【技术实现步骤摘要】
一种模块化等离子体炬线圈磁场设计方法
[0001]本专利技术涉及等离子体炬
，具体涉及一种模块化等离子体炬线圈磁场设计方法。
技术介绍
[0002]电弧等离子体炬是一种应用广泛的产生热等离子体的方式；电弧等离子体炬可以分为热阴极电弧等离子体炬和冷阴极电弧等离子体炬两大类；而电极寿命是电弧等离子体炬的一个重要性能参数指标。
[0003]为了提升等离子体炬的电极寿命，尤其是针对于大于2MW的大功率等离子体炬，可以利用电弧与磁场的电磁相互作用，通过外加磁场来控制电弧弧根的运动规律，从而降低电极的比烧蚀速率，并延长大于2MW大功率的等离子体炬的电极寿命至2000h以上。
[0004]目前外加磁场有两种实现方式，即永磁磁场和线圈磁场；相较于永磁磁场，线圈磁场具有更好的灵活性，可以通过改变电流来改变磁场的空间和时间结构。但是，一般情况下线圈磁场需要额外的电源来驱动；所以在电弧等离子体炬中使用线圈磁场时，可以让磁场和电弧共用一个驱动电源；在这种情况下，线圈磁场的电流大小取决于电弧的电流大小。
[0005]为了...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模块化等离子体炬线圈磁场设计方法，其特征在于包括以下步骤：(1)首先根据等离子体炬设计参数，制备数个直径依次递增的线圈磁场模块，并确保相邻线圈磁场模块可依次同轴心间隔套接在一起；(2)根据线圈磁场模块的数量，在等离子体炬的内壁和外壳之间靠其前电极侧还同轴心垂直嵌入开设有与线圈磁场模块相匹配的圆环形凹槽；(3)根据等离子体炬的运行参数选择线圈磁场模块的插入数量，并将线圈磁场模块依次同轴心套接后，在其顶面和底面分别同轴心套接设有圆环形的模块固定架；(4)将套接在一起的线圈磁场模块同轴心插入圆环形凹槽内，并通过模块固定架进行支撑固定，进而形成磁场；(5)在等离子体炬的内部相对于线圈磁场模块位置处还嵌入开设有冷却水通道，进而利用电极冷却水回水对线圈磁场模块进行冷却。2.根据权利要求1所述的一种模块化等离子体炬线圈磁场设计方法，其特征在于：在上述步骤(1)中，每一所述线圈磁场模块的长度均相一致，且靠里侧的每一所述线圈磁场模块的外径均小于靠外侧相邻所述线圈磁场模块的内径，并确保相邻所述线圈磁场模块之间的内外径之差可保证流过每一个线圈磁场模块的冷却水流速相接近。3.根据权利要求2所述的一种模块化等离子体炬线圈磁场设计方法，其特征在于：在上述步骤(1)中，每一所述线圈磁场模块的结构均相类似，且其均包括绝缘隔水套、漆包线和连接插件；每一所述漆包线均呈环形设置，且在其内部还同轴心套接设有绝缘隔水套，并确保每一所述绝缘隔水套的外表面均与对应所述漆包线的内表面抵紧贴合设置；在每一所述绝缘隔水套的外表面相对于其与对应漆包线结合处还沿其圆周方向均布间隔嵌入设有三个用于固定的连接插件，且每一所述连接插件均沿对应所述绝缘隔水套的径向设置，每一所述连接插件远离对应漆包线的一端分别延伸至对应所述绝缘隔水套的内表面，且其中一个所述连接插件用于线圈的导电。4.根据权利要求3所述的一种模块化等离子体炬线圈磁场设计方法，其特征在于：所述漆包线的直径根据等离子体炬的运行电流来确定，并依据电流越大、导线的电流密度选择越小的原则；考虑线圈磁场模块所使用的漆包线外部使用水冷，需对相邻线圈磁场模块之间的间距进行适当放宽处理。5.根据权利要求1所述的一种模块化等离子体炬线圈磁场设计方法，其特征在于：在上述步骤(2)中，所述圆环形凹槽的内外径之差与所有所述线圈磁场模块依次同轴心套接在一起后的内外径之差相一致。6.根据权利要求3所述的一种模块化等离子体炬线圈磁场设计方法，其特征在于：在上述步骤(3)中，相邻所述线圈磁场模块的线圈采用串联方式连接，且相邻两个所述线圈磁场模块的线圈缠绕方向相反，进而保证在电流方向相反的情况下，产生相同方向的增强磁场。7.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：严圣军，郑聚高，钟雷，李要建，
申请(专利权)人：中国天楹股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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