Исследование системы активного экранирования магнитного поля постоянных токов

Исследование системы активного экранирования магнитного поля постоянных токов

Приведены результаты исследования эффективности экранирования магнитного поля постоянных токов с помощью системы контуров с током, расположенных на поверхности, охватывающей источники магнитного поля....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2007
1. Verfasser: Ассуиров, Д.А.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2007
Schriftenreihe:Електротехніка і електромеханіка
Schlagworte:
Теоретична електротехніка
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142853
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Исследование системы активного экранирования магнитного поля постоянных токов / Д.А. Ассуиров // Електротехніка і електромеханіка. — 2007. — № 2. — С. 63-64. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-142853
record_format dspace
spelling nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1428532025-02-09T23:26:16Z Исследование системы активного экранирования магнитного поля постоянных токов Research on an active DC magnetic field shielding system Ассуиров, Д.А. Теоретична електротехніка Приведены результаты исследования эффективности экранирования магнитного поля постоянных токов с помощью системы контуров с током, расположенных на поверхности, охватывающей источники магнитного поля. Наведені результати дослідження ефективності екранування магнітного поля постійних струмів за допомогою системи контурів зі струмом, які розташовані на поверхні, що оточує джерела магнітного поля. The paper presents results of research into efficiency of DC magnetic field shielding by means of a current loop system, the current loops located on the surface enveloping magnetic field sources. 2007 Article Исследование системы активного экранирования магнитного поля постоянных токов / Д.А. Ассуиров // Електротехніка і електромеханіка. — 2007. — № 2. — С. 63-64. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 2074-272X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142853 621.317.44:621.316.761.2 ru Електротехніка і електромеханіка application/pdf Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Теоретична електротехніка
Теоретична електротехніка
spellingShingle Теоретична електротехніка
Теоретична електротехніка
Ассуиров, Д.А.
Исследование системы активного экранирования магнитного поля постоянных токов
Електротехніка і електромеханіка
description Приведены результаты исследования эффективности экранирования магнитного поля постоянных токов с помощью системы контуров с током, расположенных на поверхности, охватывающей источники магнитного поля.
format Article
author Ассуиров, Д.А.
author_facet Ассуиров, Д.А.
author_sort Ассуиров, Д.А.
title Исследование системы активного экранирования магнитного поля постоянных токов
title_short Исследование системы активного экранирования магнитного поля постоянных токов
title_full Исследование системы активного экранирования магнитного поля постоянных токов
title_fullStr Исследование системы активного экранирования магнитного поля постоянных токов
title_full_unstemmed Исследование системы активного экранирования магнитного поля постоянных токов
title_sort исследование системы активного экранирования магнитного поля постоянных токов
publisher Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
publishDate 2007
topic_facet Теоретична електротехніка
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142853
citation_txt Исследование системы активного экранирования магнитного поля постоянных токов / Д.А. Ассуиров // Електротехніка і електромеханіка. — 2007. — № 2. — С. 63-64. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
series Електротехніка і електромеханіка
work_keys_str_mv AT assuirovda issledovaniesistemyaktivnogoékranirovaniâmagnitnogopolâpostoânnyhtokov
AT assuirovda researchonanactivedcmagneticfieldshieldingsystem
first_indexed 2025-12-01T16:52:24Z
last_indexed 2025-12-01T16:52:24Z
_version_ 1850325542888275968
fulltext Теоретична електротехніка Електротехніка і Електромеханіка. 2007. №2 63 УДК 621.317.44:621.316.761.2 ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АКТИВНОГО ЭКРАНИРОВАНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПОСТОЯННЫХ ТОКОВ Ассуиров Д.А., к.т.н. Научно-технический центр магнетизма технических объектов НАН Украины Украина, 61106, Харьков, ул. Индустриальная, 19, тел./факс: (0572) 99-21-62, e-mail: magnetizm@kharkov.com Наведені результати дослідження ефективності екранування магнітного поля постійних струмів за допомогою сис- теми контурів зі струмом, які розташовані на поверхні, що оточує джерела магнітного поля. Приведены результаты исследования эффективности экранирования магнитного поля постоянных токов с помощью системы контуров с током, расположенных на поверхности, охватывающей источники магнитного поля. ВВЕДЕНИЕ Обеспечение электромагнитной совместимости электротехнического оборудования (ЭО) с окружаю- щей средой неразрывно связано с проблемой сниже- ния его внешнего магнитного поля (МП) [1-3]. Акту- альность этой проблемы приобретает все большее значение в связи с постоянным ростом единичной и удельной мощностей ЭО и ужесточением экологиче- ских требований. Для снижения постоянного МП ЭО широко ис- пользуется пассивное экранирование, которое заклю- чается в размещении вокруг ЭО экранирующих ме- таллических оболочек с высокой магнитной прони- цаемостью. Эффективность такого экранирования тем выше, чем больше толщина экранирующей оболочки и магнитная проницаемость ее материала. Однако практическое достижение высокой эффективности пассивного экранирования МП ограничивается требо- ваниями к массогабаритным параметрам экранирую- щих элементов и их стоимости. Перспективным методом снижения постоянного МП ЭО является метод активного экранирования [4], который основан на компенсации МП ЭО на некото- рой замкнутой поверхности, охватывающей ЭО, с помощью системы контуров с током, расположенных на этой поверхности. Экранирующие свойства такой системы контуров определяются геометрическими параметрами поверхности, на которой они распола- гаются, количеством контуров, а также алгоритмом управления токами этих контуров. К принципиаль- ным достоинствам метода относится возможность достижения высокой степени экранирования МП ЭО при ограниченных массогабаритных параметрах эк- ранирующих элементов. В докладе рассмотрена система активного экра- нирования (САЭ) внешнего МП ЭО, возбуждаемого постоянным электрическим током, в которой компен- сация МП производится на замкнутой поверхности кубической формы, и приведены результаты исследо- вания ее экранирующих свойств в зависимости от количества контуров с током, используемых для ком- пенсации МП. ОПИСАНИЕ САЭ И АЛГОРИТМА ЕЕ РАБОТЫ САЭ представляет собой совокупность N оди- наковых квадратных контуров с регулируемым током – магнитных исполнительных органов (МИО), кото- рые образуют N независимых каналов управления САЭ. МИО расположены равномерно встык друг с другом на поверхности S кубической формы, кото- рая охватывает ЭО или его часть с замкнутым линей- ным постоянным током эоI – источником внешнего МП ЭО. Величина и пространственное расположение тока эоI предполагаются известными. Обозначим через ijU скалярный потенциал МП МИО j -го канала управления в заданной точке iQ участка поверхности SSi ∈ , ограниченного контуром МИО i -го канала управления, а через iU эо - скаляр- ный потенциал МП тока эоI в той же точке iQ . То- гда, согласно [4], можно записать следующую систе- му линейных уравнений компенсации скалярного по- тенциала МП тока эоI на поверхности S ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ =++++ =++++ =++++ ,0... ...................................................... ;0... ;0... эо21 2эо22221 1эо11211 NNNNN N N UUUU UUUU UUUU (1) где jijij IpU ⋅= ; iii IpU эоэоэо ⋅= ; π⋅ Ω −= 4 ij kijp ; π⋅ Ω −= 4 эо эо i kp ; ijΩ и iэоΩ - телесные углы, под кото- рыми видны из точки iQ соответственно контур МИО j -го канала управления и ток эоI . Если внешнее МП ЭО создается системой посто- янных токов, то в уравнениях (1) под скалярным по- тенциалом iU эо следует понимать скалярный потен- циал МП, создаваемый системой этих токов. Необходимо также заметить, что компенсация скалярного потенциала МП тока эоI на поверхности S в соответствии с (1) будет полной только в точках iQ ),...,2,1( Ni = . В других точках поверхности S компенсация скалярного магнитного потенциала бу- дет тем выше, чем большее количество МИО будет размещено на этой поверхности. Преобразуя систему уравнений (1) и переходя к ее векторно-матричной форме записи, получим сле- 64 Електротехніка і Електромеханіка. 2007. №2 дующее уравнение компенсации скалярного потен- циала МП тока эоI на поверхности S 0эоэо =⋅+⋅ IPI rr P , (2) где T NIIII ],...,,[ 21= r - вектор-столбец токов МИО; T NpppP ],...,,[ эо2эо1эоэо = r - вектор-столбец коэффи- циентов kpэо ; NNNN N N ppp ppp ppp ... ............ ... ... 21 22221 11211 =P - квадратная матрица ко- эффициентов kip . Решение уравнения (2) относительно вектора I r неизвестных токов МИО эоэо 1 IPI ⋅⋅−= − rr P , (3) где 1−P - матрица, обратная матрице P , дает закон управления токами МИО, обеспечиваю- щий компенсацию скалярного потенциала МП тока эоI на поверхности S и, соответственно, в простран- стве вне этой поверхности. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКРАНИРУЮЩИХ СВОЙСТВ САЭ Для исследовании экранирующих свойств САЭ вокруг нее выделялась специальная контрольная по- верхность кS кубической формы, расположенная симметрично относительно экранирующей поверхно- сти S на расстоянии A , равном половине длины ребра куба поверхности S . На этой поверхности в заданных контрольных точках (по 9 на каждой грани поверхности) определялась напряженность МП при выключенной и включенной САЭ. Источник МП ЭО имитировался квадратным контуром с током эоI со стороной A , размещенным в центре САЭ. Эффективность экранирования ЭK МП ЭО на контрольной поверхности кS определялась раздельно для каждой из ее граней ( 6к2к1к ...,,, SSS ), как отно- шение максимальных значений напряженности МП в контрольных точках грани поверхности при отклю- ченной и включенной САЭ. Дополнительно, для воз- можности косвенной оценки эффективности экрани- рования МП ЭО на больших расстояниях L от ЭО, для которых выполняется условие AL >> , рассчиты- вался коэффициент MMK компенсации магнитного момента ЭО, определяемый как отношение магнитно- го момента тока ЭО к суммарному магнитному мо- менту токов ЭО и МИО. В таблице приведены параметры ЭK и MMK , определенные для САЭ с различным количеством МИО N на экранирующей поверхности S для двух вариантов положения контура с током эоI : когда сто- роны контура параллельны сторонам одной из граней поверхности S (отмечено знаком "=") и когда плос- кость контура составляет угол 45º с двумя параллель- ными гранями поверхности S и угол 90º с другими гранями этой поверхности (отмечено знаком "∠ "). Таблица Результаты определения экранирующих свойств САЭ ЭK 2к1к , SS 4к3к , SS 6к5к , SS MMK Кол-во МИО ( N ) = ∠ = ∠ = ∠ = ∠ 1×6=6 2.7 3.2 2.7 2.3 2.6 2.3 16 7 4×6=24 21 17 21 12 14 12 23 19 9×6=54 27 29 27 46 54 46 46 49 16×6=96 49 49 49 75 91 75 79 81 25×6=150 72 73 72 113 139 113 117 120 Из приведенных данных следует, что эффектив- ное экранирование МП ЭО обеспечивается уже при 6=N (ослабление МП ЭО в 2,3 – 2,7 раз на кон- трольной поверхности кS и в 7 - 16 раз в дальней зо- не) и возрастает с дальнейшим увеличением количе- ства МИО. При 150=N МП ЭО ослабляется на кон- трольной поверхности в 72 – 113 раз, а в дальней зоне в 117 - 120 раз. В рамках настоящего исследования проверялись также экранирующие свойства САЭ при отсутствии МИО на отдельных участках поверхности S . В част- ности, при наличии МИО только на двух гранях по- верхности S , параллельных плоскости контура с то- ком эоI , ослабление МП тока на контрольной по- верхности кS со стороны этих граней составило ве- личину более 5 раз при общем количестве МИО на обеих гранях 8=N , что свидетельствует о возможно- сти достаточно эффективного экранирования МП ЭО в ближних локальных зонах внешнего пространства при незамкнутой поверхности экранирования S САЭ. ВЫВОДЫ Проведенное исследование САЭ показало воз- можность достижения высокой эффективности экра- нирования МП постоянных токов ЭО при ограничен- ных массогабаритных параметрах экранирующих элементов, что подтверждает основные теоретические положения метода активного экранирования, изло- женные в [4]. ЛИТЕРАТУРА [1] Проблемы электромагнитной совместимости и расчет- ного уровня электромагнитных помех: Симпозиум, Санкт-Петербург, 1993 // Электричество.-1994. - № 1. - С. 78. [2] Григорьев Б.П. Актуальные проблемы снижения физи- ческих полей судов // Труды международной конферен- ция по судостроению. Секция А. Судовая электродина- мика, магнетизм и гидрофизика. – Санкт-Петербург: Изд-во ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 1994. – С. 3–7. [3] Электромагнитные поля в биологии и медицине. Моно- графия / Новак П. – Днепропетровск: Пороги, 2004. - 392 с. [4] Розов В.Ю., Ассуиров Д.А. Метод активного экраниро- вания внешнего магнитного поля технических обьектов. Технічна електродинаміка. – 2006. - Тематичний випуск "Проблеми сучасної електротехніки". Частина 3. Київ, 2006. С.13-16. Поступила 03.08.2006

Ähnliche Einträge