
——磁感应强度, ;
——闭合回路长度..
从原则上讲,上式可以解决霞流导体在磁场中所受磁场力的计算问题,事实上由于数学
,只有在某些简单情况下,能将式变换为
’
—
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在电磁起重机构中,磁场力表现为电磁铣的起重力。它的术质是磁场对衔铁磁化电流的
作用力。,所以
, 一般运用虚位移原理来解
决式所难以解赉的磁场力计算问题。运用虚位移原理求解磁场力的公式为:

式中, ——真空中磁导率,/;
——垂直于磁道截面的平均截面积.
——磁通量, 。
—
在真空中或近似地在非磁性物质中磁感应强度与磁场强度/ 间的关系为:
一。
在磁性物质中
“
式中, ——磁导率,/。于是磁场力可用下式计算:
:—

。
巳知一~/,所以磁场力也可用下式计算:

则在控制捧驱动机构的轴截面内每边的磁场力⋯
’一
. 攫升磁铁的励磁计算
提升电磁装置的结构如图所示。
着控制捧组件与驱动轴部件的重力为, 附加
摩擦阻力为, 则总载荷为‘。可见, 为
了可靠地提起载荷,要求提升线圈和提升磁场产生
的磁场力。
图所示的提升电磁装置, 其衔铁横截面是一
个圆环形,其面积
芋一
式中,一一提升衔铁的外径, ;
——导向管的外径,。
由一式得整个工作线圈的磁感应强度
一.× √/
励磁计算的主要内容是术整个回路的磁动势。
图提丹硅铁耵提升蝮圈简圈磁动努的概念可由安培研路定理引出.
一鲮一谍盖: ￡一线嘲井套:一提升嚷一安培野路定理告诉我在恒定穗场中,磁场
因科镍挥体; 一季压臂: 一上导向臂强度捂某任意闭名俪曲线的积掂值为磋萄努,
一瓤动辅: 一同定诺较——下导向蒈
一謦荫髑铁. 它等于该奄向曲鲅所交链的电流代数和。其表达式
§ 总
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