Учёт магнитного поля системы электроснабжения энергоёмкого технического объекта

В работе показан подход и результат учета взаимного влияния бортовых подсистем сложного технического объекта по цепям питания постоянным током. Под техническим объектом в данном случае понимается мобильное энергоемкое средство такое, как летательный аппарат, надводное или подводное судно, или железнодорожный локомотив с сильными магнитными полями. Целью работы является создание простого и наглядного инструмента математического моделирования вектора магнитного поля в произвольно заданной точке наблюдения. Это решение позволит добиться повышения точности магнитных измерений на борту, в частности, в задачах навигации. Отмечены недостатки коммерческих программ аналогичного назначения. Описана привязка объектов рассмотрения к общей системе координат, показан и детально описан аналитический алгоритм вычисления вектора магнитного поля, создаваемого бортовой кабельной сетью, имеющей выраженную 3D-траекторию. Приведены примеры визуализации результатов моделирования. Для решения задачи использован алгоритм вычисления вектора индукции на основе закона Био – Савара. Рассмотрен конкретный силовой кабель бортовой сети заданный набором прямолинейных проводников с током. Намечены пути совершенствования созданного алгоритма с переходом от одной точки наблюдения к карте поля в заданной трехмерной зоне произвольного положения, объема и ориентации. Полученный результат рассматривается как элемент процедуры достижения электромагнитной совместимости энергоемких и высокочувствительных подсистем современного сложного технического объекта.

индукция, магнитное поле, бортовая кабельная сеть, технический объект, прямолинейный проводник

1. Кузнецов А.В. Элементарная электротехника. М.: ДМК-Пресс; 2018. 700 с. ISBN 978-5-97060-577-6

2. Попов Н.А. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. М.: Прометей; 2015. 48 с. ISBN 978-5-99058-869-1

3. Коршунова Л.Н. Магнитные явления. Магнитная индукция. Сила Ампера. Сила Лоренца. Электромагнитная индукция. М.: Контур-М; 2005. 95 с. ISBN 5-98642-013-6

4. Каку М. Физика будущего. M.: Альпина нон-фикшн; 2012. 582 с. ISBN: 978-5-91671-164-6

5. Распространение радиоволн, под ред. О.И. Яковлева. М.: URSS: ЛЕНАНД; 2009. 491 с. ISBN 978-5-9710-0183-6

6. Планк М. Введение в теоретическую физику. Часть 3. Теория электричества и магнетизма. М.-Л.: ГТТИ, 1933.

7. Henry W. Electromagnetic Compatibility Engineering. Wiley; 2009. 880 р. ISBN 978-0470189306

8. Алешкевич В.А. Электромагнетизм. М.: ФИЗМАТЛИТ; 2014. 404 c. ISBN 978-5-9221-1555-1

9. Weston D.A. Electromagnetic Compatibility: Methods, Analysis, Circuits, and Measurement, Third Edition. CRC Press; 2016. 1184 p. ISBN 978-1482299502

10. Детлаф А.А., Яворский Б.М., Милковская Л.Б. Курс физики. Т. 2. Электричество и магнетизм (4-е издание). М.: Высшая школа; 1977. 375 с.

11. Джексон Дж. Классическая электродинамика. М.: Мир; 1965. 702 c.

12. Железняков В.В. Электромагнитные волны в космической плазме. Генерация и распространение. М.: Наука; 1977. 432 c.

13. Паршаков А.Н. Электромагнетизм в ключевых задачах. М.: Интеллект; 2019. 288 c. ISSN 978-5-91559-269-7

14. Попов А.Г. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. М.: Прометей; 2015. 46 c. ISBN 978-5-9905886-9-1

15. Бондарев Б.В., Калашников Н.П., Спирин Г.Г. Курс общей физики: в 3 кн. Книга 2. Электромагнетизм. Волновая оптика. Квантовая физика. М.: Изд-во Юрайт; 2019. 441 с. ISBN 978-5-9916-1754-3

16. Williams T. EMC for Product Designers. Newnes, 2016. 552 p. ISBN 978-0081010167

17. Blood E.B. Device for quantitatively measuring the relative position and orientation of two bodies in the presence of metals utilizing direct current magnetic fields: Pat. 4945305 US. Appl. № US07/336,342. Publ. 31.07.1990.