一种基于磁体线圈的电磁特征分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于磁体线圈的电磁特征分析方法及系统，包括确定磁体线圈的封装形式和电流路径设计；将磁体线圈的每一匝导线作为待测导线；在待测导线中最内匝内侧至最外匝外侧之间建立参考线，输入导线电流；根据所有导线的位置、形状及电流，计算每条参考线上各点的磁场大小、方向对于每一匝导线，选取其邻近的参考线，通过插值方法近似计算磁场上的磁场分布；基于磁场分布和线圈导线上的电流强度应用安培力公式计算线圈导线上的安培力，分析局部受力平衡和力矩平衡，得到沿线圈张力与弯矩。上述方案中对于磁体线圈在设计阶段的电磁特征和受力的仿真分析，可在设计阶段进行精确计算和快速迭代，对计算内存的占用较小。对计算内存的占用较小。对计算内存的占用较小。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁体线圈的电磁特征分析方法及系统


[0001]本专利技术涉及电磁特征及受力的仿真分析领域，具体涉及一种基于磁体线圈的电磁特征分析方法及系统。

技术介绍

[0002]强磁场、大口径磁体的设计中，电磁性能、力学性能以及低温系统是主要的考量角度。其中电磁性能与力学性能主导了磁体的主要参数和轮廓，并对后续的冷却方式设计、导体材料选择、结构材料选择等各个方面提出进一步的要求。通常，磁体设计的做法是通过有限元仿真，需要使用专业软件并对计算资源有较高的要求，例如需要使用高性能计算机等，并且在计算过程中容易遭遇奇异点，使得计算结果失真、甚至无法收敛。而磁体设计通常需要大量的迭代以基本确定磁体的主要参数所处的范围，因此进一步提高了对人力与算力的要求。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的需求，本专利技术提供一种基于磁体线圈的电磁特征分析方法及系统，计算设备要求低，并且有较好的电磁计算的可靠性，一方面能够和专业仿真的电磁计算结果相比拟；另一方面在较精细的建模中避免了发散的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁体线圈的电磁特征分析方法，其特征在于，包括：确定磁体线圈的封装形式和电流路径设计；将磁体线圈的每一匝导线作为待测导线；在待测导线中最内匝内侧至最外匝外侧之间建立参考线，输入导线电流；根据所有导线的位置、形状及电流，计算每条参考线上各点的磁场大小、方向；对于每一匝导线，选取其邻近的参考线，通过插值方法近似计算线圈上的磁场分布；基于磁场分布和线圈导线上的电流强度应用安培力公式计算线圈导线上的安培力，分析局部受力平衡和力矩平衡，得到沿线圈张力与弯矩。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定磁体线圈的封装形式和电流路径设计包括：使用python代码，为导线建立对象，对于可参数化的导线几何，批量创建导线，同时调用对象以访问导线各处的几何特征；其中，所述几何特征包括：位置、切向量、法向量、曲率半径。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每条参考线上各点的磁场大小、方向是根据所有导线的位置、形状及电流，利用毕奥
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萨伐尔定理计算获得。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用毕奥
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萨伐尔定理，根据所有导线的位置、形状及电流，计算每条参考线上各点的磁场大小、方向包括：以二维线性插值法，在计算某一匝导线上的磁场时，选取与其最接近的两条参考线，并找到距离计算位置最近的两个点，根据空间距离的关系来近似地用参考线上磁场表示待测位置磁场。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过插值方法近似计算线圈上的磁场分布包括：令待测导线位置为X，邻近两条参考线上分别有与X最近的两个点M1和M2，通过毕奥
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萨伐尔定律计算磁场为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵渊晟，杨钊，郭后扬，董阁，
申请(专利权)人：能量奇点能源科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：