电磁装置、及配有该设备的跨线桥和车辆的制作方法
本发明涉及的是电学物理学，电气工程领域，特别是涉及电磁装置，并且在某些方面涉及到以电磁悬浮的形式使用电磁装置的交通运输系统。
背景技术：
在专利cn202847462中示出了一种车辆磁悬浮装置，其中使用了电磁体。这些电磁体，如图1和专利cn202847462中2b所示，是内置u形芯的线圈(绕组)，u型芯沿着线圈，线圈与跨线桥平行，磁悬浮体被吸至该线圈上(上述专利中这个方向在所示结构中是垂直的；它与线和/或电磁体的磁矩方向一致)。u型芯向上弯曲，向着跨线桥的一部分——强磁导轨(轨道，横梁)。上述强磁导轨还有朝向由电磁铁芯末端弯曲形成的电磁悬浮磁极的凸出部分(磁极)。轨道磁极和磁悬浮磁极以这样的方式被放置，这使它们之间存在气隙，磁场流通过磁隙闭合，确保了磁悬浮体对跨线桥的引力。电磁铁之间间隙的大小由电磁力来调节，这取决于通过电磁铁线圈电流的大小。
为了确保重达数吨或数十吨车辆的悬浮，需要非常强大的磁场。在运动过程中集中在极点而产生的强烈的涡流，会导致强磁导轨的磁极和电磁铁的磁芯加热至相当高的温度。这将引发磁系统性能的恶化，设备的磨损会加快，使用寿命缩短，能耗增加。间隙中的磁场水平受到u形磁芯饱和度的限制。
技术实现要素：
本发明的目的是解决现有技术水平的缺陷，特别是针对更为有效地分配磁场，减少工作区域外的散射场并减降低其与运输货物和乘客的相互作用。
接下来,我们将使用已知的定义。
1)表达式[a×b]表示两个向量的向量乘积a＝(ax,ay,az)和b＝(bx,by,bz)。在此处和接下来，矢量以粗体突出显示。矢量产品[a×b]是一个向量c＝(cx,cy,cz)的组成部分,等于cx＝aybz–azby,cy＝azbx–axbz,cz＝axby–aybx。矢量c垂直于a和b所在的平面。
2)任何形状的电磁载流线圈的磁矩，m,在通常情况下容量导体等于
3)电磁的中心r0被定义为
4)一般情况下电磁铁的横向平面是一个与穿过其中心的磁矩矢量垂直的平面。如果电磁铁由一个扁平的线圈组成，则横向平面与线圈平面重合。如果线圈是平的，则横平面与平均匝数的平面重合。
5)磁场的最大非对称方向是沿着其可保证观测点磁场系数的最大差的方向，而这些观测点沿着电磁设备的不同方向对称分布。因为对于磁悬浮的列车来说，这个方向通常由重力来确定，并且与车辆的垂直轴线重合，为了简化，此处及以下这个方向被称为垂直。
6)水平面——垂直于垂直方向的平面。
7)电磁装置由两个，三个，四个或更多个电磁铁组成，电磁铁的中心在某个方向(以下简称为纵向)相对移动。纵向可以用水平面上的一条直线来表示，最小化偏离电磁铁的中心，例如用最小二乘法(linnikyu.v.，最小二乘法和处理观测数学和统计学理论观察处理基础。莫斯科，1962)。电磁铁在纵向形成一个序列，可以被定义为―相邻电磁铁”。位于边缘的电磁铁有一个相邻电磁铁，其余的则有两个。
8)为了明确表示，接下来使用坐标系。我们任意选择一个原点o。从原点出发，我们画出纵向的x轴，在垂直的方向画出z轴。y轴与垂直平面xoz垂直。这些符号用于本描述所附的若干附图中。如果装置或其部件的方向不同，则可以通过旋转(实际或虚拟)将其转换为轴和平面的可用记号，或者可以重新定向轴和平面。在后一种情况下，轴和平面的名称(如果它们已使用的话)可以改变(例如，如果装置沿着纵轴旋转90°，那么垂直平面可以变为水平的)。
本发明的目的是通过包括相对于彼此定向的(两个或更多个)电绕组的电磁装置来实现相邻电绕组的磁矩不共线。
在优选方案中，设备包括至少三个绕组，应优先安装在彼此相互移动的纵向方向。根据本发明，两个相邻的绕组的磁矩矢量积指向垂直平面的同一侧(垂直平面可以例如通过任何一对相邻绕组的磁矩来认定)。
在优选的实施方案中，一个或多个绕组内匝的曲率半径不小于沿内部匝数绕组移动的闭合曲线典型尺寸的10％，20％，30％，40％或50％。优选实施方案中，至少部分绕组在水平平面上的投影可能会有拉伸的形状。在一些实施方案中，设备的绕组可能在具有相同电流方向的区域中彼此机械地连接。
本发明课题还要通过使用与磁悬浮技术相关的磁悬浮跨线桥来解决。这种跨线桥至少可包括一个上述任意方案中的电磁装置。
本发明课题要通过使用与磁悬浮技术相关的磁悬浮跨线桥上行驶的车辆来解决。车辆必须包含至少一个上述任一方案中磁悬浮体电磁装置。另外，跨线桥可能包含分别用于具有电磁悬浮(emf)或电动悬架(ehd)车辆的铁磁导向装置和/或导电面。
通过本发明，取得了如下技术结果，例如在给定区域形成磁场，并且，电磁装置主要在装置的一侧产生磁场，这就意味着整个磁场的使用效率更高，并且工作区域外的其它区域中的散射场也减少了。并且，它还减轻了设备的重量。此外，根据本发明，该装置可以创造出分布在该区域的强磁场，装置本身尺寸小，拥有最少数量的绕组的扁平结构，即没有过多的通信引起强电流。
附图说明
图1示出了根据本发明而制作的两个电磁体的装置的可能版本。
图2示出了沿平行于轴线ox的两条直线上磁场的分布，并且电磁体相对于它们的中心线对称分布在上方和下方。
图3示展示出沿着两组平行线的磁场分布，这两条平行线相对于它们的中心线对称分布在众多电磁体组的上方和下方。
图4示出了根据本发明的三个电磁体的电磁装置的可能实施例。
图5示出沿着两个平行线的磁场分布，平行线沿它们的中心线对称分布在由三个电磁体组成的组件的上方和下方。
图6示出了沿着两条平行线的磁场分布，这两条平行线对称分布在位于由三个电磁体组成的组件中心线旁边的上方和下方。
图7是根据本发明的另一可能性方案——5个绕电磁装置的侧视示意图。
图8是根据本发明的另一可能性方案——9个绕电磁装置的侧视示意图。
图9示出了沿着两条平行线的磁场分布，这两条平行线对称地分布在由六个电磁体组成的电磁装置的中心线上下两侧。
图10示出了沿着两条平行线的磁场分布，这两条平行线对称地分布在由十二个电磁体组成的电磁装置的中心线上下两侧。
图11是根据本发明可能性方案的电磁装置侧视示意性图。
图12示出了沿着两条平行直线的磁场分布，它们对称地分布在由十二个电磁体组成的另一个电磁装置的中心线上下两侧。
图13在示意图中展示了本发明优选方案的电磁装置。
图14显示出根据本发明设计的电磁装置位于传导表面的可能性方案截面图。
图15显示出根据本发明设计的电磁装置可能性方案俯视图，即从图14的上方俯视。
具体实施方式
专利cn202847462中所描述结构的磁悬浮场的分布可以通过特别是扩大磁极的横截面积来实现。然而，这将导致制造强磁导轨磁极和电磁磁心材料消耗的增加，也将影响磁悬浮和整个车辆的重量的增加，并降低了系统的效率。
为减少磁芯和强磁导轨材料的消耗，可以安装附加的电磁铁线圈(绕组)，结果是使电磁铁的磁矩基本垂直于强磁导轨。在这种情况下，一方面确保了磁场分布不小于电磁铁线圈内的面积，另一方面，电磁铁的重量不仅不会增加，反而会减少。另外，由于典型的电磁线圈位于足够接近强磁导轨的位置以减少磁场的散射，所以在一些方案中，磁芯可以从电磁铁中被排除。还应该注意的是，专利cn202847462中所指出的u形电磁磁芯的位置，不仅可以位于电磁悬浮示意图中(可吸至强磁导轨)，而且也可位于电动悬浮示意图中(具有非磁性材料，如铜，铝制成的导电表面斥力)，方法是将u形磁芯的磁极改装到底部。但是，在运行过程中将电磁悬浮和电力悬浮进行切换是不可能的。
专利cn202847462配置形式的缺点在于，电磁铁一侧的磁场无法与强磁导轨(或导电表面)的相互作用，这将导致工作区中电磁场能量能效的缺乏以及作业区域外散射场的显著出现。这可导致需要增加电磁体的数量或增大其尺寸及质量来形成所需大小的磁场，同时也可导致车辆运输有效载重的减少，其中，为制造磁悬浮使用了类似定向的电磁体。
为了更有效地利用作业区域中的磁场能量，并减少作业区域外的其他区域中的寄生散射场，可以使用根据本发明制造的电磁装置(具有“旋转”磁矩矢量的电磁组件)。
根据本发明所设计的电磁装置拥有三个或更多个电磁组件，并满足以下条件：
(1)任意一对相邻电磁铁磁矩的矢量不共轴，即不平行(否则矢量积不为零)；
(2)当观测点沿一个方向(顺时针或逆时针)从一个电磁体中心移动到另一个中心时，磁矩矢量的透射在垂直的序列电磁平面xoz上单调旋转。而且旋转角度小于180°。换句话说，两个连续的电磁体磁矩的所有矢量积相对于垂直平面xoz(或在半空间y>0，或y<0)中处于一个半空间。
在图1所示的最简单的方案中，电磁装置包括彼此以一定角度放置的两个电绕组11和12(在图1中，绕组平面彼此垂直)。绕组m11和m12的磁矩11和12相应地在扁平绕组垂直于绕组平面的情况下也将相互垂直，即不共线。由这种电磁装置产生的磁场在垂直平面内与穿过绕组的纵向线不对称的(如图1所示，该装置的方向与ox轴平行)。
绕组在特殊情况下可以由一个线圈组成，但是在优选方案中，本发明的电磁装置中包括的每个绕组通常包含数匝线圈，因为这可提供最佳的电源供应量。
线圈或绕组在整个横向平面内可以是任何形状。然而，在一个优选方案中，线圈和绕组被制成无弯曲的平滑线的形式，因为在强磁场产生所需的大电流的情况下，在弯曲处将会有绕组中断的趋向。在图1所示的方案中，绕组以圆环形式进行。在优选方案中，根据本发明的绕组和线圈的曲率半径(曲率)值不少于绕组内横向尺寸的10％，20％，30％或40％，最好不小于50％。
在图1的装置中，以及在其他附图中，为了便于说明本发明，未示出导线或导体。同时，必须考虑到根据本发明设计的电磁装置可以通过使电流流过绕组(或绕组存在电流)来实现其功能，从而产生了必需的磁场。因此，在实际使用该装置的过程中，将会有连接导线或导体来供应电流。电流可以分别供应到每个绕组上，在这种情况下，可以分别改变绕组中的电流强度和/或电流方向，这使绕组交换更具灵活性，并且可以根据绕组中的电流在设备周围设置各种磁场配置形式。
在其它方案中，绕组可以互连部分或全部。这减少供应电流的导线数量，并且简化对由该装置产生的磁场配置的管理。与此同时，这也降低了磁场不同配置的灵活性。例如，如果所有绕组彼此连接，即相同的电流流过所有的绕组，那么无论电流变化如何，磁场的配置将优先保持相同，仅磁场强度和/或其方向将发生改变。在折衷方案中，绕组可以分成绕组复合体并且在复合体中相互连接(即一组绕组中的电流相同)，通过改变不同绕组组合中的电流，可以改变磁场的配置。以下描述的绕组可以在组内或组间具有绕组连接，或者在以上组中，每个绕组可以分开切换，因此，绕组和绕组复合体通常是不同的概念，尽管在一些情况下它们可能是相同的。
根据本发明设计的电磁装置目的在于形成与电磁装置外部设施间相互作用的磁场。这就意味着与电磁装置相互作用的设施不被装置所覆盖。换句话说，用于电磁装置的磁性相互作用的设施位于由任何直线连接的端点，线或曲面所限定的范围之外。
另外，根据本发明设计的电磁装置主要在一侧上形成磁场。这可以在相同质量和/或电流下增强磁性相互作用。因此，电磁装置拟相互作用的设施主要在形成磁场的一侧(最好是最大值的一侧)。
这种装置的磁场数学建模结果如图2所示。在所有曲线图中，磁感应矢量b的绝对值(模块)表示磁场的大小，并且在给出沿着ox轴的磁场的绝对大小分布的曲线图上方显示出相应的绕组位置分布。比如，在图2中，在图上方显示了绕组11和12。从图中可以看出，线21位于线22的上方。这表示上述装置附近的磁场将始终大于绝对值。
如果图1中的的几个绕组组件将沿着纵向方向(与图中ox轴重合)放置在位距旁，正如图3上部(组件侧视图)所示，那么磁场的大小将如图3中的假想的配置图象所示沿着该纵向分布，为此配置进行了计算(配置和图形以适当的比例和位置显示)。曲线31的比值显示出配置顶部的磁场强度，而曲线32则显示出配置底部的磁场强度，这表明，在组件边缘将观测到磁场的不对称性，而在中间部分，平均来说，磁场没有不对称，因为在配置的某些部分，上面的数值比下面的数值要大，而在一些地方则是相反。
因此，在图2中绘出的每个电磁装置(具有不同定向的一对电磁体)，分别赋予了磁场不对称性。但是，安装在装置旁边的纵向装置则无法提供这种特性。就这一点而言，在需要磁场不对称的那些应用中，这种装置可以在彼此间隔的距离使用，其中相邻组件的磁场将不会产生显著的影响，并且在组件附近将观察到磁场的不对称性。磁场离非必要值的距离可以是一个或多个(2,3,4,5,7,10)进入绕组装置的线性尺寸(例如，它们的横向尺寸)。
然而，在需要保证水平方向上长距离纵向(面)非对称强磁场的作用中，不能使用图3中示意的装置。因此，鉴于对图1所示装置配置的需要，它们之间的距离分布使得设备的性能可能不够强大。可以使用另一个电磁设备来解决这个问题。在该装置中，绕组的设置方式是为了在纵向方向或纵向面上在一段极大长度上提供不对称的磁场，其中包括通过在旁边放置多个附加的上述装置。
图4中示出了一个可能实现的方案，它是根据本发明设计的电磁装置。该组件包括至少三个绕组41，42和43。相邻绕组的横向平面是诸如41和42及42和43的绕组对，它们彼此成角度排列(即，不在同一平面中，不是共线的，换句话说，绕组的横向平面之间的角度大于0°且小于180°，例如从1°至179°之间)。那些不相邻的，即分开的绕组(例如，通过将其中一个绕组旋转到另一个绕组的位置)，至少一个中间绕组可位于同一个平面上，即这些绕组横向平面之间的角度可以是0°或180°，虽然这不是必需的。例如，图中的绕组41和43不相邻，因为它们被绕组42所分开。从绕组41到绕组42的过渡通过使绕组41(其横向平面有线圈)90°旋转来实现；类似地，从绕组42到绕组43的过渡也是如此。与此同时，绕组41和43可以位于同一平面内(在图4中，它平行于水平(纵向)平面xoy)。图4中所有绕组41-43(线圈所在的横向平面)正交于垂直平面xoz。
为了使电磁装置主要在一侧产生磁场，装置的绕组应当这样分布，由电流供电，使相邻绕组的磁矩矢量积的结果指向平面的同一侧，(或在某些情况下，任何情况下)该平面是由一对绕组磁矩构成的。换句话说，相邻绕组的磁矩矢量积的结果占据由任意一对绕组磁矩构成的平面的一半空间位置，该绕组是电磁装置的组成部分。
必须考虑到对于本发明来说重要的矢量产物的方向而不是其长度。因此，确定的矢量积的简化方式足以用来构建矢量，用相邻绕组的磁矩创建矢量。根据本发明，对于相邻绕组的两对或更多对磁矩，两个这种构造的矢量积应当指向(分布)由一对相邻绕组磁矩构成的平面的一侧(或者是由几对相邻绕组磁矩构成的几个平面的一侧)。
另外，可以只确定绕组磁矩的必要方向，而不确定矢量乘积和构造附加矢量。为此，两个磁矩创建一个平面，然后从该平面的同一侧(从平面划分空间的同一半空间)观察电磁装置时，进入装置的绕组磁矩的最短旋转总是或者顺时针或总是顺时针完成。例如，在图1中，绕组41-43的磁矩m41,m42和m43构成图1中的xoz平面。当xoz平面的最近边观察绕组41-43时(沿oy轴从点o沿着箭头y的方向，即从我们看图的那一侧)磁矩m41到m42的最短旋转是逆时针旋转，磁矩m42到m43的最短旋转也是逆时针旋转-这意味着根据本发明，绕组41-43(这些绕组的组合)形成电磁装置。
绕组的接近度取决于它们在组成设备的绕组组件中的位置。对于一些给定的绕组，相邻的绕组是垂直于绕组磁矩的横向平面的任一侧上最接近给定绕组的绕组。因此，给定的绕组可以有不超过两个相邻的绕组。例如绕组41和42,被认为是相邻绕组，图4中的42和43被认为是相邻绕组。在图7中，相邻的绕组是绕组71,72,72和73,73和74,74和75。相邻绕组之间(它们的横向平面之间)的过渡通过转动一个不大于135°的角度并且沿着磁矩的方向移动来实现。如果最接近的绕组处于磁矩的横向方向上，则这种绕组不能被视为相邻绕组。例如,图4中41和43是不相邻的绕组(因为它们位于同一平面内，它们的平行(共线)磁矩的矢量积为零,零矢量的方向是不确定的)，还有图7中，绕组71,73和75以及绕组72和74,绕组72和75以及绕组71和74都不是相邻绕组。
也可以提出另外一种确定相邻绕组的方式。由于本发明的电磁装置旨在用于形成磁场与装置外的对象相互作用，所述电磁装置(它还可以被称为绕组组件，线圈或电磁体)的纵向方向可以被设置，主要位于设备应与之交互的物体。在附图中，这样的纵向由ox轴线(在此示出)给出。相应地，装置的绕组将沿着纵向方向相互错开设置。
线圈的偏移可以使用不同的点来确定。在优先选项中，位移由绕组(电磁铁，线圈)的几何中心的位置确定。几何中心被认为是对称点，如果绕组为对称的产品，或等距的点或与绕组的极端点和/或表面平均等距的点。同时，纵向位移并不意味着这些电磁铁不能在其他方向上设置位移。纵向也可以是绕组位移的方向，并且相对于纵向确定的绕组磁矩之间的角度符合本发明的要求。
纵向绕组在一个方向或者是沿着纵向方向的另外一个方向上相对于给定绕组偏移最小，这样的绕组被认为是相邻绕组。例如，如果绕组的位置由其几何中心确定，则其它绕组的几何点的投影不在相邻绕组的几何点在纵向上的投影之间。
该组件的绕组可以分成两组绕组。第一组绕组位于主要平行于物体的平面内，用于与其相互作用产生磁场(例如，铁磁导向或导电表面)。在图4中，是绕组41和43，在图7中，是绕组71,73,75，在图8中是绕组81,83,85,87,89，在图11中是绕组111,113,115，在图13中是绕组131，133，135，在图14和15中是绕组141,143,145,147(在图14和15指出导电表面140。第一组并列分布的绕组(不是上述所讲的相邻绕组，由于相邻绕组只能是不同绕组群的绕组)主要具有相反方向的磁矩(在图6中，中心的绕组具有相同的方向矩，但是这些绕组属于连续分布的不同设备)。也就是说，由第一组的一个绕组形成的磁场指向与由同一个装置中并排分布的第一组绕组所产生的磁场方向相反。
通过这种绕组布置，在两个方向上形成的部分场将彼此闭合，另一部分消散。为了消除消散并确保磁场的形成仅在一侧，在组装中主要采用两(但取决于配置，可能分成三组或更多组)组绕组(在最小的实施例中，组装总共有三个绕组，第二绕组可以看成是单个绕组，例如图4中的绕组42)。在图7中，第二组绕组包括绕组72,74。在图8中包括绕组82,84,86,88，在图11中包括的绕组112,114，在图13中的包括绕组132,134，在图14和图15中包括绕组142,144,146。第二组绕组主要横向(或垂直)于第一组绕组，从而使磁矩主要平行于产生磁场(导向例如，铁磁或导电面)的对象。第二组绕组被布置在第一组绕组之间或附近，或者优先地分布在第一组电磁铁绕组的近侧，使得第二组绕组的磁矩从第一组绕组中一个指向另一个(相邻分布)。彼此相邻的第二组绕组的磁矩指向相反方向，即彼此相向。
在每个点上，不同绕组的磁场以矢量形式加在一起。因为磁场由所有绕组形成，所以产生的磁场将由以下磁场形成：位于平面，或平面小角下的绕组，该平面与目标平行，用于和作用于电磁装置的相互作用；还由垂直或与指定绕组垂直方向有一定偏差的绕组形成，因此构成电磁装置的所有元件(绕组)都有助于形成磁场。另外，利用组件中的这种绕组布置，总磁场将主要指向电磁装置的一侧，与提供磁相互作用的物体(在该图中该方向是向下的)相对。以这种方式实现了根据本发明的装置的高效率，其可以被定义为所产生磁场的大小相对于装置质量的比率。
总磁场可被利用，例如，通过吸引铁磁导向装置或从导电表面产生悬浮。由于第二组线圈(电磁铁)的存在使得第一组绕组(电磁铁)的磁场在一侧展开并引导到另一侧，与铁磁导轨或导电表面相互作用几乎是第一组绕组(电磁铁)产生的整个磁场，而第二组-由组件的所有绕组(电磁铁)产生磁场。与铁磁波导或导电表面位置相对的电磁装置的另一侧(电磁体或绕组的组装)，磁场不存在或者可以忽略不计。
为了使在纵向上有相互位移的绕组组件产生指向绕组一侧的磁场，必须使得相邻绕组的磁矩的角度和标记相同。绕组的接近度不是由组来确定的，而是由组件从绕组到绕组在纵向上的过渡来确定的。当与纵向方向ox和/或垂直(图4所指位置)平面xoz相比较时，确定角度(正或负)符号。如果从第一个矢量到第二个矢量转换时的角度逆时针计数，则这可以作为该角度的正值，如果顺时针作为负角度值(可以进行反向确定，但是确定角度符号的方法必须保持不变)。当组件以与纵向相反的方向从绕组移动到绕组时，角度改变它们的符号。组装本发明的绕组或电磁体时，相邻绕组(电磁体)的所有矢量对角度标志发生的变化相同。
图5显示出了绕组组件上方(线51)和绕组组件下方(线52)的磁场分布(它们各自的布置在图上方示意性地(作为侧视图))。可以看出，用这种方式获得电磁装置的整个过程中观察到磁场的不对称性，即51顶场值总是比52的下端值大，并且在某些位置达到超过6的值。图6显示出了两个装置以纵向位移并排安装的情况下场的分布(在镜像中)，其类似于图4所示的情况。在中心两个绕组属于不同的设备，即不进入一个设备中。显而易见的是，在由两个装置组成这种电磁装置的整个过程中保持场的不对称性。
当观察点沿着纵向从绕组到绕组时，可以看出，例如，在图7或图8中，观察到磁矩在垂直平面上旋转(旋转)，平面包括纵向确定的矢量。此旋转方向相同(顺时针或逆时针)。例如，如图7所示，绕组71到绕组75的过渡依次通过绕组72-74时，磁矩m71-m75顺时针旋转。类似地，如图8所示，通过绕组81-89有序过渡时磁矩m81-m89也顺时针旋转。旋转角度(即，矢量之间的角度)可以是不同的值，例如从45°到135°，从一对绕组到另一对绕组角度可以变化也可以保持恒定。在优选方案中，相邻绕组的磁矩对于组件中的每对相邻绕组彼此形成90°的角度，如图4,7,8,13-15所示。
如上所述，可以通过矢量积来确定绕组(磁电机)磁矩的相互取向。对于垂直平面xoz上任何一对相对于垂直平面指向同一方向的绕组组件来说两个相邻绕组磁矩的向量积(绕组，其中一个属于第一组，而另一个属于第二组)的结果也是矢量。图4垂直平面，已经提到过，含有一个纵向方向，和磁矩属于平行的平面中，或者与它稍微偏离-在任何这些实施方案中，磁矩在垂直面上是非零投影。因此，根据本发明可以定义多个垂直平面来组装绕组。在优选方案中，该平面被认为是纵向平面，绕组磁矩在其上面的投影有最大或平均最大值。正如所指出的，可以采取任意一对相邻绕组(电磁铁)的一对磁矩形成的平面，作为图4中xoz这样的垂直平面，例如绕组41和42或42和43。
尽管本发明还包括由两个或三个绕组(电磁铁，线圈)组成的装置，如图1和4所示，在优选实施方案中，使用四个，五个或更多个绕组的组件。例如，图7,11和13显示出了具有五个绕组的装置。图9是有6个绕组的曲线图，图14,15显示出具有七个绕组的装置，图8显示出了具有九个绕组的装置，图10和图12是来自由十二个绕组组成的装置的曲线图。在这样的组件中，第一组的至少一个绕组的几何中心位于第二组绕组的纵向几何中心之间，并且第二组组件的至少一个绕组的几何中心位于第一组组件绕组的纵向几何中心之间(在由三个绕组构成的组件中第二组绕组由一个绕组(替换)构成)。在一个有利的实施方案中，第一组的至少一个绕组沿着纵向位于第二组的绕组之间，并且第二组的至少一个绕组沿着纵向位于第一组的绕组之间。在该装置的一个适用实例中可包括七个，八个，九个，十个或更多的根据本发明沿着平行于纵向物体的方向分布(例如，铁磁导向装置或导电表面在提供磁悬浮的同时移动)的绕组，纵向物体附近安置电磁装置。
在图7中可以看出使得由绕组73(磁矩m73朝上)产生的磁场被绕组72和74分割(每个m72和m74的磁矩从绕组73出发指向相对于彼此不同的方向)成为两个部分，由绕组71和75包括(磁矩m71和m75指向下方)。你也可以说，在绕组73中，磁场从两侧，也就是从绕组71,72和74,75加入。在任何情况下，在绕组73中，磁场将会比绕组71和75.中的磁场更强。这意味着，图7所示的装置有5个绕组其磁场分布是不均匀的。
为了消除这种不匀称性，根据本发明的装置可以使用更多的绕组(优选单数)，例如，七个绕组如图7所示，8个绕组，如图8所示或更多。在图8中，绕组83的磁场将比绕组81的磁场的绝对张力大，由于按照磁矩m81，m82，m83,m84和m85，绕组83的磁场被分成两股绕组82和84，然后进入绕组81和85(类似于图7中的绕组71,72,73和74)。与此同时，按照磁矩m83，m84，m85，m86和m87，绕组85的磁场与绕组83和绕组87的磁场绝对幅度相等，所以绕组85的磁场被绕组84和86分成两股流，然后进入绕组83和87。按照磁矩m85，m86，m87，m88和m89绕组87的磁场也被绕组86和88分成两股流，然后进入绕组85和89，因此，绕组83，85和87的张力是相等的。由于绕组81和89的场不是分配到流中，而是分别完全通过绕组82和88进入绕组场83和87，所以绕组81和89的磁场将与绕组83,85,87的磁场处于不同的张力状态，从而产生边缘效应。因此，根据本发明一个电磁装置(在一个绕组组件中)的绕组越多，装置的长度越长，就有可能获得均匀的磁场。
在第9个图和在第10个图上造型包括6个绕组和12个绕组的磁场对装配的计算结果(在适当的图表上描写计算结果).对两个图表的隔壁绕组90°角位于，隔壁绕组的磁矩叉积向用平面分公共空间以后收到的同一的半空间(定出隔壁绕组的磁矩).在装置的上面评定磁场值的第91个线的第9个图与在装置的下面评定磁场值的第101个线的第10个图比在装置的下面评定磁场值的第92个线与第102个线更大(这个条件说关于在全装置上磁场的稳定不匀称).
本发明物的技术结果不仅磁矩位于在垂直平面上，而且偏离垂直平面(但它的投影在平面上无化为乌有)获得。所以对发明物利用确定的方便可以假定,电磁铁的磁矩用垂直平面形成有+/-45°偏离的0角或+/-45°偏离的180角(就是说矢量与平面为到45°角的绝对意义)。整个来说，技术结果可以获得如有45多角，但结果将有小值(就是说这种装置不太有效地起作用)。在这儿和别的描写上方向和平面的几何布置对相符合与图画在图纸的方便。比如，磁场在两个平面上有线分垂直平面收到的明显意义。到底，既然本发明物的基本技术结果是安排磁场的不对称性保证，就如磁矩与纵平面的角有45多角度，把发明物需要认为使用过的。在此以及在整个说明书中，在表面和几何形状的方向上仅仅为了便于符合附图中的指定图像，而不追求约束的目的-即实际上取决于电路的组件，这些平面和方向可以位于不同的方向。
特别地，所述在对通过在纵向方向上或在水平中心平面绕组中的垂直线的两个半显著值的磁场绕组的第一组，和该图是平行于平面xoz你1和4或图1中的轴和oxoy公司。13形成，并且在一个优选实施例中，当在平行于或污泥的垂直平面上的磁矩，该磁场将集中在盐酸的顶部或底部的半平面，而在另一个它可被忽略。但是，由于本发明的主要技术效果是保证了磁场的广泛不对称性，如果在纵向平面上存在绝对值大于45°的磁场角度，则会实现磁场明确完整的不对称，例如2倍，1.5次，你应该考虑使用本发明。
相同的态度利用确定角与纵方向(或第一绕组放的在第1个图和第4个图上与xoy平面平行或在第13个图上oy形成的平面的群水平面)。第一装置绕组群的磁矩在更重要的实现选择形成90°或-90°角是垂线(矢量投影等于0，就是说是点)，第2装置绕组群的磁矩形成0°或180°角是平行的或不平行的(矢量投影有最大值，重合矢量(在第4个,第7个,第8个,第13-15个图描写)。到底获得本发明物的技术结果，绕组的磁矩不但是垂线，平行的或不平行的，而且形成比别有区别的角。这种事情在第11个图描写)。在这种事情第一装置绕组111,113,114群的磁矩的投影图m111,m113和m115可以有相当不大的值，第2装置绕组112，114群的磁矩的投影图m112иm113可以有像矢量长。(在第11图描写符合于112和114)。总的说来按照本发明物对电磁的装置可以确定多数纵方向。
在第12图描写磁场的制作模型结果对包括12个绕组(4个绕组水平地位于，其他的位于在+120°或-120°角)的装置。(例子位于在图表)。装置的磁矩转动向顺时针的方向往120°上。就是说，在隔壁绕组的磁矩中间的角为120°。结果是隔壁绕组的磁矩的叉积从隔壁绕组的磁矩形成的平面走起来一个方向。计算结果放映，这种装置的磁场也有不平衡(第121个场的值比第122个场的值更大。
由于本发明物的技术结果获得,如有绕组的磁矩与纵线一起形成有90°或-90°与0°或180°不同的角度时候，为便于本发明物的利用确定可以规定第一装置绕组群的磁矩与纵线一起形成有偏转+/-45°的角度90°或有偏转+/-45°的角度-90°，第二装置绕组群的磁矩与纵线一起形成有偏转+/-45°的角度0°或有偏转+/-45°的角度180°。就是说，第一装置绕组群的磁矩可以形成角度与和方向纵成直角的方向，它的绝对值为大概45°。在那些时间第二装置绕组群的磁矩与纵线一起可以形成有它的绝对值为大概45°的角度。整个来说技术结果可以获得，如有角度的绝对值为45°多，但结果自己有更小值，就是说，这样的电磁装置不太有效地起作用。比如磁场在由于线分垂直平面收到的两个平面可以有明显意义(线从中心到向纵方向穿过(或和第二装置绕组群的磁矩平等地放的xoy水平面(在第4个图描写)),如有最好的办法是磁矩在纵平面或和纵平面平等地放时候，磁场基本上在两个半平面之一放，在别的半平面有它的小部分。以及磁场在装置与大的偏转的实现可以有不同类的或变化的信息组结构。到底，既然本发明物的技术结果是分配磁场的不对称性保证，如有角度的绝对值为45°多，就明显的，足够的磁场的不对称性时候(如一倍，半倍等等)，把发明物可以认为使用过的。
乃是(电磁铁)绕组组建的外切电磁的装置只在一个装置方使造成磁场能够(就是说，与磁场的非对称)，以及保证由于从绕组通过的电流的变化值可以改正的分布参数的磁场。由于在一(电磁铁)绕组群里也可以变化磁场不用机械移动或机械转创造的方。
除了磁场分配在绕组里边的面积，它用沿着这个方向放的第一群的绕组分配在端射方向(同时铁心可以缺乏，由于没有铁心的材料(例如：铁或钢)降低质量,降低费用组建,钢与铁心的铁磁材料饱含的程度放戒限制磁场的水平)。为了磁场分配到端射方向和邻近第一电磁铁群位于的平面(在第4个图描写与xoy水平面平行地放)，把几个排可以放在旁边。到底，这种轮廓可以创造传导电线/电缆交换的补充问题。此外如果发生在第1个图和第4个图描写的圆电磁铁可以出现枵薄包装，如用平方的，直角的，斜方形的电磁铁和有相当大弯曲的别种形式限制可以形成这些电磁铁的磁场值。因为对绕组形成用的铁丝的弯曲，所以方电磁铁可以常受效果‘截面的砸扁’的，这个情况可以导致破坏或出现绕组的提高了的电阻抗。
按照发明物为了绕组装配的平行大量的利用需要的除去，避免会引近电流的交换和能开交换的问题，以及为了保证马力大磁场的创造机会，装置绕组的部分可以有挺形式在第4个图上垂直于xoz直立面的oy轴的横向横向。在第13个图上这些方向符合于纵着第131到135个绕组拉出的oy轴(描写的绕组形式常常是粒子轨道的)。同时在这样挺直电磁铁边绕组可以有圆形式，因为在这样电磁铁的绕组没有弯曲处，以及保证可以形成强有力磁场的很大电流的无阻碍通过的机会。
如第6个图所示，按照本发明物，磁矩m131到m135位于在有这样挺绕组131到135的电磁的装置里为了装置在端射按照ox轴的方向形成。按照本发明物，放映的装置在oy轴上包括一个绕组，但是两度空间的装置在某些情况下，例如:绕组安置为了绕组的磁矩用两个方向形成需要的分配(或位于)。
在第13个图的装置比在第7个图的装置有绕组的数量，只有一个区别是绕组磁矩的回程方向。由于这个缘故在第13个图的装置与在第7个图的装置具有磁场不平衡的问题。如弟14个图与第15个图所示，为了解决这样的问题可以用很多绕组的数量。
在第14个图描写装置的剖面，并且在绕组141到147上描写电流的方向：点儿是指向观察员的电流，记号叉是从观察员动的电流。在第15个图上描写那个装置的俯视图，在那个图上用箭头也描写上描写电流的方向。按照右手定则在第14个图描写的磁矩方向m141-m147确定。在第14个图上描写的电磁系位于在在传导面140上方的高h。在第15个图上可以看，由于绕组141到147的有点长形式装置蒙上在传导面140的太半面积。
装置的补充优点在最后的选择是保证装置的紧凑，因为磁场的全分配用有高度往垂直方向的装置厚度小薄翼的动(对着端射方向与横向横向垂直安放)。装配的高度依赖第一批绕组的厚度，以及位于往垂直方向的第二批绕组的高度。按照第一批绕组的厚度，第二批绕组的高度可以创造，所以(装置)全绕组装配的厚度符合于第一批绕组的厚度。这样一来，由于这样装置的平坦组织可以收到紧凑用分给面积的很大磁场的保证，并且这样磁场位于在一边。由于电磁铁铁心的搞掉同时保证降低材料的消耗，以及降低装置的重量。
由于形成绕组的磁场需要使很大电流通过，在一个绕组的两个反方向中间和在隔壁绕组与邻位绕组的贴合边中间可以出现强有力的能力(按照安培定律)。为了绕组不变形，把它在可以包括绕组的电磁铁里需要机械地连接，电磁铁可以之间联接。包括第一(绕组)电磁铁排的电磁铁可以之间联接在内，以及第二电磁铁排的电磁铁与第一(绕组)电磁铁排的电磁铁可以之间联接。
第一绕组排可以位于往对着包括第一绕组排的平面垂直安放的方向。在第11个图描写选择第二绕组112和114排用自己几何中心可以位于在第一绕组排的平面(例如：在平面113)。在这种情况下以电流方向为在第一绕组排的部分与第二个绕组排的部分中间可以出现不同的可以有大约一样值的力量。在这种情况下，第二绕组排位与在第一绕组排之间(像第二绕组排位于在第一绕组排中间)，就按照本发明物由于磁矩的确定方向电流在第一绕组排与第二绕组排的贴合部分当同向的，所以按照安培定律在它们中间有吸引力。在第14个图描写这样选择，看来，电流方向在三个绕组的贴合部分对每三个绕组的贴合部分相合(141,142,143),(143,144,145)和(145,146,147)。由于这样情况下常常可以降低固定钢筋的要求，因为由于绕组部分与不一样电流的远度是排斥力有很大力量。
任何以上所描述之的装置部分或者全绕组在有些的实行选择被超导电磁铁创造。为了这样情况下，它们可以冷却，非出现超导性的效果不止，例如用布置在有液态氮或凝胶体的容器。这样保证可以容易地改变方向的强有力非对称的场。
按照本发明物任何以上所描述之的电磁装置在各种各样的技术方面可以适应。由于形成控制高度与方向的磁场，一个这样装配的优点是有磁浮的交通网络。按照本发明物包括装配在内在跨线桥对用磁浮动的交通工具可以适应。这样跨线桥的装置可以适应为了在跨线桥旁边创制对交通工具保证采上升力的磁场。为了装置安置这样为了是与装置绕组磁矩形成有到偏转+/-45°的+/-45°或180°角度装置的纵平面与交通工具的动方向一起形成有到+/-45°偏转的从-45°到45°或180°角度，以及(装置)装配的纵平面对着交通工具的动方向平行(在第4个图描写对着xoy水平面平行)。
按照本发明物装置也可以安置在对行跨线桥用磁浮的交通工具。装置可以在属于交通工具成分的式悬浮上利用。装置在式悬浮上利用为了在交通工具旁边形成对交通工具保证采上升力的磁场。为了磁场保证悬浮术，装置可以安置以下列方式：与装置绕组磁矩形成有到偏转+/-45°的+/-45°或180°角度的装置的纵平面形成有到+/-45°偏转的从-45°到45°或180°角度。在优点的选择下装置的平面对着交通工具行跨线桥的方向平行。同时对保证悬浮术跨线桥需要有铁磁的导向面或者传导面。
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