Главная  Сложная РЭА 

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 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

еуЩествейным экраном трансформатора являеФсй его MarHHtoitpoEOA.

Улучшение магнитопровода, достигаемое применением материалов с высоким относительным коэффициентом магнитной проницаемости ц и уменьшением воздушных зазоров, ведет к уменьшению паразитных наводок. В тех случаях, когда трансформатор устанавливается так, что он может оказаться источником или приемником наводки, конструкция магнитопровода должна выбираться не только исходя из качества трансформатора, но и с учетом экранирующих свойств магнитопровода. В частности, нужно учесть, что минимальное рассеивание имеют трансформаторы и дроссели с тороидальными сердечниками.

Обмотки трансформатора и соединительные провода могут иметь паразитную емкостную связь с другими деталями прибора. Соединенный с корпусом магнитопровод н крепежные детали трансформатора и дросселя действуют так же, как электрический экран, рассмотренный в § 3.2.

Дальнейшее уменьшение внешнего магнитного и электрического полей трансформатора я дросселя получается при дополнительном его экранировании. При этом рассеивание трансформатора, понимаемое как один из показателей его качества и определяющее охват общим магнитным потоком всех обмоток, может и не уменьшаться. Экранирование может ослаблять только внешнее поле трансформатора, сосредоточивая его в пределах экрана. Иногда, наоборот, экран может ухудшить параметры трансформатора, внося, например, в него дополнительные потери.

Для выбора материала экрана удобно пользоваться кривыми, построенными экспериментально для частот от 50 до 4000 Гц (рис. 3.29) [17]. Для получения этих кривых трансформатор помещался во внешнее переменное магнитное поле и измерялась э. д. с. Ео, наводимая на одной из его обмоток при отсутствии экрана, и э. д. с. Eg, наводимая в той же обмотке при экранировании трансформатора медной, пермаллоевой или стальной прямоугольной коробкой. Под эффективностью экранирования здесь понимается отношение этих э. д. с, выраженное в децибелах и равное 201g Ео/Еа.

На рис. 3.29 видно, что кремнистая сталь является плохим экраном для всего рассматриваемого диапазона частот. Выполняемые иногда из этого и других сортов стали с невысокой магнитной проницаемостью крышки и коробки для трансформаторов следует рассматривать не как магнитный экран, а как защиту трансформатора от механических повреждений. При хорошем соединении с корпусом такая коробка может уменьшать паразитную емкостную связь.

Для трансформаторов и дросселей, работающих при частоте сети 50 Гц, отдельный медный или алюминиевый экран совершенно не эффективен. Несмотря на это, Н. И. Амосенко и Д. М. 1Мурин [60] применили алюминиевый короткозамкнутый виток из ленты толщиной 3 мм и шириной 65 мм для экранирования силового трансформатора в телевизорах. Такой виток надевался на среднюю часть трансформатора (рис. 3.30) и, по измерениям авторов, уменьшал магнитное поле рассеивания в месте расположения электроннолучевой трубки на 12... 16 дБ. Это расхождение результатов можно объяснить тем, что алюминиевый виток являлся вторым экраном после стального сердечника трансформатора. Поэтому здесь имелся двухслойный экран сталь - алюминий, дающий по-



вышенную эффективность экранирования, что показано ниже. Возможно, что алюминиевый виток действовал не на магнитное поле, а устранял паразитную емкостную связь обмоток трансформатора с электродами трубки, которую ошибочно сочли магнитной связью. В практике автора был подобный случай паразитной связи на частоте сети 400 Гц.

Во всем диапазоне низких частот 50... 4000 Гц хорошо действует экран из пермаллоя и других специальных сортов ферромагнитных материалов с высокой магнитной проницаемостью [х и

отмой

Ш

0,ef=

0,8/;

/ f/f

Медь if=f,eMM

во 700 ZOO Ш ООО 7000 Vac/no/77ff,ri{

2000 ШО

Рис. 3.29. Эффективность экранирования низких частот различными материалами

Алю/чиниеВый экранирующий сварной Виток


Рис. 3.30. Экранирование силового трансформатора короткозамкнутый алюминиевым витком

малым удельным сопротивлением р. По результатам Густафсона [17] экранирующая коробка не должна плотно прилегать к сердечнику трансформатора. При зазоре примерно в 3 мм эффективность экранирования получается на 15 дБ выше. В такой конструкции имеется двойной экран: первым, внутренним экраном является сердечник трансформатора, а остаточное поле рассеивания экранируется наружной коробкой. Так же действуют многослойные экраны 9 воздушными зазорами, дающие высокую эффективность экрани-



рования. Для постоянного магнитного поля (рис. 3.31) два концентрических цилиндра из ферромагнитного материала [хг=5000 при неизменной суммарной толщине экрана р дают максимальную эффективность экранирования, если зазор составляет примерно /з от толщины экрана р. Выигрыш, даваемый зазором, тем больше, чем толще экрай. Так, при р=1,3 мм он почти незаметен, а при /7=25 мм достигает 40 дБ. Эти теоретические кривые подтверждаются экспериментальной проверкой экранирования трансформатора одним, двумя и тремя пермаллоевымя цилиндрами с крышками



го io ео 80 wo

Sasop О % от срл/тртг пти^иш р

Рис. 3.31. Эффективность экранирования двумя конце.чтрическими цилиндрами в зависимости от воздушного зазора

в диапазоне частот 50...4000 Гц [17]. Примерно такие же результаты приве.г?ены в работе Кадена [2] для двухслойного сферического магнитостатического экрана с воздушным зазором.

Наилучший экранирующий эффект в диапазоне частот 3... ... 100 кГц дает многослойный экран без воздушных зазоров, выполненный из разных металлов - ферромагнитного и неферромагнитного. Здесь возможны различные варианты: пермаллой - медь, пермаллой - медь - пермаллой, медь - пермаллой - медь, медь - сталь -медь и др. Повышение эффективности экранирования в этих случаях объясняется соответствующей фазой обратного действия отдельных слоев экрана яруг на друга.

Такая конструкция экранов подробно разобрана в [2, 3 и 17]. На рис. 3.32 даны результаты работ Кадена [2] по расчету трехслойного экрана медь - сталь - медь при суммарной толщине всех трех слоев 0,6 мм. Из кривых этого рисунка следует, что во всем диапазоне частот 1...100 кГц толщина каждого слоя 0,2 мм дает наибольший экранирующий эффект. Этот результат опротестован Гродневым и Сергейчуком [3], в работе которых (рис. 3.33) показано, что максимальная эффективность экранирования, при тех же. размерах слоев, получается на частоте 8 кГц. С повышением рабочей частоты оптимальное соотношение толщи слоев сдвигаете!}




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 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92