Расчет электромагнитной совместимости

Экранированием называется локализация электромагнитной энергии в определенном пространстве за счет ограничения распространения ее всеми возможными способами.

Из этого определения следует, что в понятие экрана входят как детали механической конструкции, так и электротехнические детали фильтрующих цепей и развязывающих ячеек, ибо только их совместное действие дает необходимый результат.

Определение необходимости той или иной степени экранирования данной электрической цепи, так же как и определение достаточности того или иного вида экрана, почти не поддается техническому расчету, потому что известные теоретические решения отдельных простейших задач оказываются не применимыми к сложным электрическим цепям, состоящим из произвольно расположенных в пространстве элементов, излучающих электромагнитную энергию в самых разнообразных направлениях. Для расчета экрана пришлось бы учитывать влияние всех этих отдельных излучений, что невозможно. Поэтому от конструктора, работающего в этой области, требуется особенно ясное понимание физического действия каждой экранирующей детали, ее относительного значения в комплексе деталей экрана и умение выполнять ориентировочные подсчеты эффективности экрана.

Известно, что частота работы КЛ не значительна (в пределах 200 Гц). Это означает, что возникающее при работе поле будет мало и соответственно не требуется разработка экрана. Но согласно исходной схеме электрической принципиальной монтажные провода должны быть экранированные, чтобы не возникли наводки между ними.

Металлические экраны, наложенные поверх изолированных жил, защищают их от взаимного влияния и от влияния внешнего поля. Заряды на жилах, размещенных внутри экрана, индуцируют на его внутренней поверхности заряды, равные первым по величине, но противоположные по знаку. При этом на внешней поверхности экрана сосредоточиваются заряды, равные по величине и знаку зарядам жил. Заряды, расположенные вне экрана, не влияют на электрическое состояние жил кабеля, так как поле этих зарядов во внутреннем пространстве компенсируется полем зарядов, индуцированных на внешней поверхности металлического экрана.

По принципу действия экраны подразделяются на электростатические, магнитостатические и электромагнитные. Электростатические и магнитостатические экраны действуют благодаря повышенным электро и магнитопроводности применяемых материалов. Эти экраны эффективны лишь в области низких частот. В области высоких частот требуемый эффект достигается применением электромагнитных экранов, действие которых основано на отражении электромагнитных волн от поверхности экрана и затухания высокочастотной энергии в толще металлического экрана. Затухание энергии в экране обусловлено тепловыми потерями на вихревые токи. Чем выше частота передаваемой энергии и толще экран; тем больше затухание в экране. Отражение энергии от экрана связано с несоответствием волновых характеристик изоляционного материала и металлического экрана. Чем больше они различаются, тем сильнее сказывается эффект экранирования за счет отражения.

На рис. 1.4.1 изображена схема прохождения электромагнитной энергии через экран. Электромагнитная энергия поля помех W, достигнув экрана, частично проходит через него, затухая при этом в толще его, а частично отражается. Отраженная энергия на границе изоляция - экран обозначается W01 . На второй границе (экран - изоляция) происходит вторичное отражение энергии (W02 ), и лишь остаток энергии (Wэ ) проникает в заэкранированное пространство. В результате прохождения энергии через экран величина ее уменьшается от W до Wэ . В действительности процесс более сложный: энергия многократно отражается от границ изоляция - экран - изоляция.

Читайте также

Проектирование модуля управления трехфазным асинхронным двигателем
В настоящее время создано множество схем управления двигателями переменного напряжения. При этом делается большой акцент на применение в этих схемах специальных унифицированных микросхем ...

Проектирование РЭА
При конструкторском проектировании РЭА (радиоэлектронной аппаратуры) решаются задачи, связанные с поиском наилучшего варианта конструкции, удовлетворяющего требованиям технического задан ...

Проектирование радиоприемного устройства с учетом научно-технического прогресса
Радиоприемное устройство является частью системы передачи сообщений, использующей для этого энергию радиоволн. Оно предназначено для улавливания, преобразования и использования электрома ...