电磁泵的原理和分类

电磁泵的原理和分类

电磁泵主要分为:直流电磁泵和交流电磁泵两大类.直流电磁泵包括传导式电磁泵(平面式和螺旋式)和热电-电磁泵.交流电磁泵包括单相交流电磁泵(平面传导式、环形感应式)和三相交流电磁泵（平面感应式、螺旋感应式、圆形感应式）。

（1）直流传导式的工作原理

一般来说直流传导式结构比较简单，它由磁极、电极、泵沟等组成。在定向恒稳磁场N-S极之间，通过泵沟两侧的电极向液态金属中通入直流电，直流电方向与磁场方向垂直，按左手定则产生产生电磁力驱动金属溶液流动，改变磁极或电极极性可改变流动方向。调节磁场强度或直流电流大小可改变驱动强度。

（直流传导式电磁泵原理图）

（直流传导式电磁泵图片）

（2）交流传导式电磁泵工作原理

交流传导式电磁泵由电极，铁心，主副线圈和泵沟组成。当主线圈通以工频交流电时，在铁心的气隙中产生一交变磁场，该交变磁场作用在泵沟内的金属上，同时铁心中产生的交变磁场感应铁心上的副线圈，从，而在副线圈上产生感应电动势，电极及液态金属所组成的回路中便有交流电，在任意瞬间泵沟有效区磁场的方向和通过液态金属的电流方向按左手定则判断所产生的电磁力的方向是一定的，电磁力驱动液态金属在泵沟中定向流动。

（交流传导泵的示意图）

（3）感应式电磁泵

感应式电磁泵分为单相感应式和三相感应式。目前单相感应式电磁泵的实验虽然在原理上取得了成功，但由于结构复杂，泵沟不易清理，启动困难等因素限制了其应用，现在有实用价值的是三相感应式电磁泵。

三相感应式电磁泵的工作原理与异步电动机相似，结构主要包括铁心和绕组。感应器绕组通电后产生一个行波磁场与泵沟内的液态金属作用产生感生电流，泵沟中的液态金属即成为载流导体，它与行波磁场作用产生电磁力驱动金属溶液流动。

三相感应电磁泵的结构主要有：平面形感应泵，圆形感应泵和平面螺旋感应泵。用于输送高温液态金属的主要是平面形感应泵和圆形感应泵。

3.1平面感应式电磁泵主要有单面和双面两种结构，相对圆形感应泵来说平面感应式结构简单，散热好，但效率较低。

双面感应电磁泵结构图

双面感应电磁泵局部放大图

3.2三相圆形感应电磁泵铁心和线圈结构相对平面感应泵结构复杂，铁芯和线圈制作难度较大，制作工艺复杂。

高温等离子体热核聚变研究用三相感应圆形锂铅电磁泵

第四代快中子反应堆核工业用铅铋合金三相感应电磁泵

铝工业用三相感应电磁泵

裂变反应堆钠金属三相圆形感应电磁泵(流量160m3/min)

科学研究用镓铟锡合金MHD实验段电磁泵（pressure 5 bar flowrate 5 l/s medium InGaSn）

钾钠合金传输用三相感应圆形电磁泵

0.3 Kg/s @ 200 kPa

（4）热电-电磁泵

热电-电磁泵，其结构如下图所示，原理类似直流传导泵。通常用于使用永久磁铁的磁场。由流体泵洛伦兹力所产生的电流垂直的推动流体流动。

注1：英文名称翻译及简写

Conduction Pumps 传导电磁泵

DC Conduction Pumps 直流传导电磁泵

AC Conduction Pumps 交流传导电磁泵

Induction Pumps 感应泵

flat linear induction pump (FLIP) 平面直线感应泵

annular linear induction pump (ALIP) 环形直线感应泵

spiral induction pump (SIP) 螺旋感应泵