径 。 ， 足 够 大 ， 磁 感 应 强度 径 向 分 量 （ ， 应 使 Ｒ）
不 大于 铁 磁 材 料 的饱 和 值 。屏 蔽 还 应 有 足 够 的厚
度， 使其 中的磁感 应 强度 也 不 大 于饱 和值 。 在这 种 条件 下 ， 铁磁 材料 的磁 导率 远大 于空 气 的磁 导率 ， 在 屏 蔽 内表面 附近 的磁 场 方 向 ， 本 上 可认 为 与此 内 基
第 ２ ９卷 第 １期
２１ ０ ０年 １月
电 工 电 能 新 技 术
Ａｄ ａ ｃ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｅ ｔｉａ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ Ｅｎ ｒ ｙ ｖ ｎ ｅ ｃ ｎ ｌｇ ｆＥｌｃｒｃ ｌＥｎ ｉｅ ｒｎ ｎ ｅ ｇ
Ｖｏ ． ９． ＮＯ １ １２ ．
作 用产 生 电磁力 ， 电磁 力 与 通 道体 积 成 正 比。为 此 增 大磁 流体 推进器 产生 的 电磁 力 ， 利 用 圆筒 形 超 可 导 磁体外 部 的旋转 磁 场 ， 圆筒 形 磁 体外 部 增 设 一 在
个 螺旋通 道 （ 简称外 螺 旋通 道 ） 这样 便 构成 双螺 旋 ，
最后 导 出在 外螺旋 通道 产 生的 电磁 力与各 参量 的关 系。
关 键 词 ： 流 体 ； 进 器 ；三 相 交 流 ； 螺 旋 通 道 磁 推 双
中 图 分 类 号 ： ６４ ３ Ｕ ６ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ —０ ６ ２ １ ） １０ １ －３ ０ ３ ３ ７ （ ０ ０ ０ —０ ３０
布以及 外螺旋通 道 内海水产生 的 电磁力 。
２ 圆 筒形 超 导 磁 体 外磁 场 的 屏 蔽
圆筒 形超 导磁 体 的横 断面 图以及 在无屏 蔽 条件 下旋 转磁 场某 瞬 间 的分 布 如 图 １ ａ 所 示 ， 中 Ｒ （） 图
（） ３
式 中 曰 （ ）为空 气 中磁感 应 强 度 的周 向分 量 （ ｒ 参见
１ ４
电 工 电 能 新 技 术 பைடு நூலகம்
第２ ９卷
Ｂ （ ） ＝ （ １＋Ｃ ｒ ） Ｏ（ ｔ ｒ Ｃ ２ Ｃ Ｓ ０一 ） （） ７
无 屏蔽 时应 由式 （ ） （ ） 定通解 式 （ ） Ｃ 、 ： １ 、２ 确 ７ 中 。Ｃ ：
超导 磁体建 立 的旋 转磁 场 ：
在 ｒ ＝ 处 ， Ｒ
收稿 日期 ：２ ０ －４ Ｉ ０９ 一 ０ ９
作 者 简 介 ：井
岩 （ ９ ６） 女 ，辽 宁 籍 ， 师 ， 士 ，从 事 电 机 及 船 舶 推 进 技 术 研 究 ； １７ 一 ， 讲 硕
马 秀 娟 （ ９４ ） 女 ， 龙 江 籍 ，教授 ， 士 ， 事 电 工 技 术 及 磁 流 体 推 进 研 究 ； １６ ・ ， 黑 博 从 许 承斌 （ ９４ ） 男 ，黑 龙 江 籍 ， 授 ， 事 理 论 电工 、 流 体 推 进 技 术 等 研 究 。 １３ 一 ， 教 从 磁
１ 引 言
文献 ［ ］ 出一 种 船 用 磁 流 体 推 进 器 ， 工 作 １提 其 原理是 ： 当圆筒形 超 导 磁体 线 圈 中流 过 对称 三相 正 弦 电流时将 产生 旋 转磁 场 ， 旋 转 磁 场 对 圆 筒形 超 该 导 磁体 内部 的螺 旋 通 道 （ 简称 内螺 旋 通 道 ） 中海 水
２ 磁 屏 蔽 Ｊ抗
与 Ｒ 分 别表示 圆筒 超 导磁 体 外 半 径 与 内半 径 。设
采 用超 导材 料制 成 圆筒形 磁屏 蔽 ， 图 １ Ｃ 所 如 （） 示 。由于超 导材 料具 有抗 磁性 ， 当外磁 场通 过时 ， 将
会 引起 超 导 物 质 表 面 电流 产 生 一 个 与 它 相 反 的磁
Ｊ ｎ．２ ０ ａ ０１
具 有 双 螺 旋 通 道 的新 型 三相 交流 磁 流体 推 进 器
井 岩 ，马秀 娟 ，许 承 斌
（ 尔滨工业 大 学（ 海 ） 息科 学与 工程 学 院 ，山 东 威 海 ２ ４ ０ ） 哈 威 信 ６ ２ ９ 摘 要 ：本文 首先提 出 了一种 具 有双 螺旋通 道 的 新 型 三相 交流磁 流体 推进 器 ， 绍 了其 圆 筒形磁 体 介 外部 磁 场的屏 蔽 方式 ： 强磁屏 蔽和 抗 磁 屏 蔽 。分 析 了在 不 同 的屏 蔽方 式 下磁 体 外部 磁 场 的 分布 。
采 用铁 磁 材 料 制 成 圆 筒 形 屏 蔽 ， 图 Ｉ ｂ 所 如 （）
示 ， 中 ， Ｒ 图 和 分 别 为 圆筒 屏 蔽 的 内半 径 和外 半
通道 的结 构与其 中海 水产 生 电磁力 的机 理与 内螺 旋
通道相 同。然而 圆筒形 磁 体 内部磁 场 与外 部 磁场 的 分布是不 同的 ， 这是 因为二 者 的边界 条件 不 同 （ 述 描
（） ｒ 与半 径 ｒ的平 方 成 反 比。此旋 转 磁 场 会 对 船 舶 设备 带来 不利 影 响 ， 须 加 以屏 蔽 。 目前 有 强 磁屏 必
蔽和抗 磁屏 蔽 两种 方式 可供选 用 。
１ ）强 磁 屏 蔽
通道 磁流 体推 进器 。内螺旋 通道 的结构 及其 产 生 的
电磁力 已在文献 ［ ］ １ 中阐述 ， 文不 再 提及 。外 螺旋 本
（） ＝ Ｂ ＣＳ ０ 一 ｒ Ｏ（
）
（） １
（ ２）
当ｒ 。 。时 ，
日 （）＝０ ｒ
式 中 Ｂ （ ） 磁 感 应 强 度 的径 向分 量 ； 旋 转 磁 ｒ为 ∞ 为 场相 对 于海水 的旋 转 角速度 。 本 文 将 要 证 明 ， 无 屏 蔽条 件 下 ， 在 外磁 场 的
表 面垂 直 ， 故边 界 条件 为 ： 当 ｒ＝ 时 ， Ｒ
Ｂ （）：０ ｒ
图 １ ａ ） （） 。
磁场的方程仍 相 同） 。圆筒形磁 体外部磁 场的边界 条
件决定于磁屏 蔽 方式 。所 以本 文将 依次 讨 论 圆筒 形
磁 体外 磁场 的屏 蔽 、 在不 同的屏 蔽方式 下外磁 场 的分