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直线电机型反应堆控制棒驱动机构电磁结构设计研究

于天达 彭航 邓强 李维 吴昊 付国忠 唐健凯

于天达, 彭航, 邓强, 李维, 吴昊, 付国忠, 唐健凯. 直线电机型反应堆控制棒驱动机构电磁结构设计研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(5): 213-217. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0213
引用本文: 于天达, 彭航, 邓强, 李维, 吴昊, 付国忠, 唐健凯. 直线电机型反应堆控制棒驱动机构电磁结构设计研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(5): 213-217. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0213
Yu Tianda, Peng Hang, Deng Qiang, Li Wei, Wu Hao, Fu Guozhong, Tang Jiankai. Study on Electromagnetic Structure Design of Linear Motor Type Reactor Control Rod Drive Mechanism[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(5): 213-217. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0213
Citation: Yu Tianda, Peng Hang, Deng Qiang, Li Wei, Wu Hao, Fu Guozhong, Tang Jiankai. Study on Electromagnetic Structure Design of Linear Motor Type Reactor Control Rod Drive Mechanism[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(5): 213-217. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0213

直线电机型反应堆控制棒驱动机构电磁结构设计研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0213
详细信息
    作者简介:

    于天达(1985—),男,高级工程师,现主要从事反应堆结构设计研究工作,E-mail: yutianda2008@163.com

  • 中图分类号: TL362+.6

Study on Electromagnetic Structure Design of Linear Motor Type Reactor Control Rod Drive Mechanism

  • 摘要: 电磁结构设计是电磁型反应堆控制棒驱动机构设计的核心环节。本文提出了一种适用于控制棒驱动机构的圆筒型直线电动机。首先,描述了该类电机的基本电磁结构,其次,采用解析计算的方法,推导了可行的极槽数配合,分析了一种新型集中绕组结构。然后,采用二维有限元的方法,对极槽配合、绕组结构形式和电磁结构尺寸等影响机构性能指标的关键因素进行了深入研究,并基于研究成果开展了电磁结构详细设计和试验验证等工作。试验结果表明,直线电机型控制棒驱动机构电磁结构设计合理,可按照控制指令实现提升、下插、保持和落棒等基本功能,提升力、跟随特性和落棒性能等技术指标均可满足设计要求。

     

  • 图  1  技术路线

    Figure  1.  Technology Roadmap

    图  2  2个动子位置处的开路磁通分布

    Figure  2.  Open-Circuit Magnetic Flux Distribution at the Locations of 2 Rotors

    图  3  反电势基波和谐波分量对比

    Figure  3.  Comparison of Fundamental and Harmonic Components for Counter-Electromotive Force (CEMF)

    图  4  推力波动峰-峰值对比

    Figure  4.  Thrust Fluctuation Peak-to-Peak

    图  5  力移特性曲线族优选组合

    Figure  5.  Optimal Combinations of Force-Displacement Characteristic Curves

    表  1  极槽配合

    Table  1.   Slot-Pole Combination

    ${N_S}$${N_P}$
    32, 4, 5
    64, 5, 7, 8, 10, 11
    96, 12, 15
    128, 10, 14, 16, 20, 22
    下载: 导出CSV
  • [1] JIM M J, WANG C F, SHEN J X, et al. A modular permanent-magnet flux switching linear machine with fault-tolerant capability[J]. IEEE Transactions on Magnetics, 2009, 45(8): 3179-3186. doi: 10.1109/TMAG.2009.2020090
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-08-11
  • 修回日期:  2020-12-20
  • 刊出日期:  2021-09-30

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