基于反射—吸收解耦集总参数框架的EDS磁浮系统高效磁屏蔽分析方法

《Actuators》：Efficient Magnetic Shielding Analysis for the Superconducting Magnet Outer Dewar in EDS Systems

　　

摘要

在电磁悬浮（EDS）磁浮系统中，车载超导磁体所经历的时变磁场可能引起过大的交流损耗并加剧失超风险，对运行可靠性构成严重威胁。传统的三维有限元分析虽具有较高精度，但每个频率点的计算需耗时数小时，无法支撑实时失超评估或参数化设计优化。本文提出一种基于反射—吸收解耦集总参数框架的高效磁屏蔽分析方法。该方法通过将涡流分解为板表面模式、全局环流回路和侧壁贡献，并将三维涡流场简化为通过统一串联磁路耦合的低阶系统，同时采用带有高频校正的有限脉冲响应（FIR）扩散核来表征腔壁磁场穿透效应。所提出的方法实现每个频率点仅需 3–5 秒的仿真时间，相比有限元分析实现约 10³～10⁴ 倍的加速，在 10 Hz–3000 Hz 范围内的屏蔽效果均方根偏差为 2.03 dB。所提方法的高效性使得外真空室与超导磁体的协同优化成为可能，为 EDS 磁浮系统中的失超抑制与电磁兼容性设计提供了实用的分析工具。