[发明专利]双源磁路磁参量计算软件

说明书

技术领域

本发明涉及磁性材料及其应用，直流磁路及其计算，科学计算及计算机软件。

背景技术

直流磁路计算应遵循：磁通连续性原理是指穿过任一封闭面的磁通量的代数和等于零。其数学表达式为∮_sBds＝0，它是磁场固有的一个特性。安倍环路定律是指任一闭合路经上各段磁位(差)的代数和，等于作用在该闭合路经上的磁(动)势，它是磁场固有的另一个特性。

磁路是指能将磁通量约束在其中的区域。铁磁回路是指主要由非线性铁媒质和少量线性空气媒质(指工艺或工作气隙)构成，供磁源产生的主磁通在其中流通的闭合路径。段磁路是指能满足磁通、截面变化、媒质三者都连续的原则而划分成的一段铁磁回路。它是磁路磁位计算的基本单元。

磁场是指存在于载流导体、永磁体、运动电荷或时变电场等周围空间，以磁感应强度表征的一种特殊形式的物质。磁场具有能量是磁场物质性的特性之一。

磁源是指具有保持磁场能力的磁体，如永磁体和直流电磁体。磁通源是指由永磁体等效转换成，有一个恒磁通源与一个恒定内磁导并联组成的磁源。磁势源是指将直流电通入励磁绕组而存在的磁源。常以安匝表示其磁势量，又称安匝磁源。

双源磁路是指既有磁通源(即永磁体)又有磁势源(即直流励磁绕组)的铁磁回路。“永磁机构”的磁路也有前述两种磁源，但因磁路采用框架式结构，致使磁源在周围空间建立的外部与内腔(即励磁绕组空间)两个气质磁场相互交织、你我难分，界面难定，无法生成其磁参量计算软件。双源磁路采用了同心圆柱型结构，不仅消除“永磁机构”在磁路上的弊端，促进现有磁路技术的进步，而且也展示了双源磁路与磁参量计算软件间相互关联的技术特征是：磁参量计算软件是依双源磁路而生成，生成后为双源磁路计算磁参量而所用。双源磁路也是磁力操动机构的动力模块。

科学计算是为解决物理、化学、力学、空间等学科的一些主要问题，研究相关的数学模型和计算方法，使其能在计算机上进行运算的数值计算。数学模型通常为代数方程组、微分方程和积分方程。对于微分方程或积分方程，需先将其离散化，把它们转化为代数方程组， 研究求解的计算方法，并编制程序在计算机上进行计算。如果计算结果不符合要求，还需分析和修改数学模型及计算方法重复上述过程。

科学计算软件是为解决科学和工程问题而研制的计算机软件。它按照使用范围可分为两类：一是解决科学和工程中的数学问题的通用数学软件；二是面向特定工程计算的应用软件，例如计算机辅助飞机设计软件、电网调度软件等。

数学模型是指控制系统变量之间的相互关系和变化规律的数学描述。它把系统中现象的分析归纳为某种形式的数学问题。变量之间的关系可以用公式(例如代数方程、微分方程、积分方程、传递函数等)表示，也可以用表格或图形表示，它们都是数学模型的表现形式。在建立数学模型时，要兼顾模型的简化和结果的准确性。

计算机软件是指计算机系统中的程序及其文档，程序是软件的主体；程序是指计算任务的处理对象和处理规则的描述；应用程序是指解决特定领域工程问题的专用程序；子程序是指具有独立功能，能在运行的程序中反复被调用的程序；模块是指具有单一功能的专用子程序。

空气是无磁化现象的磁媒质，其磁导率为磁性常数，即μ₀＝4π×10^-7(H/m)，属线性媒质。一段三维空间的空气媒质(以下简称气质)磁路，若其气质截面变化是连续的，则其磁导Y的计算公式为Y＝μ₀A_i/l_i，式中A_i为平均气质截面积，单位是平方米；l_i为平均气质磁路长，单位是米。可见一段气质磁路的气质截面变化是连续的，则其磁导值由其几何尺寸决定的。

气质磁场的计算问题，最终目标是求漏磁通的数值。在工程上能应用计算机按数值计算问题的表达模型是科学计算。因此，根据气质磁路的磁特性，利用科学计算的思路与方法，是解决气质磁场计算问题最有效的途径。