舰船消磁线圈的电感计算.pdf

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1、第38卷第8期2016年8月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．38，No．8Aug．，2016舰船消磁线圈的电感计算孙吉，倪世丰(海军驻九江地区军事代表室，江西九江332007)摘要：舰船消磁线圈的电感是工程中一个重要参数，准确计算其数值对于合理设计消磁线圈以及外围电路具有重要意义。相关文献提供的电感计算公式仅针对常规形状线圈，不适用于异型消磁线圈；有限元方法虽然精度高，但在计算大尺寸空心线圈时空间离散量过于庞大，导致普通微机无法实现。本文基于Biot．Savart原理，

2、将舰船消磁线圈区域进行离散化处理，提出其电感的数值计算方法。该方法为舰船消磁线圈电感计算提供了新思路，且方便转化为计算机程序，并可推广到其他异型线圈的电感计算。关键词：舰船消磁；线圈；电感中图分类号：TMl53文献标识码：A文章编号：1672—7619(2016)08—0100—04InductancecomputationofshipdegausscoilSUNJi，NIShi-feng(MilitaryRepresentativeOfficeofNavyinJiujiangArea，Jiujiang3

3、32007，China)Abstract：Inductanceofshipdegaussingcoilisanimportantengineeringparameter，whoseprecisevalueisvitalfordesigningdegaussingcoilandtheperipheralcircuit．Fordegaussingcoilisspecial—shaped，whileinductanceequationsthoseexistinghandbookprovidesareonlyfi

4、tforconventionalgeometricshape．Finiteelementmethodcandealwithspecialshapewithhighprecision，butmeshdataistoolargetoimplementforPC．BasedonBiot·Savartprinciple，thispaperproposesanu-mericalmethodforcomputingtheinductancevalueofshipdegaussingcoil，discretizingt

5、hecoilintoseveralstraightseg-mentsandareasenclosedintoseveralrectangularelements．Thismethodprovidesanewwayforinductancecomputationofshipdegaussingcoil，andisveryconvenienttoimplementbycomputerprogram，promisingtobeextendedtootherspecial—shapedcoil．Keywords：

6、shipdegauss；coil；inductance1舰船消磁线圈钢制舰船在地球磁场的磁化作用下，会产生舰船磁场，其存在对舰船生命力构成严重威胁⋯。舰船消磁即是利用消磁线圈、消磁电源与电流调整器等设备组成消磁系统，基于无磁滞磁化原理，在线圈中通以特定波形的消磁电流，打乱舰船铁磁物质的磁畴排序，使其分布各向均匀，从而达到消除舰船磁场的目的。消磁线圈电感是重要的物理参数。某消磁线圈轴向总长为200m，采用肋骨形式布设。从消磁区一端至另一端每隔5m留有l道电缆槽，共41个槽，第2和第40道电缆槽各敷设4匝线圈

7、，其余每槽敷设2匝，共计86匝。单匝线圈形状如图1所示(单位：m)，图中0=129．20。2消磁线圈电感计算线圈自感磁通链v与电流i的关系衄线即电感元件的韦安(Wb．A)特性，理想化的线性非时变电感元件磁通链lf，与电流i之比始终为正实常数，记作L=v／i，称为元件的自感系数或电感系数，简称自感或电感。实际线圈电感的计算通常十分困难【2_41，对于形状很不规则的线圈尤其如此。2．1经验公式计算法文献[5】提供了一系列电感计算公式。但对于复杂形状的线圈，仅有一些经验公式，且需先将线圈形状收稿日期：2015一

8、ll一09；修回日期：2016—01一l5作者简介：孙吉(1984一)，男，博士，工程师，主要从事舰船监造工作。第38卷刊、吉、等：舰船消磁线圈的电感计算·101·—————————————————j■———一二1⋯一——-图1单匝消磁线崮，J÷意图Fig．1Theschematicdiagramofsingle-turnworkingcoil作近似规则化。将消磁线圈近似看成圆形螺线管，使单匝线圈周长与实际相等，其底面圆的直径