|
Программные системы и вычислительные методы
Правильная ссылка на статью:
Коробейников А.Г., Исмагилов В.С., Копытенко Ю.А., Птицына Н.Г.
Измерительные системы магнитных полей в электромобилях для анализа электромагнитной безопасности
// Программные системы и вычислительные методы.
2013. № 4.
С. 384-396.
URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=63914
Коробейников А.Г., Исмагилов В.С., Копытенко Ю.А., Птицына Н.Г. Измерительные системы магнитных полей в электромобилях для анализа электромагнитной безопасности
Аннотация:
Электрификация дорожного транспорта в настоящее время является одним из приоритетных направлений развития науки, технологий и техники. Одной из труднейших задач, вставшей перед всеми производителями электромобилей, является проблема обеспечения электромагнитной безопасности пользователей и электромагнитной совместимости различных устройств находящихся в транспортных системах. Кроме того, имеется озабоченность населения и средств массовой информации по поводу возможных рисков для здоровья и безопасности движения из-за воздействия электромагнитных полей, генерируемые сильными токами, текущими в электропроводах и кабелях электрического автотранспорта. Дополнительно отмечается, что эти токи и генерируемые ими магнитные поля также могут представлять риск для электромагнитной совместимости различных электротехнических средств и электронных устройств электромобиля. В связи с этим, измерение и оценка магнитных полей, а также определение их топологии в электрическом автомобиле в реальном масштабе времени является актуальной задачей. В работе проводится сравнительный анализ методов детектирования магнитных полей в электромобиле с учетом выявленных специфических особенностей этих полей. В статье рассмотрена задача определения основных характеристик магнитных полей в электромобиле. На основании этих характеристик сделан вывод, что наиболее перспективными датчиками магнитного поля для целей электромагнитной безопасности в электромобиле являются традиционные для геофизики магнитостатические датчики, а также современные датчики на основе гигантского импеданса.
Ключевые слова:
магнитное поле, детекторы магнитного поля, измерение магнитного поля, дорожный транспорт, гибридный автомобиль, электрический автомобиль, электромагнитные поля, экология, электромагнитная безопасность, электромобиль
Abstract: of road transport is currently one of the priority areas in science, technology
and engineering. One of the most complicated tasks for all manufactures of electric
vehicles is the problem of providing electromagnetic safety of users of the cars and ensuring the
electromagnetic compatibility of all devices located in the vehicle. In addition there is a concern
among citizens and media about the possible health risks and traffic safety due to eff ects
of electromagnetic fields, generated by strong currents in the power lines and cables of electric
vehicles. It is also noted that such currents and the magnetic fields generated by them may also
pose a risk for various electromagnetic compatibility of electrical and electronic equipment
of the electric car. In this regards the measuring and evaluation of magnetic fields along with
the determination of their topology in the electric car in real time is highly important task. The
article present a comparative analysis of the methods for the detection of magnetic fields in an
electric car appropriate to identified specific features of these fields. The authors review the task
of defining the main characteristics of magnetic field in the electric car. Based on these characteristics
the authors concluded that the most perspective magnetic field sensors for the purposes
of electromagnetic safety in the electric car are traditional geophysics magnetostatic sensors and modern sensors based on giant impedance.
Keywords: magnetic field, magnetic field detectors, measuring of the magnetic field, road transport, hybrid car, electric car, electromagnetic fields, ecology, electromagnetic safety, electric cart
Эта статья может быть бесплатно загружена в формате PDF для чтения. Обращаем ваше внимание на необходимость соблюдения авторских прав,
указания библиографической ссылки на статью при цитировании.
Скачать статью
Библиография
1. Птицына Н.Г., Копытенко Ю. А., Исмагилов В.С., Коробейников А.Г., Электромагнитная безопасность электротранспортных систем: основные источники и параметры магнитных полей//Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.-Санкт-Петербург: СПБНИУ ИТМО, 2013.-Вып. 84.-№
2. Анализ и синтез сложных систем.-С.65-71.-180 с.-ISSN 2226-1494. 2. Pike Research. A part of Navigant, 2012, http://www.pikeresearch.com/. Дата последнего доступа 24.01.2014
3. Muc A.M., Electromagnetic Fields Associated with Transportation Systems, Radiation Health and Safety Consulting, Contract Report 4500016448, Air Health Effects Division, Healthy Environments and Consumer Safety Branch Health, Canada, 2002
4. Halgamuge, M. N., C. D. Abeyrathne and P. Mendis. Measurements performed in electric trains-Comparison with ICNIRP Limit & Laboratory Experiments. “Measurement and Analysis of Electromagnetic Fields from Trams, Trains and Hybrid Cars”, Radiation Protection Dosimetry, Vol. 141, Issue 3, pp 255-268, 2010.
5. Птицына Н.Г., Виллорези Дж., Копытенко Ю.А. Тясто М.И. Магнитные поля на электротранспорте и экология человека//Санкт-Петербург, Изд. Нестор-История. 2010. 120 c.
6. А.Г. Коробейников, Н.Г. Птицына, В.С. Исмагилов, Ю.А. Копытенко Вычисление топологии магнитного поля в электромобиле с использованием фазово-градиентного метода // Программные системы и вычислительные методы.-2013.-1.-C. 45-55. DOI: 10.7256/2305-6061.2013.01.4
7. Snyder M. Magnetic Shielding for Electric Vechicles. Program Review. Contract DAAE07-93-C-R107. Army TACOM, Chrysler Corp. 1995.
8. Ptitsyna N., Ponzetto A. Magnetic Fields Encountered in Electric Transport: Rail Systems, Trolleybus and Cars. IEEE Conference Publications. Proceedings of the Electromagnetic Compatibility (EMC EUROPE), 2012 International Symposium on Fields, Waves & Electromagnetics, Rome, Italy, 17-21 Sep., P.1 – 5, 2012. DOI 10.1109/ EMCEurope.2012.6396901 . 2012.
9. Lenz J.E. A Review of Magnetic Sensors, Proc IEEE, Vol. 78, No. 6:973-989. 1990
10. Bartland T., Caruso M., Schneider R., Smith C. A New Perspective on Magnetic Field Sensing. Sensors. Electric/Magnetic, December 1, 1998.
11. Janicke J.M. The Magnetic Measurement Handbook, New Jersey: Magnetic Research Press. 1994
12. Ramsden E. Sept. «Measuring Magnetic Fields with Fluxgate Sensors,» Sensors:87-90. 1994.
13. Ripka P. «Review of Fluxgate Sensors,» Sensors and Actuators A, 33:129-141. 1996.
14. Сергеев В.Г., Шихин А.Я. Магнитоизмерительные приборы и установки//М. Энерогоиздат, Электроизмерительные приборы; Вып. 24. 152 С.,1982.
15. Kopytenko Y.A., Kopytenko E.A., Amosov L.G., Zaitsev D.B., Voronov P.M., Timoshenkov Y.P., Magnetovariation complex MVC-2. Proc. of VI Workshop on Geomagnetic Observatory Instruments, Data Acquisition and Processing. Dourbes, Belgium, 1994.
16. Hirota, E., Sakakima, H., Inomata, K. Giant Magneto-Resistance Devices. Springer, 2002, P. 30, 177 p. , ISBN 978-3-540-41819-1
17. Муковский Я. М. Получение и свойства материалов с колоссальным магнетосопротивлением // Рос. хим. ж. , 2001, Т. XLV, № 5-6, С. 32-41.
18. Нагаев Э. Л. Манганиты лантана и другие магнитные проводники с гигантским магнитосопротивлением //Успехи физических наук. 1996, Т. 166, № 8, С. 833-858. DOI:10.3367/UFNr.0166.199608b.0833
19. Никитин С. А. Гигантское магнитосопротивление // Соросовский обозревательный журнал. 2004, Т. 8, № 2, С. 92-98.
20. Chappert C., Fert A. and Nguyen Van Dau F. (2007). «The emergence of spin electronics in data storage». Nature Materials 6: 813–823. DOI:10.1038/nmat2024.
21. Coehoorn R. Novel Magnetoelectronic Materials and Devices. Giant magnetoresistance and magnetic interactions in exchange-biased spin-valves. Lecture Notes. Technische Universiteit Eindhoven (2003).
22. Panina LV, Mohri K. Magneto-impedance effect in amorphous wires. Appl Phys Lett; 65: 1189-91. 1994.
23. Beach R, Berkowitz A. Giant magnetic field dependent impedance of amorphous FeCoSiB wire. Appl Phys Lett; 64: 3652-4. 1994
24. Gudoshnikov S., Zhukova A., Zhukova A., Sitnov Yu. Correlation of magnetic properties and Giant magnetoimpedance characteristics of Co-rich amorphous microwires. Phis. Status Solidi, A 206, No. 4, P. 625-629, 2009.
25. Cobeno AF, Zhukov A, Blanco JM, Gonzalez J. Giant magnetoimpedance effect in CoMnSiB amorphous microwires. J Magn Mater; 234: L359-65. 2001.
26. Honkura Y. Development of amorphous wire type MI sensors for automobile use. J Magn Magn Mater; 249: 375-81. 2002.
27. Zhukova V, Ipatov M, Zhukov A. Thin magnetically soft wires for magnetic microsensors. Sensors; 9: 9216-40. 2009.
28. Geliang Yu., Chao Х., Hong X. Design of a GMImagneticsensor based on longitudinal excitation. Sensors and Actuators A: Physical. Vol 161, Issues 1–2, pp 72–77, 2010
References
1. Ptitsyna N.G., Kopytenko Yu. A., Ismagilov V.S., Korobeynikov A.G., Elektromagnitnaya bezopasnost' elektrotransportnykh sistem: osnovnye istochniki i parametry magnitnykh poley//Nauchno-tekhnicheskiy vestnik informatsionnykh tekhnologiy, mekhaniki i optiki.-Sankt-Peterburg: SPBNIU ITMO, 2013.-Vyp. 84.-№
2. Analiz i sintez slozhnykh sistem.-S.65-71.-180 s.-ISSN 2226-1494. 2. Pike Research. A part of Navigant, 2012, http://www.pikeresearch.com/. Data poslednego dostupa 24.01.2014
3. Muc A.M., Electromagnetic Fields Associated with Transportation Systems, Radiation Health and Safety Consulting, Contract Report 4500016448, Air Health Effects Division, Healthy Environments and Consumer Safety Branch Health, Canada, 2002
4. Halgamuge, M. N., C. D. Abeyrathne and P. Mendis. Measurements performed in electric trains-Comparison with ICNIRP Limit & Laboratory Experiments. “Measurement and Analysis of Electromagnetic Fields from Trams, Trains and Hybrid Cars”, Radiation Protection Dosimetry, Vol. 141, Issue 3, pp 255-268, 2010.
5. Ptitsyna N.G., Villorezi Dzh., Kopytenko Yu.A. Tyasto M.I. Magnitnye polya na elektrotransporte i ekologiya cheloveka//Sankt-Peterburg, Izd. Nestor-Istoriya. 2010. 120 c.
6. A.G. Korobeynikov, N.G. Ptitsyna, V.S. Ismagilov, Yu.A. Kopytenko Vychislenie topologii magnitnogo polya v elektromobile s ispol'zovaniem fazovo-gradientnogo metoda // Programmnye sistemy i vychislitel'nye metody.-2013.-1.-C. 45-55. DOI: 10.7256/2305-6061.2013.01.4
7. Snyder M. Magnetic Shielding for Electric Vechicles. Program Review. Contract DAAE07-93-C-R107. Army TACOM, Chrysler Corp. 1995.
8. Ptitsyna N., Ponzetto A. Magnetic Fields Encountered in Electric Transport: Rail Systems, Trolleybus and Cars. IEEE Conference Publications. Proceedings of the Electromagnetic Compatibility (EMC EUROPE), 2012 International Symposium on Fields, Waves & Electromagnetics, Rome, Italy, 17-21 Sep., P.1 – 5, 2012. DOI 10.1109/ EMCEurope.2012.6396901 . 2012.
9. Lenz J.E. A Review of Magnetic Sensors, Proc IEEE, Vol. 78, No. 6:973-989. 1990
10. Bartland T., Caruso M., Schneider R., Smith C. A New Perspective on Magnetic Field Sensing. Sensors. Electric/Magnetic, December 1, 1998.
11. Janicke J.M. The Magnetic Measurement Handbook, New Jersey: Magnetic Research Press. 1994
12. Ramsden E. Sept. «Measuring Magnetic Fields with Fluxgate Sensors,» Sensors:87-90. 1994.
13. Ripka P. «Review of Fluxgate Sensors,» Sensors and Actuators A, 33:129-141. 1996.
14. Sergeev V.G., Shikhin A.Ya. Magnitoizmeritel'nye pribory i ustanovki//M. Enerogoizdat, Elektroizmeritel'nye pribory; Vyp. 24. 152 S.,1982.
15. Kopytenko Y.A., Kopytenko E.A., Amosov L.G., Zaitsev D.B., Voronov P.M., Timoshenkov Y.P., Magnetovariation complex MVC-2. Proc. of VI Workshop on Geomagnetic Observatory Instruments, Data Acquisition and Processing. Dourbes, Belgium, 1994.
16. Hirota, E., Sakakima, H., Inomata, K. Giant Magneto-Resistance Devices. Springer, 2002, P. 30, 177 p. , ISBN 978-3-540-41819-1
17. Mukovskiy Ya. M. Poluchenie i svoystva materialov s kolossal'nym magnetosoprotivleniem // Ros. khim. zh. , 2001, T. XLV, № 5-6, S. 32-41.
18. Nagaev E. L. Manganity lantana i drugie magnitnye provodniki s gigantskim magnitosoprotivleniem //Uspekhi fizicheskikh nauk. 1996, T. 166, № 8, S. 833-858. DOI:10.3367/UFNr.0166.199608b.0833
19. Nikitin S. A. Gigantskoe magnitosoprotivlenie // Sorosovskiy obozrevatel'nyy zhurnal. 2004, T. 8, № 2, S. 92-98.
20. Chappert C., Fert A. and Nguyen Van Dau F. (2007). «The emergence of spin electronics in data storage». Nature Materials 6: 813–823. DOI:10.1038/nmat2024.
21. Coehoorn R. Novel Magnetoelectronic Materials and Devices. Giant magnetoresistance and magnetic interactions in exchange-biased spin-valves. Lecture Notes. Technische Universiteit Eindhoven (2003).
22. Panina LV, Mohri K. Magneto-impedance effect in amorphous wires. Appl Phys Lett; 65: 1189-91. 1994.
23. Beach R, Berkowitz A. Giant magnetic field dependent impedance of amorphous FeCoSiB wire. Appl Phys Lett; 64: 3652-4. 1994
24. Gudoshnikov S., Zhukova A., Zhukova A., Sitnov Yu. Correlation of magnetic properties and Giant magnetoimpedance characteristics of Co-rich amorphous microwires. Phis. Status Solidi, A 206, No. 4, P. 625-629, 2009.
25. Cobeno AF, Zhukov A, Blanco JM, Gonzalez J. Giant magnetoimpedance effect in CoMnSiB amorphous microwires. J Magn Mater; 234: L359-65. 2001.
26. Honkura Y. Development of amorphous wire type MI sensors for automobile use. J Magn Magn Mater; 249: 375-81. 2002.
27. Zhukova V, Ipatov M, Zhukov A. Thin magnetically soft wires for magnetic microsensors. Sensors; 9: 9216-40. 2009.
28. Geliang Yu., Chao Kh., Hong X. Design of a GMImagneticsensor based on longitudinal excitation. Sensors and Actuators A: Physical. Vol 161, Issues 1–2, pp 72–77, 2010
|
© 1998 – 2024 Nota Bene. Publishing Technologies. NB-Media Ltd.
