[发明专利]一种大面积均匀竖直可变耦合运动磁场的生成方法

摘要

本发明涉及一种大面积均匀竖直可变耦合运动磁场的生成方法，建立出均匀竖直可变运动磁场，通过该方法建立的磁场能够满足米级范围内实验空间内具有良好的竖直方向性，同一高度磁场强度大小变化不超过1％。本发明提出的基于多极耦合磁场的恒定电磁场的产生方法，用于在实验空间内提供所需的大面积磁场，满足同高度无控状态下任意点竖直方向磁场大小相同，同时空间内不同高度的磁场大小通过控制到可达到要求的恒定值。

主权项

一种大面积均匀竖直可变耦合运动磁场的生成方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据磁场能所需的大小和均匀度，电磁铁的各个参数满足下式要求$B=\frac{{\mathrm{\μ}}_0{\mathrm{\μ}}_{r}I(D_2-D_1)L}{2d^2*h}*{10}^6$式中：B为运动磁场要求的强度；μ₀为空气磁导率；μ_r为电磁铁的铁芯磁导率；d为电磁铁的导线的直径，单位mm；I是导线通电电流，单位安培；D₁为电磁铁导线绕组的内径，单位mm；D₂为电磁铁导线绕组外径，单位mm；L为电磁铁的厚度，单位mm；h为气隙高度，单位mm；步骤2：将满足要求的电磁铁线圈的导线绕组D₁、D₂和厚度L，输入Ansoft Maxwell3D软件中，采用有限元法优化计算电磁铁线圈的导线绕组D₁、D₂和厚度L尺寸，并按照得到的尺寸制作N×M个电磁铁；步骤3：将N×M个电磁铁组成N×M的方阵，N×M的方阵的大小等于所需磁场水平的最大区域；所述N×M个电磁铁具有相同的线圈尺寸、线圈的匝数和励磁电流。