高效电磁屏蔽复合材料设计及其屏蔽效能测试

为开发出综合性能好的电磁屏蔽复合材料,首先分析了材料对电磁波的屏蔽机理,给出不同材料模型的屏蔽效能计算公式。进而提出了"树脂+镍纤维网+树脂"的分层结构屏蔽复合材料设计模型,估算了屏蔽网络在高频时因感抗电流所带来的屏蔽效能。实验制备了复合材料的测试样品,对其进行屏蔽效能测试的结果表明:基于镍纤维网络屏蔽的复合材料在14kHz～18GHz都具有较高的屏蔽效能,频率为450MHz时达到72dB。设计的材料模型充分利用了材料结构对电磁波的屏蔽机制,对高效屏蔽复合材料的设计具有理论价值和指导意义。     

导电聚合物电磁屏蔽材料及其应用

丰富的电磁波资源在信息行业得到广泛应用的同时,产生的电磁干扰也会带来许多危害。导电聚合物作为一种新型材料在屏蔽电磁波方面展现出了良好的应用前景。介绍了导电聚合物的屏蔽原理,综述了聚合物电磁屏蔽材料的主要制备方法和屏蔽织物性能的评价方法,探讨了聚合物电磁屏蔽材料的应用领域。     

电磁波干扰与塑料机箱屏蔽

本文论述了电磁波干扰及其危害的各种表现，对限制电磁波干扰的屏蔽技术进行了系统的阐述，最后从实践的角度介绍了塑料机箱的屏蔽技术及其工艺方法。     

空心电抗器的复合被动屏蔽结构的电磁性能分析

针对空心电抗器的漏磁场问题,通过加装多层复合式磁屏蔽装置,对空心电抗器进行磁场屏蔽,以减少目标区域内的磁场强度,达到保护目标区域内操作人员健康和设备安全的目的。在一定频率范围的正弦电流激励下,利用坡印亭定律和麦克斯韦方程推算出空心电抗器屏蔽体涡流损耗和目标观测点的屏蔽效能解析计算公式,并在涡流场中求解不同结构磁屏蔽体各层的涡流损耗和目标区域内观测点的屏蔽效能,并利用有限元仿真,对不同结构磁屏蔽的电磁性能进行评估,从而为复合式被动磁场屏蔽设计提供相应的建议和参考。     

变压器油箱磁屏蔽布置方式优化

为了降低油箱的涡流损耗及防止局部过热,通常对变压器漏磁场采取屏蔽措施,屏蔽方式有两种,一种是用高导磁材料对油箱壁进行屏蔽,称之为磁屏蔽;另一种是用高导电材料对油箱壁进行屏蔽,称之为电屏蔽。对变压器油箱磁屏蔽不同布置方式导致的杂散损耗大小做对比分析,并得出优化布置方式。     

电磁屏蔽技术分析与应用

随着电子设备大量使用，严重的电磁干扰常常使电子设备不能正常工作。只有采用适当的屏蔽技术才是抗干扰的有效措施，才能提高电子设备运行的可靠性。下面我们就电场屏蔽和高、低频磁场屏蔽技术作一理论分析，并提出相应对策。     

低频强磁场屏蔽效能的测试方法与测试设备研制

为了合理评估屏蔽体对低频强磁场的屏蔽效果,为工程中屏蔽室质量验收提供必要的检测手段,根据小环天线法测量电磁屏蔽室屏蔽效能的原理,提出了低频强磁场屏蔽效能测试系统的整体结构和设计方案,研制了以PIC16F73单片机为核心的低频大电流源,设计和制作了磁场发射、接收环天线,构建了低频强磁场屏蔽效能测试设备;采用研制的测试设备对屏蔽室进行了屏蔽效能实测。测试结果与理论值符合较好,表明测试设备能够满足实际测量的需要,同时验证了计算结果的可信性。     

遗传算法在直流传感器磁屏蔽体优化设计中的应用

应用遗传算法对直流传感器的磁屏蔽体进行优化设计,对遗传算法的适应度线性尺度变换作了改进.文中选取直流传感器的磁屏蔽效能为目标函数,给出了一个具体设计实例.优化后磁屏蔽效能增大了534,表明在磁屏蔽体优化设计中采用改进的遗传算法取得了良好效果.     

基于改进遗传算法的直流传感器磁屏蔽体优化设计

应用遗传算法对直流传感器的磁屏蔽体进行优化设计,对遗传算法的适应度线性尺度变换作了改进.选取直流传感器的磁屏蔽效能为目标函数,给出了一个具体设计实例.优化后磁屏蔽效能增大了264.9%,表明在磁屏蔽体优化设计中采用改进的遗传算法取得了良好效果.     

金属网笼对雷击输电线辐射电磁场的屏蔽分析

针对金属网笼对雷击输电线辐射的电磁场的屏蔽性能的问题,通过对雷电回击过程的天线模型及金属网屏蔽效能的理论分析,利用雷电试验冲击平台(ICGS)模拟产生雷电注入输电线后辐射电磁波,进行金属网格屏蔽效能的实验。实验表明:对于433 MHz的模拟电磁信号,在模拟雷电流幅值小于17 k A时,金属网对雷电电磁信号的屏蔽效能为13 d B左右,此后屏蔽效能迅速下降,并于25 k A时降为0 d B;对于2.4 GHz的模拟雷电电磁信号,金属网笼对电磁波的屏蔽作用在雷电幅值达到22 k A之前,屏蔽效能维持在9 d B,随后迅速下降,并于27 k A时下降为0 d B;金属网笼的屏蔽效能不仅由外部电磁场的内向耦合决定还应考虑笼内部电磁场的多次折反射问题造成的电场、磁场值增强的问题。该研究对于使用金属网笼进行屏蔽具有一定的指导意义。     

Circuit modeling and efficiency analysis for wireless power transfer system with shielding

It is an effective way to use magnetic shielding scheme in magnetic coupled wireless power transfer (WPT) system to reduce magnetic flux leakage. However, the additional shielding material would affect the equivalent circuit model and the power transmission efficiency of WPT system. Although the impact of some common shielding materials on the transmission efficiency has been studied using finite element simulation, there is still a lack of understanding about the impact to the equivalent model in theory. In this paper, the equivalent circuit and transmission efficiency of WPT system are analyzed theoretically under the influence of different shielding materials, and the relationship between material electrical characteristics and transmission efficiency is presented. In our WPT prototype with two 166-mm diameter coils under ferrite shielding and aluminum shielding, the achieved maximum transmission efficiencies are 95.7% for 100-kHz resonant frequency and 97.9% for 1-MHz resonant frequency under the ferrite shielding, and the efficiency errors between the analytical and experimental results are less than 5% for 100-kHz resonant frequency and 10% for 1-MHz resonant frequency.     

A design of magnetic shielding for a superconducting magnetically levitated train

For EDS-type magnetically levitated trains, magnetic shielding of stray fields produced by superconducting magnets is an important task. We seek the “optimal” thickness distribution (configuration) of magnetic material, which is the lightest and keeps the magnetic field at tolerable levels in the vehicle. In many cases, trial-and-error methods have been adopted for this purpose. In this paper, we propose a new method for preliminary design of the magnetic shielding. In this method, we simplify the magnetic shielding problem, assuming infinite permeability of the magnetic material, and calculate the magnetic flux going into or out of the shield surface. In this case, we can design an optimal magnetic shield (distribution and configuration of the magnetic material) and know the minimum weight of the magnetic shielding. We finally present an example of the magnetic shielding designed by this method and investigate its characteristics in a magnetically levitated train. © 1998 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 124(1): 42–54, 1998     

特高压直流换流站阀厅内部检修大厅磁场屏蔽分析与设计

为控制换流站内输电线路工频电流对阀厅检修大厅内人体、设备、通信系统的干扰,需要在设计时计算检修大厅内的磁场强度,并根据要求设计检修大厅的磁场屏蔽。基于空间坐标矢量公式推导出阀厅内部磁场强度的一般性公式;按照要求对检修大厅进行磁场屏蔽设计;利用软件HFSS模拟验证磁场屏蔽计算方法的正确性。研究结果表明,在检修大厅屏蔽效能要求为40 dB时,大厅侧壁采用5 mm铝质金属板较好;大厅地面采用铜质金属网,网线直径取5 mm,网孔边长取20 mm。     

有限宽金属平板对工频磁场的屏蔽

为了定量评估金属平板对工频磁场的屏蔽效果,在阐述了理想导磁材料和理想导电材料的磁场屏蔽原理基础上,基于无限宽金属平板屏蔽区域磁场解析式,通过计算域映射,推导了有限宽金属平板屏蔽区域磁场解析式.通过仿真分析了对称三相传输线屏蔽系统,讨论了导线组排列位置、屏蔽材料类型对屏蔽效果的影响.结果表明,采用解析式,可对有限宽金属平板的屏蔽效果进行快速计算,其准确性和计算效率优于现有电磁场分析软件所采用的数值求解方法,可对实际屏蔽系统的设计提供参考.     

单层金属板屏蔽小室电磁屏蔽效能的有限元法计算

微电子设备的电磁干扰防护普遍采用屏蔽技术，针对屏蔽工程施工和屏蔽材料的选择，文章提出了利用有限元法，计算单层金属板屏蔽小室的电磁屏蔽效能，并对以铝、铜、铁为屏蔽材料的金属板，屏蔽小室100MHz以下频率电磁屏蔽效能进行了数值计算。结果表明金属板屏蔽小室电磁屏蔽效能主要决定于屏蔽材料的电导率，电导率越高，电磁屏蔽效能越高，薄金属板的屏蔽效能很高。     

采用法兰同轴法的材料电磁脉冲屏蔽效能时域测试方法

为了快速准确地评价材料对电磁脉冲的屏蔽效能,搭建了采用法兰同轴法的材料电磁脉冲屏蔽效能时域测试系统,测量了有无屏蔽材料时不同幅值和脉宽的方波脉冲通过同轴装置后的时域波形参数,计算了材料的频域屏蔽效能,所得结果与频域测试方法一致。通过与数值计算结果的对比,分析了透射方波脉冲的上升沿过冲振荡,提出了同轴装置改进的建议。使用能量比值计算了不同幅值与脉宽方波脉冲激励下的时域屏蔽效能,其结果具有很好的一致性与重复性。试验表明,采用法兰同轴法的屏蔽效能时域测试方法适用范围广且具有较好的重复性,能够提供比频域测试方法更多的细节信息。     

超高压输电线下屏蔽线对工频电场的影响

为降低超高压输电线下工频电场对周围环境及人群的影响,笔者基于模拟电荷法,建立了超高压输电线路下方架设屏蔽线时计算工频电场强度的数学模型,并运用MATLAB软件对某500 kV输电线路下方架设屏蔽线后的工频电场强度进行仿真计算.重点分析了屏蔽线的架设数目、架设高度及排列方式对超高压输电线路下方工频电场强度分布的影响规律....     

民居附近高压输电走廊电场屏蔽方案分析与优化

为有效解决邻近高压输电走廊居民楼工频电场超标问题,在有限元计算基础上,研究了不同屏蔽方式与其空间架设位置对工频畸变电场屏蔽的影响。通过畸变电场的仿真计算,深入分析屏蔽方式及其架设位置与屏蔽效能的关系,提出通过优化屏蔽设备的空间架设位置提高屏蔽效果的新思路。并综合考虑屏蔽效果和屏蔽成本,对110~1 000 kV 4个电压等级高压输电线路工频电场屏蔽方案进行设计。研究表明:通过合理选择屏蔽方式和优化架设位置,可大幅度提高屏蔽效能,对工频电场具有良好的屏蔽效果,对降低输电工程的环保成本具有重要意义,而不合理架设屏蔽设备则会使电场环境发生恶化。