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电流比较仪多层小气隙磁屏蔽磁场的解析解
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2017-12-30
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磁屏蔽磁场的分析是实现高精度电流比较仪优化设计的关键，然而磁屏蔽气隙结构复杂，有限元法计算量大、计算精度难以满足要求。考虑磁屏蔽分层结构以及一次电流偏心和外部磁场干扰对磁场分布的影响，提出一个二维简化模型，利用极坐标系下Poisson方程解的正交函数展开式推导磁场的解析解，并利用有限元法验证解析解的正确性。通过二维解析模型与三维实际问题有限元计算结果的对比，发现两者具有简单的比例关系，且该比例关系不依赖于干扰源的位置，因此可用二维解析模型对三维实际磁屏蔽结构做出快速有效的评估。对坡莫合金的B-H曲线进行拟合，以线性近似下的磁场解析解为基础，利用安匝平衡时检测线圈的感应电压导出电流检测的误差估算公式，作为磁屏蔽效能分析的定量指标。对不同磁屏蔽结构的分析表明，双层结构比同样尺寸单层结构的屏蔽效能可提高近三个数量级。最后通过实验验证了解析表达式分析实际问题的有效性。
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