大型消磁站设计中消磁兼容性分析

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1、第16卷　第2期海军工程大学学报Vol.16No.22004年4月JOURNALOFNAVALUNIVERSITYOFENGINEERINGApr.2004文章编号:1009-3486(2004)02-0089-03大型消磁站设计中消磁兼容性分析①徐和俊,何　明,周耀忠(海军工程大学电气工程系,湖北武汉430033)摘　要:针对大型消磁站的消磁兼容性,基于通电线圈磁场计算,分析大型消磁站补偿线圈安匝组合,提出磁探头的布局问题,为大型消磁站消磁线圈的计算设计方案提供了参考依据.关键词:消磁站;消磁兼容性;补偿线圈中图分类号:TM154.2文献标识码:ACompati

2、bilityoflarge2scaledegaussingstationXUHe2jun,HEMing,ZHOUYao2zhong(Dept.ofElectricalEng.,NavalUniv.ofEngineering,Wuhan430033,China)Abstract:Inordertoresearchthecompatibilityofalarge2scaledegaussingstation,thispaperanalyzesthecompag2esofampereturnsofcompensatingcoilbasedonthecalculation

3、ofmagneticfieldaboutdegaussingcoil.Andtheproblemofthedistributionofmagneticfieldsensorsisputforward,andisthensovled.Keywords:degaussingstation;degaussingcompatibility;compensatingcoil大型消磁站设备结构复杂、造价高、规模大,担负的消磁任务重,要兼顾不同型号舰船磁性测量和磁性处理的需要.因此,充分发挥大型消磁站的综合消磁能力,显然具有十分重要的意义.在大型消磁站的补偿线圈计算、分析和设计

4、中,不仅要考虑将消磁区的环境磁场补偿到较理想的程度,而且还要考虑被消磁舰船的大小、停泊位置、潮位高低以及舰船不同位置的磁性状态等对线圈设计的影响.只有根据这些特点,求出不同区段的补偿线圈的安匝数,然后综合分析各种工况,最终确定能够[1]满足各种工况需要的安匝数,才能使所设计的消磁站能够兼容各工况的消磁要求.对此笔者作如下讨论.1　单匝补偿线圈磁场的计算虽然大型消磁站补偿线圈复杂,但线圈磁场在空间具有矢量迭[2]加性,故可先计算单匝线圈的磁场(见图1).设直导线AB中,电流为1A,端点A和B的空间坐标分别为(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2),则空间点P(x0

5、,y0,z0)处所产生的磁场可写成定积分:图1　通电直导线空间点磁场图x1(y0-y)k-(z0-z)jH=3dx+∫x22222[(x0-x)+(y0-y)+(z0-z)]①收稿日期:2003209201;修订日期:2003209212作者简介:徐和俊(19752),男,硕士生.©1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net·90·海　军　工　程　大　学　学　报　　　　　　　　　　　第16卷　y1(z0-z)i-(x0-x)

6、k3dy+∫y22222[(x0-x)+(y0-y)+(z0-z)]z1(x0-x)j-(y0-y)i3dz(1)∫z22222[(x0-x)+(y0-y)+(z0-z)]以Hx、Hy、Hz分别表示H在x、y、z轴上的分量,即:H=Hxi+Hyj+Hzk(2)　　设补偿线圈是由N段直导线所构成的多边形(见图2),其电流为1A,则单匝线圈在P点所产生磁场为各段直导线所产生的磁场之和,即:NHX=∑Hxii=1NHY=∑Hyii=1NHZ=∑Hzii=1式中:HX、HY、HZ分别为单匝补偿线圈磁场的X、Y、Z分量;Hxi、Hyi、Hzi分别为第i段导线磁场的X、Y、Z

7、分量.图2　通电导线构成的多边形示意图2　补偿线圈设计中的兼容性分析　　消磁站补偿线圈多为固定敷设,如何兼顾不同工况下被消磁舰船磁性处理的需要,是设计中一大技术难题.通常的办法是将补偿线圈沿舰船的停泊方向划分若干区,而每个区又分上下2层,每区的每层称为1个区段,设总共分成了n个区段.科学合理地组合这n个区段的安匝数,可以兼容不同型号、不同潮位、不同磁性状态舰船的消磁要求.2.1　不同舰型的兼容如图3所示,设消磁码头长140m,将补偿线圈分成了3个区,3个区的长度分别为80m、40m、20m.上述3个区分别称为1号区、2号区和3号区.如果被消磁舰船的长度小于70m,

8、则令其停于