Эффективность экранирования

Наружный диаметр коллектора связан с наружным диаметром якоря и конструкцией коллектора (с петушками или без петушков) . Коллекторы без петушков применяют в якорях с полузакрытыми пазами в тех случаях, когда концы проводов обмотки могут быть заложены в канавки, выфрезерованные в пластинах коллектора. Возможность эта определяется величиной произведения led, которое не должно превышать 9 мм (здесь с — число элементарных проводов в эффективном проводнике; d — диаметр неизолированного провода, мм). При больших значениях этого произведения, а также в якорях с открытыми и прямоугольными проводами применяют коллектор с петушками.

ской документации в виде чертежа, который называют схемой обмотки. При вычерчивании схем принят ряд условностей: чертеж с изображением схемы обмотки выполняется без соблюдения масштаба и не отражает никаких соотношений размеров маишны и обмотки и ее частей; каждая катушка изображается одной линией независимо от числа витков в ней и элементарных проводников в каждом эффективном проводнике; все катушки изображают в одной пл'эскости и т.п.

где с/,,3 диаметр одного изолированного провода; п^л — число элементарных проводников в одном эффективном проводнике; wc — число витков в секции; мп — число секционных сторон в пазу; k3 -коэффициент заполнения паза изолированными проводниками: k3 -= 0,68 -гО,72; &из — толщина пазовой изоляции.

Наружный диаметр коллектора связан с наружным диаметром якоря и конструкцией коллектора (с петушками или без петушков). Коллекторы без петушков применяют в якорях с полузакрытыми пазами в тех случаях, когда' концы проводов обмотки могут быть заложены в канавки, выфрезерованные в пластинах коллектора. Возможность эта определяется величиной произведения 2cd, которое не должно превышать 9 мм (здесь с — число элементарных проводов в эффективном проводнике; d — диаметр неизолированного провода, мм). При больших значениях этого произведения, а также в якорях с открытыми и прямоугольными проводами применяют коллектор с петушками.

Неравномерность распределения тока проявляется только в пределах данного элементарного проводника (см. кривую распределения плотности тока / по сечению элементарных проводников). Она получается большей в сечениях элементарных проводников, расположенных в зоне более интенсивного поля рассеяния (т. е. ближе к зазору). Однако даже в этих сечениях элементарных проводников неравномерность распределения тока получается значительно меньшей, чем в сплошном эффективном проводнике (ср. 31-1, а и б). Плотность тока У на периферии элементарного проводника сравнительно мало отличается от средней плотности тока

поэтому потери в транспонированном эффективном проводнике получаются существенно меньшими, чем в сплошном того же сечения. Коэффициент kK может быть рассчитан в этом случае по (31-3) — (31-6), причем число элементарных проводников по высоте паза равно тэ = и„са, где и„ — число эффективных транспонированных проводников по высоте паза (обычно и„ = 2).

катушки путем «скручивания» части эффективных проводников. На 31-4 показана двухвитковая катушка с двумя элементарными проводниками в эффективном проводнике (са = 2, ип = 2). Элементарные проводники эффективного проводника электрически соединяются друг с другом (спаиваются) на входе и на выходе катушки.

где d,,3 —диаметр одного изолированного провода; пэл — число элементарных проводников в одном эффективном проводнике;

С увеличением мощности машин уменьшается число эффективных проводов в пазу и увеличивается их сечение. И при мощности машин более 60—80 кВт получить необходимое сечение эффективного проводника, соединив параллельно несколько круглых проводников, не представляется возможным. Обмотка, имеющая более 6—8 элементарных круглых проводов в одном эффективном проводнике, становится нетехнологичнсй, поэтому обмотку выполняют из прямоугольного провода.

тушка изображается одной линией независимо от числа витков в ней и элементарных проводников в каждом эффективном проводнике; все катушки изображают в одной плоскости и т. п.

где dm — диаметр одного изолированного провода; пэп — число элементарных проводников в одном эффективном проводнике; wc — число витков в секции; и„ — число секционных сторон в пазу; к3 — коэффициент заполнения паза изолированными проводниками: к3 - 0,68...0,72; Ът — толщина пазовой изоляции по (11.18).

Если при разработке конструкции аналогового узла указанные меры по обеспечению электромагнитной совместимости окажутся недостаточными, то осуществляют экранирование, уменьшающее перекрестные помехи в требуемое число раз. Однако это увеличивает сложность аппаратуры, ее габариты, массу, стоимость. Экранирование заключается в локализации электромагнитной энергии в определенном пространстве. Поглощая и отражая поток электромагнитной энергии, создаваемой источниками поля, экран отводит его от защищаемой области. Эффективностью экранирования (Э) называют отношение напряжений, токов, напряжен-ностей электрического и магнитного полей в экранируемой области при отсутствии и при наличии экрана: 3 = U/U' = I/I' = = ?/?" = Я/Я'. В технике проводной связи эту величину принято оценивать в неперах: В = In Э = 0,115Л. В радиотехнике эффективность экранирования (экранное затухание) оценивают в децибелах:

и В ( 2.55) приводит к замыканию емкостей С1 и С2 на землю, а емкость Спар уменьшается до Спар (за счет увеличения длины силовых линий поля между точками А и В). Эффективность экранирования Э = Спар/ С пар.

Если установка крышки блока увеличивает емкость С'т„ между точками А и В (за счет емкостей Сх, С2, С3, 2.5о, а), экран плохо соединен с землей или имеет значительную индуктивность соединительного проводника ( 2.56, 6), то эффективность экранирования резко снижается.

Эффективность экранирования электростатического поля не зависит от толщины и металла экрана, так как токи, протекающие по нему, малы. Часто электростатические экраны выполняют в

С ростов* частоты возрастает роль вихревых токов, происходит вытеснение магнитного поля из толщи экрана, что эквивалентно уменьшению магнитной п^рон:и:и;аегчлости, и экран^ переходит в электромагнитный реэким^ работы. 14<1агнитный экран одинаково пригоден для защиты от воздействия внешнего магнитного поля и внешнего простран:ства от ллагнитного поля, созданного источниколл внутри экрана. "Эффективность экранирования магнитостатическим экраном можно определить, по формуле G) = 1 -+- \±dI Г> , где ц —относительная магнитная проницаемость.

повышать эффективность экрана, применяя материалы с большим значением ц или многослойные конструкции тонких экранов, а не увеличивая толщину. Так, если вместо стали взять пермаллой с (.1 = 5000, то при той же толщине экрана эффективность экранирования возрастает в 3...5 раз. Конструктивно расстояние между экранирующими оболочками принимают равным расстоянию между первой оболочкой и ближайшим краем экранируемого объекта.

0,5...1,5 мм действует весьма эффективно, а на частотах выше 10 МГц медная и тем более серебряная фольга толщиной около 0,1 мм дает значительный экранирующий эффект, что делает целесообразным использование фольгированного диэлектрика. При выборе материала экрана и его толщины необходимо учитывать не только электрические свойства материала, но и его механическую прочность, массу, коррозионную стойкость, удобство изготовления, обеспечение надежного контакта с шиной нулевого потенциала, теплоотвод и т. д. На низких частотах, когда толщина экрана d меньше глубины проникновения 5, поверхностный эффект можно не учитывать и эффективность экранирования определять по приближенной формуле

На высоких частотах при d>5 действуют оба фактора и эффективность экранирования можно определить по приближенной формуле

Эффективность работы экранов, выполненных из различных материалов, приведена на 7-3. Как видно из рисунка, в области низких частот при экранировании магнитных полей следует использовать экран из магнитных материалов. Из выражения для ослабления поля за счет поглощения Л„ = !псп k№t\, где ?„= 1/"/шца, видно, что при стремлении ю к 0 ch-vl и эффективность экранирования должна равняться нулю. Однако на очень низких частотах и в постоянном магнитном поле эффективность экранирования будет определяться явлением стягивания магнитного поля в среду с большей магнитной проницаемостью (экран) и эффективно будет работать экран только из магнитного материала. Для оценки этого явления можно воспользоваться формулой

но, что при увеличении толщины экрана эффективность экранирования возрастает. Это будет происходить до тех пор, пока не установится соотношение ^»Го-, при этом дальнейшее увеличение толщины экрана не приведет к существенному выигрышу в экранировании. Отсюда можно сделать вывод, что ослабление постоянного магнитного поля не может быть больше 5 = Нб.э///.., = 0,22^ при однослойном экранировании. Если использовать многослойное экранирование, то суммарная эффективность будет равна произведению эффективности экранирования каждым слоем.

Эффективность экранирования низкочастотного электрического поля будет определяться электропроводностью материала экрана и качеством соединения экрана с корпусом. При стекании электростатических зарядов с экрана по соединению экран — корпус на последнем будет возникать потенциал, пропорциональный сопротивлению этого участка. Чем меньше сопротивление, тем меньше будет потенциал экрана по отношению к корпусу и, следовательно, тем выше будет эффективность экранирования.