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電磁屏蔽
被動屏蔽和主動屏蔽
根據(jù)干擾源相對于屏蔽體的位置(在屏蔽體的內(nèi)部或外部).可分為主動屏蔽與被動屏蔽。電磁屏蔽的原理許多人不了解電磁屏蔽的原理,認(rèn)為只要用金屬做一個箱子,然后將箱子接地,就能夠起到電磁屏蔽的作用。若屏蔽體用來防止干擾場進(jìn)入被屏蔽空間,這種屏蔽結(jié)構(gòu)稱為被動屏蔽。若干擾源在屏蔽體內(nèi)部,屏蔽體用來防止干擾場泄露到外部空間,則稱這種屏蔽結(jié)構(gòu)為主動屏蔽。主動屏蔽不適用于高頻,而專門用于低頻。被動屏蔽體多用于屏蔽對象與干擾源相距較遠(yuǎn)的場合,如屏蔽室等。
在電磁場(電磁波)中,導(dǎo)體表面將要吸收、損耗電磁場的能量,使得電磁場的傳播從導(dǎo)體表面往里面是指數(shù)式衰減的(即電場和磁場的振幅是指數(shù)式衰減),這種現(xiàn)象就是趨膚效應(yīng)。因此,接地良好及選擇良導(dǎo)體做為屏蔽體是電屏蔽能否起作用的兩個關(guān)鍵因素。利用趨膚效應(yīng)即可阻止高頻電磁波進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部,以實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽,因此可采用適當(dāng)厚度的金屬來制作電磁屏蔽罩。 由于趨膚電流是一種渦流,所以電磁屏蔽又稱為渦流屏蔽。
為了獲得有效的電磁屏蔽效果,導(dǎo)體屏蔽層的厚度必須接近電磁場的趨膚深度。電磁屏蔽在電磁場(電磁波)中,導(dǎo)體表面將要吸收、損耗電磁場的能量,使得電磁場的傳播從導(dǎo)體表面往里面是指數(shù)式衰減的(即電場和磁場的振幅是指數(shù)式衰減),這種現(xiàn)象就是趨膚效應(yīng)。電導(dǎo)率越高的材料,趨膚深度就越小。對于500kHz的廣播頻率,銅和鋁的趨膚深度分別約為0.094mm和0.12mm ,因此銅片和鋁片就能夠?qū)崿F(xiàn)較好的屏蔽了;對于更高頻率的電磁場,還可以使用更薄的材料。
對于高頻電磁場,一般不采用鐵磁材料,因?yàn)殍F磁材料有較大的磁滯損耗和渦流損失,會造成諧振回路品質(zhì)因數(shù)(Q值)下降,站較多的是采用高電導(dǎo)率材料的電磁屏蔽。
電磁屏蔽(electromagnetic shield )是指利用導(dǎo)電材料或鐵磁材料制成的部件對大容量汽輪發(fā)電機(jī)定子鐵心端部進(jìn)行屏蔽,以降低由定子繞組端部漏磁在結(jié)構(gòu)件中引起的附加損耗與局部發(fā)熱的措施。隨著數(shù)值計(jì)算方法的不斷完善,有限元法及有限時域差分法已開始被用于復(fù)雜屏蔽體效能的計(jì)算。在通信方面屏蔽就是對兩個空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離,以控制電場、磁場和電磁波由一個區(qū)域?qū)α硪粋€區(qū)域的感應(yīng)和輻射。具體講,就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統(tǒng)的干擾源包圍起來,防止干擾電磁場向外擴(kuò)散;用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來,防止它們受到外界電磁場的影響。
電磁屏蔽的基本要點(diǎn)
靜電屏蔽應(yīng)具有兩個基本要點(diǎn),即完善的屏蔽體和良好的接地。因?yàn)殍F磁材料的磁導(dǎo)率比空氣的磁導(dǎo)率要大幾千倍,所以空腔的磁阻比鐵磁材料的磁阻大得多,外磁場的磁感應(yīng)線的絕大部份將沿著鐵磁材料壁內(nèi)通過,而進(jìn)入空腔的磁通量較少。電磁屏蔽不但要求有良好的接地,而且要求屏蔽體具有良好的導(dǎo)電連續(xù)性,對屏蔽體的導(dǎo)電性要求要比靜電屏蔽高得多。因而為了滿足電磁兼容性要求,常常用高導(dǎo)電性的材料作為屏蔽材料,如銅板、銅箔、鋁板、鋁箔、鋼板或金屬鍍層、導(dǎo)電涂層。在實(shí)際的屏蔽中,電磁屏蔽效能更大程度上依賴于機(jī)箱的結(jié)構(gòu),即導(dǎo)電的連續(xù)性。機(jī)箱上的接縫、開口等都是電磁波的泄漏源。穿過機(jī)箱的電纜也是造成屏蔽效能下降的主要原因。解決機(jī)箱縫隙電磁泄漏的方式是在縫隙處用電磁密封襯墊。電磁密封襯墊是一種導(dǎo)電的彈性材料,它能夠保持縫隙處的導(dǎo)電連續(xù)性。常見的電磁密封襯墊有導(dǎo)電橡膠、雙重導(dǎo)電橡膠、金屬編織網(wǎng)套、螺旋管襯墊、定向金屬導(dǎo)電橡膠等。