基于等效磁网络法改进halbach阵列的研究

《基于等效磁网络法改进halbach阵列的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TM273单位代码：学号：密级：北京工业大学硕士学位论文182‘77810005S200702165公开题目基王笠邀磁圆终法这鲎H垒!坠塑竺塾睦到的巫窒英文并列题目专导师姓名：韭二鸣职称：熬援一论义报告提交同期2QlQ玺』臼学位授rF1期授予学位单位名称和地址jE盛工些厶堂jE塞血翅幽区坐巫园!QQ笠一—————————_盖差一上，‘l／独创性声明本人声明所呈交的论文足我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除J，文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中小包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为状得北

2、京：I：业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：关于论文使用授权的说明日期：竺吆三叠本人完全了解北京!【业火学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被杏阅和借阅；学校町以公布沦文的全部或部分内容，町以采用影印、缩印或其他复制于段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名夕气彳霪舀盎一导师签名：嗍立牡，ifj理想磁化的单对极圆柱型Halbach阵列Iu丁以在其空腔内部产生完美的单侧均匀磁场，其磁感应强度只

3、受到阵列内外径比例的影响。这种特殊的永磁结构无需铁轭支撑，外部漏磁小，提高了永磁材料的利用率，降低厂仪器的体积和重最，具有很大的发展潜力。受到工艺和永磁材料特性的限制，实际应用中的HaIbach阵列多是由一定数量的永磁单位磁体组合而成。通过对比理想与实际离散的单对极Halbach阵列的二维解析解，得到在相关几何参数和磁性材料性能不变的情况F，用离散的磁化方向以近似连续的磁化方向足造成阵列内部磁场磁感应强度分布出现不均匀的主要原因。为了进一步讨论各参数对于磁场均匀度的影响，寻找对应的优化策略，本文采用了一种场路结合的建模方法——等效磁网

4、络法对单对极HaIbach阵列进行仿真分析。利用该方法获得的X轴上磁感应强度分布和变化规律与二维场解结论是对应的，并由此提出了～种在单位磁体数黾不变的前提卜，使其磁化方向更加接近f理想线性的组合形式。这种改进的磁化方式可以用一种径向分层的阵列结构来实现。对比基于扇形单位磁体的单对极Halbach阵列，优化后阵列的磁网络法仿真结果和二维场解结论均验证了采用新月形单位磁体能够有效地提高阵列内部磁场的均匀度。·新月形Halbach阵列的二维场解中关于原点处磁感应强度矢量和一次谐波幅值与磁体形状的关系可以通过有限元法仿真得到验证，其结论充分证

5、明了口角对于磁场性能影响的两面性，即一次谐波抑制程度的提高会伴随着原点处磁感应强度一定程度的下降。而采用折中的等腰三角形结构可以在保证直流分量火小的基础上降低谐波幅值，此外这种结构还极大的提高了毛坯料的使用率，降低一’r切割难度，是一种非常适于实际工程应用的新型单对极Halbach阵列。关键词HaIbach阵列；有限冗法；二维场解；均匀度北京下业大学下学硕l：学位论义^hstractAbstractCy“ndricaldipolarHalbacharraywithidealmagnetizationcangenerateaperfec

6、tunif．o咖magnetic6e】dwithinthecaVityside，whosemagneticfluxdensityonlyaffectedbytheratioofinnerandouterdiameter．ThispaIrticularstructureofpeHnanentmagnethaSsmallextemalmagneticleakageandanironyokeisneedless．Thestmcturehasgreatpotentialbecauseitincreasestheutilizationofpem

7、lanentmagnetmaterial，alsoreducesthesizeandweightoftheinstrument．Restrictedbythetechnicsandpropertiesofpernlanentmagnet，Halbachan．ayofpracticalapplicationalwaysbeacombinationofacertainnumberofunitmagnets．Bycompa“ngthetwo—dimensionalfieldsolutionofidealandactualdiscretedi

8、DolarHalbacharray，itcanobtainthatwhatcausedthemagneticnuxdensitydistnbutionappearinguneVenattheedgesisdiscrete