一种考虑磁屏蔽效应的任意形状通电线圈磁场计算方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑磁屏蔽效应的任意形状通电线圈磁场计算方法，涉及磁场计算的技术领域，通过本发明专利技术中的技术方法，在存在磁屏蔽效应的物理场景中，将任意形状通电线圈等效转化为组合线圈，然后针对每一个载流直线段加入考虑磁屏蔽效应的屏蔽系数，通过差分进化算法对屏蔽系数进行寻优，然后正演计算得到不同位置处通电线圈产生的空间磁场；本发明专利技术的磁场计算方法可以简化不同应用场景下任意形状通电线圈磁场计算过程，提高计算效率，适用性强，应用范围广。应用范围广。应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
分别为A(a0,a1,a2)，B(b0,b1,b2)两点到P点矢径的夹角，a为P点到直线段AB的垂直距离，d1，d2，d3分别为直线段AP，BP，AB的长度；
[0010]S4、确定的方向所有电流微元的方向都与向量方向相同，的坐标为(b0‑
a0,b1‑
a1,b2‑
a2)，的坐标为(x0‑
a0,y0‑
a1,z0‑
a2)，以分别表示直角坐标系的坐标轴x、y、z的单位向量，则有：
[0011][0012][0013]可以得到：
[0014]从而可以得到载流直线段AB所产生的磁场强度为：
[0015][0016]对第i段直线段，在P点产生的磁场在直角坐标系下的各分量为：
[0017][0018]所以对整个组合线圈在P点产生的磁场在直角坐标系下的各分量为：
[0019][0020]S5、设置考虑铁磁材料磁屏蔽效应的屏蔽系数，假设第i个载流直线段对应的屏蔽系数为K
ti
，以H
xi
,H
yi
,H
zi
分别表示第i段载流直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑磁屏蔽效应的任意形状通电线圈磁场计算方法，其特征在于，所述方法的步骤包括：S1、将任意形状通电线圈等效剖分为多个直线段的组合线圈，其中，线圈的直线区段直接在其两端位置截断，剖分出直线段，线圈的弧形区段沿圆周方向剖分、等效转化为多个直线段，将处理后的所有直线段组合形成等效的组合线圈；S2、确定组合线圈各直线段在直角坐标系下的所有端点坐标，设线圈由m段直线段构成，其顶点依次为P1，P2……
P
m
，以(xx
i
,yy
i
,zz
i
)表示第i个顶点的空间坐标；S3、分段计算每个直线段在空间任意点P(x0,y0,z0)产生的磁场，其中一载流直线段两端点分别为A和B，该直线段AB在P点产生的磁场强度为以AB所在直线为旋转轴，建立极坐标系，此时所有电流微元在P点产生的磁场强度微元的方向都沿同一方向的幅值H
l
为：其中，其中I为通电电流，l为积分变量，r为电流元到P点的矢径的模值，θ1，θ2分别为A(a0,a1,a2)，B(b0,b1,b2)两点到P点矢径的夹角，a为P点到直线段AB的垂直距离，d1，d2，d3分别为直线段AP，BP，AB的长度；S4、确定的方向所有电流微元的方向都与向量方向相同，的坐标为(b0‑
a0,b1‑
a1,b2‑
a2)，的坐标为(x0‑
a0,y0‑
a1,z0‑
a2)，以分别表示直角坐标系的坐标轴x、y、z的单位向量，则有：标轴x、y、z的单位向量，则有：可以得到：从而可以得到载流直线段AB所产生的磁场强度为：对第i段直线段，在P点产生的磁场在直角坐标系下的各分量为：
所以对整个组合线圈在P点产生的磁场在直角坐标系下的各分量为：S5、设置考虑铁磁材料磁屏蔽效应的屏蔽系数，假设第i个载流直线段对应的屏蔽系数为K
ti
，以H
xi
,H
yi
,H
zi
分别表示第i段载流直线段在空间任意位置点P所产生的磁场各分量，则包含m个直线段的组合线圈在P点所产生的磁场各分量为：取磁屏蔽面(2)外侧某一平面作为测量平面(3)，测量平面(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈盟，杨文铁，左超，王作帅，王建勋，肖涵琛，耿攀，陈志伟，徐林，张彦敏，余定峰，杨帅，郑攀峰，周彤，张平，周诗颖，唐清波，江伟斌，陈涛，罗伟，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：