一种磁场线圈非整数匝绕组的制作方法

本发明涉及磁场线圈绕制技术领域，具体涉及一种磁场线圈非整数匝绕组。

背景技术：

在舰船模型、卫星的磁性研究等许多磁学工程技术研究中，需要使用大均匀区的磁场系统，为了减少成本，在确保均匀区尺寸的基础上，需要尽可能地减小磁场系统的外形尺寸。采用组合磁场线圈方式是减少外形尺寸的有效方法。为了保障均匀区内的实际磁场均匀度尽可能接近理论值，组合磁场线圈的线圈绕组匝数比一般是非整数的。为了实现磁场线圈的非整数匝绕组，在计量实验室，一般采用电路分流的方式来实现。而在工程测试中，其实验室的环境条件、测试人员的分流调试能力等一般无法达到计量实验室的水平。因此需要研究一种相对简单且能保证均匀区内均匀度水平的磁场线圈非整数匝绕组的实现方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种磁场线圈非整数匝绕组，避免现有的磁场线圈绕组匝数取整绕制带来的磁场均匀性下降的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种磁场线圈非整数匝绕组，所述绕组的总匝数值包括整数部分与小数部分，整数部分为0或正整数；当整数部分大于0时，采用多股电缆按常规方法绕制实现；整数部分与小数部分串联；小数部分采用多股电缆，小数部分多股电缆包括无需分流部分与需要分流部分，无需分流部分的电缆按常规方式绕制在磁场线圈的骨架上，需要分流部分的电缆对折后反向绕制在磁场线圈的骨架上；无需分流部分电缆股数与小数部分多股电缆的总股数的比值尽可能等于磁场线圈非整数匝绕组的总匝数值小数部分。

其中，小数部分的绕制方式为：

小数部分设为w_x，w_x为区间(0，1)中的某一小数，将w_x近似转化为分数：

其中m为多股电缆总股数，n为整数，m满足电缆产品的实际情况，选m≤20，根据w_x的大小选择m，由确定n；m股电缆中的n股按常规方法绕制，其余m-n股电缆每股中间对折后反向绕制。

进一步地，m-n股电缆每股中间对折后进行双绞线编织。

有益效果：

(1)本发明中小数部分采用多股电缆，m为多股电缆总股数，电缆中无需分流部分按常规方式绕制在磁场线圈的骨架上，需要分流的部分对折后反向绕制在磁场线圈的骨架上，多股电缆中的总电流为I时，每股电缆中的电流均为m-n股电缆中间对折后反向绕制时，其中电流互相抵消，该绕组中实际复现磁场的电流为等效于实现了的非整数匝磁场线圈，实现了绕组的小数部分。

(2)本发明中的磁场线圈非整数绕组中需要分流部分电缆对折后反向绕制，其余部分按常规方法绕制，方法简单、易实施，不用分流电路就能实现磁场线圈非整数匝绕组，大大减少了分流电路对实验室环境条件、测试人员分流调试能力的要求，保证了磁场均匀区内的均匀度水平。

(3)本发明中的磁场线圈非整数绕组无需分流电路，制作成本较低。

附图说明

图1为多股电缆分流的示意图；

图2为多股电缆分流的等效电路图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

一种磁场线圈非整数匝绕组，所述绕组的总匝数值包括整数部分与小数部分，整数部分为0或正整数；当整数部分大于0时，采用多股电缆按常规方法绕制实现；整数部分与小数部分串联；小数部分采用多股电缆，小数部分多股电缆包括无需分流部分与需要分流部分，无需分流部分的电缆按常规方式绕制在磁场线圈的骨架上，需要分流部分的电缆对折后反向绕制在磁场线圈的骨架上；无需分流部分电缆股数与小数部分多股电缆的总股数的比值尽可能等于磁场线圈非整数匝绕组的总匝数值小数部分。

若绕组总匝数为w₀+w_x，其中w₀为自然数，属于磁场线圈非整数匝绕组的整数部分，w₀匝绕组按常规方法绕制；w_x为区间(0，1)中的某一小数，属于磁场线圈非整数匝绕组的小数部分，其中，小数部分的绕制方式为：

小数部分设为w_x，w_x为区间(0，1)中的某一小数，将w_x近似转化为分数：

其中m为多股电缆总股数，n为整数，m满足电缆产品的实际情况，选m≤20，根据w_x的大小选择m，由确定n；m股电缆中的n股按常规方法绕制，其余m-n股电缆每股中间对折后反向绕制。

进一步地，m-n股电缆每股中间对折后进行双绞线编织。

多股线缆如图1所示，实现电缆总股数为m的小数部分绕组，将电缆总股数为m的小数部分绕组与w₀匝绕组串联，完成磁场线圈非整数匝绕组的制作。整个过程确保绕制所用电缆不出现断路。

如图2所示，其中R1、R2、……、Rn、……、Rm分别代表一匝绕组线圈m股电缆中的一股。R1＝R2＝……＝Rn＝……＝Rm，绕组中的总电流为I时，每股电缆中的电流均为m-n股电缆中间对折后反向绕制时，其中电流互相抵消，该绕组中实际复现磁场的电流为等效于实现了的非整数匝磁场线圈。

磁场线圈正常通电后，假设单匝线圈绕组复现的磁场为B，则m股电缆实际复现的磁场为该磁场线圈复现的总磁场为近似为(w₀+w_x)B，等效于实现了w₀+w_x匝的非整数匝绕组。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。