浅析电子设备的电磁兼容技术(3)
3.3.2低频磁场屏蔽。设有两个相互靠近的电路,其中一个电路所产生磁通的一部分与另一电路相交链,其频率越高感应电压越大,为避免这种相互影响,采取磁场屏蔽。对于恒定磁场和低频磁场,利用高导磁率的铁磁材料来实现屏蔽,即将磁力线限制在磁阻很小的磁屏蔽导体内部,可获得良好的屏蔽效果。
3.3.3电磁屏蔽。对于高频电磁干扰的屏蔽是通过反射或吸收的方法来承受或排除电磁能的,电磁干扰穿过一种介质而进入另一种介质时,其中一部分被反射。电磁波在空气和屏蔽交界面上未被反射的电磁能量将进入屏蔽层,感应出电流I2R损耗而被吸收。
屏蔽层所能吸收的能量A,取决于干扰场的频率、屏蔽材料的厚度、导电率以及导磁率。其可用下式表示:
式中;A——为吸收能量(分贝)
t——为屏蔽层的厚度
F——为干扰场的频率
G——为相对于铜的导电率
q——为相对于磁铁的导磁率
任何结构的金属都是良好的电磁干扰吸收材料,增加屏蔽物的厚度,可以增加电磁干扰的吸收量。在低频时其反射量小,且不受屏蔽层厚度的影响,故只能增加屏蔽层的吸收量来增大总屏蔽量。在高频时,铜及铝等导电材料制成的屏蔽层的反射量大于钢,另外,由于铁磁材料屏蔽物在高频时,铁磁介质损耗很大,而铜和铝等导电材料的吸收量大,磁力线穿过导电屏蔽层时,在导体中产生感应电势,此电势在屏蔽层内部短路而产生涡流,涡流又产生反向磁力线,以抵消穿过屏蔽层的磁力线,从而起到了屏蔽作用。
3.4接地技术
目前在我国应用的各种自动化装置的接地种类繁多,归纳起可分为以下几类:
3.4.1.供电电源中性点的工作地,是指稳定的供电系统中性点电位的接地。
3.4.2.防雷保护接地,是指在雷雨季节为防止雷电过电压的保护接地。
3.4.3.安全保护地,是指为防止接触电压及跨步电压危害人身和设备安全,而设置的自动化装置的金属外壳的接地。
3.4.4.直流系统地(又称为逻辑地、工作地),它为自动化装置各个部分、各个环节提供稳定的基准电位(一般是零点位)。这个地可以接大地,也可以仅仅是一个公共点。系统地如果与大地不相连,即系统地处于悬浮工作状态,称之为浮空地。
3.4.5.屏蔽地,屏蔽地是为抑制各种干扰信号而设置的,屏蔽的种类很多,但都需要可靠的接地,屏蔽地就是屏蔽网络的接地。
尽管由自动化装置构成的控制系统中,其自动化装置是由不同公司生产的,各公司的产品对接地的种类规定及接地电阻的阻值要求不尽相同,但设备的系统地要求比其它几种接地要求要严格得多,并有越来越高的趋势。为了避免诸“地”间相互干扰,上述几种地都应设置各自独立的接地网络。其接地线必须采用绝缘铜导线,连接到统一的接地点,以形成一个共同的电位点。
在自动化控制系统接地设计中必须要遵循一点地的原则:因系统有多台自动化设备构成,整个系统必须只能在一处接地,因为系统接地线和接地电阻都不可能为零,尤其是在高频或瞬变状态下更是如此;另外,当有大电流从接地极注入大地时,接地极极其附近的大地电位升高,如有多点地则会出现接地点间的电位差,形成干扰。即使是同一台设备中的系统地线,也应遵守一点地原则,否则形成接地环路,各点之间的接地电位差将会形成干扰被引入其它电路。为了研究上述各种接地系统间的关系,分析接地网体系的诸多因素及降低接地电阻的有效途径和具体方法,近年来“自动化装置接地工程学”作为一门崭新的学科,受到自动化控制领域的重视,也为自动化装置的接地系统的研究和实践奠定了理论基础。
4.结语
电子设备在设计过程和实际应用和维护的各阶段,都充分的予以考虑和实施才是有效电子设备的电磁兼容控制策略。科学而先进的电磁兼容工程管理是有效控制技术的重要组成部分。在电子设备运行过程中各种干扰是随机,作为确保电子设备可靠工作的电磁兼容控制策略和控制技术,是把电子设备的产品设计和应用中采取的抗电磁干扰措施有机的结合运用,以取得最佳的抑制效果。