СНИЖЕНИЕ УРОВНЯ ТЕХНОГЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ ВНУТРИ ЗАДАННОЙ ОБЛАСТИ ПРОСТРАНСТВА МЕТОДАМИ АКТИВНОГО ЭКРАНИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ АЛГОРИТМОВ СТОХАСТИЧЕСКОЙ МУЛЬТИАГЕНТНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ

B. I. Kuznetsov, T. B. Nikitina, A. V. Voloshko

Анотація


Мета. Розробка методу синтезу систем активного екранування техногенного магнітного поля промислової частоти в середині заданої області простору, а також синтез і оцінка ефективності синтезованих систем активного екранування магнітного поля. Методика. Розроблено математичну модель розрахунку компонент вектора індукції магнітного поля, створюваного струмопроводами ліній електропередачі (ЛЕП) або генераторними струмопроводами електростанцій, а також керуючими обмотками магнітних виконавчих органів на підставі закону Біо - Савара - Лапласа. Струмопроводи приймалися у вигляді набору елементарних ділянок струмопроводів, що дозволяє розраховувати магнітне поле струмопроводів практично будь-якої форми, відмінної від ідеальних прямих ліній, або прямокутників і, зокрема, враховувати провисання струмопроводів ЛЕП. Результати. Синтез систем активного екранування техногенного магнітного поля промислової частоти зведений до вирішення задачі нелінійного програмування з обмеженнями, у якій обчислення цільової функції і обмежень виконується на підставі закону Біо - Савара - Лапласа. Сформульована задача нелінійного програмування є багатоекстремальною і вирішується стохастичним мультиагентним методом на основі оптимізації роєм часток, в якому частки рою переміщуються в багатовимірному просторі пошуку. Наукова новизна. Вперше розроблено метод синтезу систем активного екранування техногенного магнітного поля промислової частоти за допомогою керованих джерел магнітного поля шляхом вирішення задачі нелінійного програмування з обмеженнями на основі стохастичної мультиагентної оптимізації роєм часток. Практична значимість. Наведені приклади синтезу систем активного екранування техногенного магнітного поля промислової частоти і показана висока ефективність синтезованих систем.

Ключові слова


техногенне магнітне поле промислової частоти; система активного екранування; синтез; стохастична мультиагентна оптимізація

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Active Magnetic Shielding (Field Cancellation). Available at: http://www.emfservices.com/afcs.html (accessed 10 September 2012).

Beltran H., Fuster V., García M. Magnetic field reduction screening system for a magnetic field source used in industrial applications. 9 Congreso Hispano Luso de Ingeniería Eléctrica (9 CHLIE), Marbella (Málaga, Spain), 2005, pр. 84-99.

Celozzi S., Garzia F. Active shielding for power-frequency magnetic field reduction using genetic algorithms optimization. IEE Proceedings – Science, Measurement and Technology, 2004, Vol.151, no.1, pp. 2-7. doi: 10.1049/ip-smt:20040002.

Ter Brake H.J.M., Wieringa H.J., Rogalla H. Improvement of the performance of a mu -metal magnetically shielded room by means of active compensation (biomagnetic applications). Measurement Science and Technology, 1991, Vol. 2(7), pp. 596-601. doi: 10.1088/0957-0233/2/7/004.

Yamazaki K., Kato K., Kobayashi K. MCG Measurement in the environment of active magnetic shield. Neurology and Clinical Neurophysiology, 2004, Vol. 40, pp. 1-4.

Celozzi S. Active compensation and partial shields for the power-frequency magnetic field reduction. Conference Paper of IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility. Minneapolis (USA), 2002, Vol. 1, pp. 222-226. doi: 10.1109/isemc.2002.1032478.

Shenkman A., Sonkin N., Kamensky V. Active protection from electromagnetic field hazards of a high voltage power line. HAIT Journal of Science and Engineering. Series B: Applied Sciences and Engineering, Vol. 2, Issues 1-2, pp. 254-265.

Ter Brake H.J.M., Huonker R., Rogalla H. New results in active noise compensation for magnetically shielded rooms. Measurement Science and Technology, 1993, Vol. 4, Issue 12, pp. 1370-1375. doi: 10.1088/0957-0233/4/12/010.

Kazuo Kato, Keita Yamazaki, Tomoya Sato, Akira Haga, Takashi Okitsu, Kazuhiro Muramatsu, Tomoaki Ueda, Masahito Yoshizawa. Shielding effect of panel type active magnetic compensation. IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials, 2005, Vol. 125, Issue 2, pp. 99-106. doi: 10.1541/ieejfms.125.99.

Rozov V.Yu., Assyirov D.A. Method of external magnetic field active shielding of technical objects. Tekhnichna elektrodynamikaTechnical electrodynamics, 2006, no.3, pp. 13-16. (Rus).

Rozov V.Yu., Assyirov D.A., Reytskiy S.Yu. Technical objects magnetic-field closed loop compensation systems with different feed-backs forming. Tekhnichna elektrodynamikaTechnical electrodynamics, 2008, no.4, pр. 97-100. (Rus).

Rozov V.Yu., Reutskyi S.Yu. Pyliugina O.Yu. The method of calculation of the magnetic field of three-phase power lines. Tekhnichna elektrodynamikaTechnical electrodynamics, 2014, no.5, pp. 11-13. (Rus).

Nikolova N.K., Bakr M.H. Electromagnetics I. Matlab Experiments Manual for EE2FH3. Department of Electrical and Computer Engineering McMaster University, 2012. 96 р.

Clerc M. Particle Swarm Optimization. London, ISTE Ltd., 2006. 244 p. doi: 10.1002/9780470612163.

Gazi V., Passino K.M. Swarm Stability and Optimization. Springer, 2011. 318 p. doi: 10.1007/978-3-642-18041-5.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Active Magnetic Shielding (Field Cancellation). http://www.emfservices.com/afcs.html.

  2. Beltran H., Fuster V., García M. Magnetic field reduction screening system for a magnetic field source used in industrial applications // 9 Congreso Hispano Luso de Ingeniería Eléctrica (9 CHLIE), Marbella (Málaga). – 2005. – pр. 84-99.

  3. Celozzi S., Garzia F. Active shielding for power-frequency magnetic field reduction using genetic algorithms optimization // IEE Proceedings – Science, Measurement and Technology. – 2004. – Vol. 151. – № 1. – pp. 2-7.

  4. Ter Brake H.J.M., Wieringa H.J., Rogalla H. Improvement of the performance of a mu -metal magnetically shielded room by means of active compensation (biomagnetic applications) // Measurement Science and Technology. – 1991. – Vol. 2(7). – pp. 596-601.

  5. Yamazaki K., Kato K., Kobayashi K. MCG Measurement in the environment of active magnetic shield // Neurology and Clinical Neurophysiology. – 2004. – Vol. 40. – pp. 1-4.

  6. Celozzi S. Active compensation and partial shields for the power-frequency magnetic field reduction // Conference Paper of IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility. Minneapolis (USA). – 2002. – Vol. 1. – pp. 222-226.

  7. Shenkman A., Sonkin N., Kamensky V. Active protection from electromagnetic field hazards of a high voltage power line // HAIT Journal of Science and Engineering. Series B: Applied Sciences and Engineering. – Vol. 2. – Issues 1-2, pp. 254-265.

  8. Ter Brake H.J.M., Huonker R., Rogalla H. New results in active noise compensation for magnetically shielded rooms // Measurement Science and Technology. – 1993. – Vol. 4. – Issue 12. – pp. 1370-1375.

  9. Kazuo Kato, Keita Yamazaki, Tomoya Sato, Akira Haga, Takashi Okitsu, Kazuhiro Muramatsu, Tomoaki Ueda, Masahito Yoshizawa. Shielding effect of panel type active magnetic compensation // IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials. – 2005. – Vol. 125. – Issue 2. – pp. 99-106.

  10. Розов В.Ю. Ассуиров Д.А. Метод активного экранирования внешнего магнитного поля технических объектов // Технічна електродинаміка. – 2006. – №3. – С. 13-16.

  11. Розов В.Ю. Ассуиров Д.А. Реуцкий С.Ю. Замкнутые системы компенсации магнитного поля технических объектов с различными способами формирования обратных связей // Технічна електродинаміка. – 2008. – №4. – С. 97-100.

  12. Розов В.Ю., Реуцкий С.Ю., Пилюгина О.Ю. Метод расчета магнитного поля трехфазных линий электропередачи // Технічна електродинаміка. – 2014. – №5. – С. 11-13.

  13. Nikolova N.K., Bakr M.H. Electromagnetics I. Matlab Experiments Manual for EE2FH3 // Department of Electrical and Computer Engineering McMaster University, 2012. – 96 р.

  14. Clerc M. Particle Swarm Optimization. – London: ISTE Ltd, 2006. – 244 p.

  15. Gazi V., Passino K.M. Swarm Stability and Optimization. – Springer, 2011. – 318 p.




DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2015.3.06

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2015 B. I. Kuznetsov, T. B. Nikitina, A. V. Voloshko


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)