(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211065523.5 (22)申请日 2022.09.01 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市碑林区咸宁西 路28号 (72)发明人 赵纪元　张万年　张祎辉　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 安彦彦 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 113/10(2020.01) (54)发明名称 一种外磁环式偏转线圈参数化建模及磁场 分布仿真方法 (57)摘要 本发明公开一种外磁环式偏转线圈参数化 建模及磁场分布仿真方法， 包括以下步骤： 建立 外磁环式偏转线圈的三维仿真模 型； 外磁环式偏 转线圈的三维仿真模型包括绕组模型和外磁环 模型； 对建立的外磁环式偏转线圈的三维仿真模 型进行材料定义， 网格划分以及边界条件赋值； 对赋值后的外磁环式偏转线圈的三维仿真模型 进行仿真分析， 得出偏转线圈在空间磁感应强度 分布。 本发 明采用参数化的方法对外磁环式偏转 线圈进行三维建模， 有效地解决了外磁环式偏转 线圈三维建模难、 复杂的问题， 在不失结构真实 性的前提下进行有效的仿真。 本发 明可对外磁环 式偏转线圈的设计与制造提供 理论指导， 从而节 约设计成本、 缩短设计周 期， 提高设计和生产效 率。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 115408865 A 2022.11.29 CN 115408865 A 1.一种外磁环式偏转线圈参数化建模及磁场分布仿真方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤(1)， 建立外磁环式偏转线圈的三维仿真模型； 外磁环式偏转线圈的三维仿真模型 包括绕组模型和外磁环模型； 步骤(2)， 对步骤(1)建立的外磁环式偏转线圈的三维仿真模型进行材料定义， 网格划 分以及边界条件赋值； 步骤(3)， 对步骤(2)赋值后的外磁环式偏转线圈的三维仿真模型进行仿真分析， 得出 偏转线圈在空间磁感应强度分布。 2.根据权利要求1所述的一种外磁环式偏转线圈参数化建模及磁场分布仿真方法， 其 特征在于， 绕组模型的建立包括以下步骤： 建立特征圆1～特征圆M以及特征曲线； 分别以特征圆1～特征圆M为扫掠轮廓， 以每个 特征圆对应的特 征曲线为扫掠路径， 利用仿真软件进行建立绕组模型。 3.根据权利要求2所述的一种外磁环式偏转线圈参数化建模及磁场分布仿真方法， 其 特征在于， 特 征圆1～特 征圆M在xy平面上圆心坐标为： 式中， D0为偏转线圈的直径， dx为绕组各 段直径， θx为方位角； 各特征圆1～特 征圆M的直径为dx。 4.根据权利要求3所述的一种外磁环式偏转线圈参数化建模及磁场分布仿真方法， 其 特征在于， 方位角 θx通过下式计算： M为偏转线圈绕组1的段 数， x＝1～M 。 5.根据权利要求3所述的一种外磁环式偏转线圈参数化建模及磁场分布仿真方法， 其 特征在于， 绕组各 段直径dx通过下式计算： 其中， dwire为导线直径， 各 段的匝数Nx如下： 式中， Nt为绕组总匝数。 6.根据权利要求1所述的一种外磁环式偏转线圈参数化建模及磁场分布仿真方法， 其 特征在于， 特 征曲线通过以下 过程建立： 特征曲线x对应的特征线段x1的两个端点在空间笛卡尔直角坐标系中的坐标分别 与 特征曲线x对应的特征线 段x2的 两个端点在空间笛卡尔直角坐标系中的坐标分别为： 与 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115408865 A 2特征曲线x对应的特 征圆弧x'的参数 方程为： 式中， α 为参数， bx为第一高度控制因子， hx为第二高度控制因子 。 7.根据权利要求1所述的一种外磁环式偏转线圈参数化建模及磁场分布仿真方法， 其 特征在于， 外磁环模型为内径 为Dw＝D0+4d1， 厚度为t、 长度为L的中空圆柱体， 圆柱体中轴面 与xy面重合。 8.根据权利要求1所述的一种外磁环式偏转线圈参数化建模及磁场分布仿真方法， 其 特征在于， 边界条件 包括各个绕组的匝数、 整个偏转线圈的电流大小及方向。 9.根据权利要求1所述的一种外磁环式偏转线圈参数化建模及磁场分布仿真方法， 其 特征在于， 判断空间磁感应强度分布是否满足设计需求， 如不满足， 则改变偏转线圈的相应 参数， 重复步骤(1)， 再次进行仿真 分析。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115408865 A 3