铠装螺线管磁系的磁势与功率的计算
孙仲元 肖金华
摘要 本文指出螺线管导体所占环形空间的场强分布规律从螺线管内
缘到外缘按直线变化。根据这一规律,按磁通连续性原理即可确定铁铠
厚度。
另据铠装螺线管内腔场强公式,得出铠装螺线管的功率为 W=H
增大α或减小β总是有利于提高GC因子,从而有利于提高磁场强度。
1 铠装螺线管磁系的磁势
铠装螺线管磁系(图1)的磁势主要由两部分组成。一为空气
隙的磁势,另一为铁铠内的磁势。
空气隙的磁势由下式确定。
本文详细地介绍了有限元法及预估反算法计算铠装螺线管内
点场强,进而确定漏磁系数 σ。实测结果表明,理论计算值与
测值吻合。
在铠装螺线管磁系设计研究时,以往对漏磁系数 σ 的确定,
计者常凭借经验来选择。然而,σ 是磁系设计中很关键的一个
数,σ过小,磁系达不到所要求的场强;σ过大,则会导致制造
本和生产时能耗的急剧增大。由此可见,采用更为合理可靠的
法来确定漏磁系数σ,将设计者从仅仅依赖于经验的困境中解
出来,是磁系设计研究的重要课题。
研究表明,可采用有限元法及预估反算法,精-确地计算螺线
内腔中点场强及其他各点场强,并由此可确定该磁系的漏磁系
σ,进而进行磁势的设计计算。
图2 86圆柱形螺线管端面从内缘到外缘不同距离x的场强变化曲线
铁铠圆筒部分的厚度可按同样方法确定。
对于鞍形铠装螺线管(图3)亦可按磁通连续性原理得到下式
铁铠的尺寸确定后,铁铠内的磁路长度便容易确定,从而铁
铠内的磁势也就可以按式(2)进行计算了。
铠装螺线管的内腔是一均匀磁场,它相当于无限长螺线管
磁场强度为
中:In———螺线管单位长度的安匝数。
螺线管的总安匝数按下式计算
则单位长度的安匝数