Сравнительный анализ эффективности экранов

На рис. 3.1 и 3.2 построены графики зависимостей эффективности, рассчитанных экранов при различных толщинах t их стенок и различных частотах f электромагнитного поля помехи.

Результаты анализа эффективности магнитостатических экранов.

1. Эффективность растет с ростом толщины стен экрана. Так, например, увеличение толщины стенки t с 3 до 10 мм приводит независимо от материала экрана к росту эффективности в о.е. более чем в 3 раза.

2. Большое влияние на эффективность оказывает материал экрана (его относительная дифференциальная магнитная проницаемость ). Так, например, для одинаковых по геометрическим размерам магнитостатических экранов из серого чугуна ( = 215 о.е.) и стали электротехнической марки 2011 ( = 2070 о.е.) эффективность в о.е. (при значении толщины t = 0,005 м) для стали 2011 составляет 116 о.е., тогда как для чугуна только 13 о.е., что в 8,9 раза больше (см. табл. 3.1 и 3.2).

3. Из графиков рис. 3.1 видно, что при одинаковой эффективности, например, =30 дБ магнитостатических экранов, выполненных из чугуна и стали 2011 при одинаковых заданных геометрических размерах, a, b и с, толщина стенки экрана из стали 2011 составляет примерно t = 0,0015 м,
а для чугунного экрана около t = 0,014 м. При этом масса чугунного экрана примерно в 8 раз больше, чем аналогичного экрана из стали 2011.

Рис. 3.1. Графики зависимостей эффективности магнитостатического экрана от толщины t его стенок, изготовленных из различных материалов:

1 – серый чугун; 2 – электротехническая сталь марки 2011

Результаты анализа эффективности электромагнитных экранов.

1. Эффективность растет с ростом толщины стенки экрана. Так, например, увеличение толщины стенки t с 0,05×10^–3 до 0,5×10^–3 м при f = 100×10³ Гц приводит к увеличению эффективности в о.е. экрана из меди с 51,5 до 515 о.е., а экрана из латуни – с 12,3 до 123 о.е.

Рис. 3.2. Графики зависимостей эффективности электромагнитного экрана
от толщины t его стенок и частот f электромагнитного поля помехи для
различных материалов экранов:

––– –электротехническая медь (кривая 1 для f = Гц; кривая 2 для f = Гц; кривая 3 для f = Гц); – – – – латунь марки Л-68 (кривая 4 для f = Гц; кривая 5 для f = Гц; кривая 6 для f = Гц)

2. Из приведенных данных очевидно, что кратность увеличения эффективности с ростом толщины его стенки t не зависит от материала экрана.

3. Однако само значение эффективности существенно зависит от свойств материала экрана (в частности, от удельной электрической проводимости ). Так, например, для рассматриваемого экрана с толщиной стенки t = 0,5 мм, изготовленного из меди и латуни при f = 100×10³ Гц эффективность составляет соответственно 515 и 123 о.е.

4. Эффективность сильно зависит от частоты электромагнитного поля помехи. Так, например, для рассматриваемого экрана из меди толщиной t = 0,5×10^-3м увеличение частоты помехи с f = 10×10³ Гц до f =100×10³ Гц приводит к увеличению эффективности с 51,5 до 515 о.е. Кратность увеличения равна 10.

5. Кратность увеличения эффективности при росте частоты электромагнитной помехи не зависит от свойств материала экрана. Так, например, для рассматриваемого экрана, сделанного из латуни, толщиной t = 0,5×10^–3 м увеличение частоты помехи с f = 10×10³ Гц до f = 100×10³ Гц приводит к увеличению эффективности с 12,3 до 123 о.е. Кратность увеличения равна 10. Для подтверждения сделанного вывода сравним полученную кратность с кратностью, полученной в п. 4, которая тоже равна 10.

6. Анализ графика рис. 3.2 позволяет заключить, что использование в качестве материала экрана меди вместо латуни позволит снизить массу экрана. Так, например, при одинаковой эффективности =50 дБ f = 100×10³ Гц толщина стенки медного экрана t = 0,4 мм, а латунного – t = 1,3 мм, что приводит к увеличению массы латунного экрана, по сравнению с медным, более чем в 3 раза.

Тема 4. ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЕТ ТРЕХПРЕДЕЛЬНОГО
СТРЕЛОЧНОГО МИКРОАМПЕРМЕТРА ПОСТОЯННОГО ТОКА