[發明專利]一種空間旋轉磁場發生裝置及其控制方法

無效

• 申請號: 200710304232.6
• 申請日: 2007-12-26
• 公開（公告）號: CN101256873A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 王喆;王錚;于陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H01F7/00
• 分類號: H01F7/00;G01R33/38;B25J13/00;A61B17/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 關玲;成金玉

1、一種空間旋轉磁場發生裝置，其特征在于包括線圈部分(2)和電源部分(3)，線圈部分(2)為三組兩兩垂直的圓形亥姆霍茲線圈(21、22、23)，每組線圈均由三對亥姆霍茲線圈組合繞制而成；三組線圈的軸向方向分別為X軸，Y軸和Z軸，三組線圈的中心點為坐標原點O，XOY平面為水平平面，鉛垂方向為Z軸方向；每組線圈由三對亥姆霍茲線圈組合繞制而成，每組線圈均有三個接線抽頭，分別接入三相電流的各相；電源部分(3)包括控制器子部分(31)和主電路子部分(32)，電源部分(3)中有獨立的三路三相電流輸出電路，由一個CPU(311)控制。三個波形發生器(312)分別輸出控制三個驅動器(313)，驅動具有三組交直交結構的主電路子部分(32)，分別輸出三組三相交流電。電源部分(3)的三組三相交流電輸出通過電纜分別接入線圈部分(2)的三組亥姆霍茲線圈(21、22、23)。

2、根據權利要求1述的控制空間旋轉磁場發生裝置，其特征在于電源部分(3)的CPU(311)控制電源部分(3)的波形發生器(312)產生相應脈寬和頻率的調制信號，控制驅動器(313)；從電網輸入的三相電經過整流器(321)整流成平滑的直流電壓，輸入中間濾波器(322)進行濾波，并接入逆變器的全橋逆變電路上；由驅動器(313)輸出的PWM脈寬調制波控制全橋逆變電路的兩對IGBT管的導通或截止，經變壓后產生交流電壓；由輸出電路(324)濾波后，輸出端三相交流電分別通至線圈部分(2)。

3、控制權利要求1所述的空間旋轉磁場發生裝置的方法，其特征在于三個兩兩垂直方向的變化磁場：B_X，B_Y和B_Z，在空間疊加后形成空間旋轉磁場：[B_X*，B_Y*，B_Z*]；控制三個方向的變化磁場B_X，B_Y和B_Z的幅值及頻率，便控制了空間旋轉磁場：[B_X*，B_Y*，B_Z*]的旋轉軸方向角θ、Φ、Ψ，磁場場強B₀，旋轉角頻率ω以及確定初始位置角的歐拉角γ。

4、根據權利要求3所述的控制空間旋轉磁場發生裝置的方法，其特征在于將場強為B₀、角頻率為ω的旋轉磁場，旋轉軸為Z軸方向，經過空間坐標變換，將原坐標系繞X軸、Y軸和Z軸分別旋轉α、β和γ角度，使旋轉軸變換到原坐標系的方向角為θ、Φ、Ψ的位置；坐標變換前后的場強B₀和角頻率ω不發生改變；原旋轉磁場在原坐標系下變換為旋轉軸方向角為θ、Φ、Ψ，場強為B₀，角頻率為ω的旋轉磁場：[B_X*，B_Y*，B_Z*]；按照理論方程組(2)和方程(3)得到空間三個兩兩正交的磁場：B_X、B_Y和B_Z，即可得到旋轉軸方向角為θ、Φ、Ψ，場強為B₀和角頻率為ω的旋轉磁場：[B_X*，B_Y*，B_Z*]；旋轉磁場的初始位置角由歐拉角γ決定。