Читальный зал -->  Цилиндрические электромагнитные экраны 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [ 13 ] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64

ются чаще для расчета систем простейших форм. Наиболее применимым является метод оптимизации формы полюсных наконечников, простых магнитопроводов и размещения ампер-витков возбуждения. Методы синтеза поля постоянно развиваются, и будущее покажет их конкурентоспособность с диалоговыми методами, описанными в разд. 1.8.

1.10. ВЫБОР ЧИСЛЕННОГО МЕТОДА

Выбор наиболее эффективного и наиболее дешевого из рассматриваемых методов анализа и синтеза поля зависит от изменяющихся

условий и опыта. Наиболее популярными считаются в настоящее время метод конечных элементов и метод конечных разностей. Все чаще начинает использоваться метод магнитных цепей *. Однако, несмотря на достоинства метода конечных элементов [1.25, 1.26, 1.34- 1.36], для наиболее детального анализа [1.38, 1.33] все еще более целесообразен, по крайней мере в некоторых случаях, метод конечных разностей.

* Davey К. R., King Е. I. А three dimensional scalar potencial field solution and its application on the turbine generator end region. Transactions IEEE. PAS-100, 1981, № 5, p. 2302-2310.

Глава вторая ОБОЛОЧКИ И ЭКРАНЫ

2.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКРАНОВ

К экранам в широком смысле следует отнести металлические оболочки, сетки, короткозамкнутые витки и обмотки, магнитные шунты.

По критерию принципа действия различаются экраны:

электромагнитные, вытесняющие переменный поток из защищаемой зоны на основе реакции вихревых токов (например, алюминиевые экраны баков больших трансформаторов);

магнитные, действующие на основе магнитных шунтов, отводящих постоянный или переменный магнитный поток из защищаемой зоны;

электростатические, металлические или из диэлектрика [2.5], не пропускающие электрическое поле в защищаемую зону.

По критерию размещения защищаемой зоны относительно источника поля экраны разделяются на:

наружные, предохраняющие окружающую среду от проникновения поля из пространства, окруженного экраном (например, защита от ра-46

диоэлектрических помех, генерированных электрическими машинами) ;

внутренние, предохраняющие пространство, охваченное экраном, от воздействия наружного поля (например, защита измерительной аппаратуры от влияния поля земли и промышленных помех).

По критерию эффективности действия экраны могут быть:

непроницаемые (непрозрачные), в которых проникающая в них электромагнитная волна практически гасится перед противоположной стенкой экрана (например, стальные покрытия больших трансформаторов) ;

проницаемые (прозрачные), в которых проникающая в них электромагнитная волна, достигая противоположной стенки экрана, сохраняет еще достаточное с практической точки зрения значение и отражается от стенки или проникает в последующее пространство (например, электротехническая сталь сердечника).

По критерию проницаемости различаются экраны:

закрытые, в которых поле может выйти из экрана исключительно через стенку экрана;

открытые, в которых поле может огибать экран;

полузакрытые, в которых поле проникает в зону вне экрана двумя упомянутыми выше путями.

По критерию способа создания обратного действия (отталкивания) экраны могут быть:

реактивные, действующие на основе реакции вихревых токов, индуктированных возмущающим полем (например, клетки роторов, ко-роткозамкнутые витки);

компенсационные, действующие с помощью магнитного поля сторонних токов или постоянных магнитов (например, компенсационные обмотки, размагничивающие катушки кораблей).

Наиболее действенными являются непроницаемые и закрытые экраны. Однако один и тот же экран может быть открытым или закрытым в зависимости от размещения по отношению к полю. Это видно на примере экранов для трехфазных шин конечной длины (рис. 2.1,а), которые для собственного поля Фсоб. являются открытыми, а для наружного поля соседних шин Фвш закрытыми.

Аналогично магнитный экран дросселя (рис. 2.1,6) при располо-

жении зазора вдоль линии действует закрыто, при поперечном расположении зазора магнитное иоле легко выходит в окружающее пространство (открытый экран).

Стальной бак большого трансформатора для электромагнитной волны непроницаем, однако, благодаря тому, что бак является одновременно открытым экраном, энергия электромагнитного поля может беспрепятственно проникать через отверстия в бак (рис. 2.2) [1.22].

Для того чтобы экран электрической машины или другого электрического устройства был абсолютно замкнут электрически, это устройство следует полностью окружить сплошным электрически непроницаемым кожухом. Такой способ экранирования используется тогда, когда необходимо защитить окружающее пространство от радиоэлектрических помех, создаваемых электрической машиной. В этом случае, однако, провода питающей сети могут действовать как излучающие высокочастотные антенны, поэтому соответствующие высшие гармонические исключаются при помощи электрических фильтров.

При проведении полного электромагнитного расчета экрана исследуемое пространство делится натри основные части: 1) бесконечная зона снаружи экрана; 2) экранируе-

Рис. 2.1. Действие экранов в качестве закрытых (правильно) и открытых (неправильно) в зависимости от расположения по отношению к возбуждающему полю: а - экраны электромагнитные трехфазных шии; б - магнитный экран дросселя

Рис. 2.2. Линии вектора Пойнтинга

Si, иллюстрирующие проникновение поля в бак трансформатора

мая внутренняя зона; 3) внутренность стенок экрана. Для двух первых частей проводимость 7=0 и действует уравнение Лапласа (УУ=0). Внутри стенки 7=50 и действует уравнение Гельмгольца VH=aH. Для магнитостатических экранов во всех зонах 7=0.

С точки зрения способа определения постоянных в уравнениях типа (1.10), (1.11), описывающих поле в экране и его окружении, следует различать два основных условия в зависимости от расположения возмущающего поля относительно защищаемого пространства.

Возмущающее наружное поле. Такое поле на достаточном удалении от экрана приобретает форму данного возмущающего поля, т. е. поле реакции (отклик) экрана исчезает. Внутри экранируемого пространства поле не может возрастать до бесконечности.

Возмущающее внутреннее поле. Такое поле на достаточном удалении от экрана в наружном пространстве исчезает до нуля, внутри оно имеет конечное значение. Наружное и внутреннее поля припасовываются на основе граничных условий.

Такое объединение уравнений электромагнитного поля (1.10) и (1.11) для всего пространства, основанное на граничных условиях (1.57) и (1.58), является наиболее общим способом нахождения постоянных интегрирования. В большинстве случаев задачу можно упростить, используя аналогию с

длинной линией, при помощи метода зеркальных отражений и т. п.

2.2. ПЛОСКИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЭКРАНЫ

2.2.1. Непроницаемые экраны. Металлические стенки, толщина которых много больше глубины проникновения электромагнитной волны в металл (см. рис. 1.6), могут при расчетах рассматриваться как металлическое полупространство (рис. 2.3), на поверхность которого перпендикулярно падает плоская электромагнитная волна. Это предположение также применимо, если на поверхность экрана со стороны диэлектрика падает плоская волна под некоторым углом, поскольку в соответствии с (1.51) внутри металла волна распространяется практически всегда перпендикулярно.

Электромагнитная волна в экране при синусоидальных процессах и линейной среде (jA=const, 7=const) удовлетворяет уравнениям (1.13), решение которых имеет форму (1.15) -(1.27). Таким образом, амплитуды напряженности магнитного и электрического полей и плотности тока в непроницаемом экране уменьшаются и по мере проникновения определяются в соответствии с уравнениями

(2.1)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [ 13 ] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.