Аполлонский С.М. Справочник по расчету электромагнитных экранов

Аполлонский С.М. Справочник по расчету электромагнитных экранов

Введение

Для снижения напряженности помехонесущих постоянных магнитных полей и электромагнитных полей широкого частотного спектра используются различные способы пассивного экранирования. Установка экранирующих оболочек может производиться либо в непосредственной близости от объекта, на который воздействуют внешние поля, либо от источника напряженности электромагнитного поля, либо, наконец, экранируется помещение, в котором размещены эти источники.

Точность расчета функций электромагнитного поля элементов электрооборудования при наличии металлических включений и экранирующих оболочек будет высокой, если будут разработаны обоснованные методы расчета экранирующих функций того многообразия оболочек, которые встречаются в инженерной практике. Разработка же методов расчета оболочек, обеспечивающих эффективное снижение напряженности электромагнитного поля, представляет трудности.

При расчете экранирующих функций оболочек, как правило, используется общая теория электромагнитного поля, базирующаяся на уравнениях Максвелла, которые разрешаются для стенки экрана и окружающих сред, а на границах сопрягаются с помощью граничных условий. При изучении экранов сложной формы их представляют в виде набора экранов простых геометрических форм, экранирующий эффект которых поддается расчету. При этом нередко приходится исследовать физически неосуществимые, но более простые для анализа задачи, чтобы оценить напряженность электромагнитного поля, проникающего внутрь реальных конструкций, и учесть краевые эффекты, щели, отверстия и т.д. Для внешних однородных как постоянных магнитных полей, так и электромагнитных полей, экранирующие оболочки простых геометрических форм были рассчитаны в конце XIX и в начале ХХ вв. Работы по устранению неточностей методов расчета оболочек· простых геометрических форм публикуются и в настоящее время.

В меньшей степени рассмотрены задачи экранирования оболочек, находящихся в неоднородных полях. Экранирующие функции зависят здесь от места расположения источника напряженности поля, ориентации поля и являются функциями координат. Для расчета экранирующих функций оболочек в неоднородных полях был разработан метод, основанный на теории длинной линии. Метод базируется на аналогии между уравнениями распространения электромагнитных волн через бесконечной протяженности плоскую оболочку и известными уравнениями длинной линии. Несмотря на существенные дефекты, такие, как применимость этого метода лишь для плоских бесконечных пластин при нормальном падении электромагнитного поля, когда составляющие электрической и магнитной напряженности поля взаимно перпендикулярны и можно пользоваться скалярным волновым полным сопротивлением, а временную фазу определять, исходя из направления вектора Пойнтинга, метод широко распространен. Это связано с ero положительными качествами: возможностью использования для широкого класса экранирующих оболочек, возможностью получения аналитических решений, наглядностью при применении в инженерной практике. Неточности метода теории длинной линии в дальнейшем исключены в работах.

...