Как сделать экранированный корпус

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 20.09.2024

Китайцы про землю не знают, пришлось тянуть отдельный провод (4-й) от шпинделя до общей точки заземления. От всех блоков питания соответсвенно тоже.

Все экраны аккуратно обрезаны. Везде.

Все блоки соединены друг за другом одним проводом.

Кнопка стоп сверху, над платой пульта, 16А, отсоединяет какой-то один провод, поскольку вилка без ключа))).

Плюс поставил нам станок незабываемый Технограв, убив по дороге, и везде, куда сунулись руки "инженеров" все было сделано через . опу.
По сути сейчас вся стойка будет новая, кроме инвертора, возникает масса вопросов по поводу грамотного подключения всего этого хозяйства.

Во первых - хочется выкинуть компьютерный кабель, с сделать ввод с помощью КГ через нормальную муфту. Для земли купил уже 20 квадратов, пойдет на корпус через болт в общую точку заземления. Розеточную землю оставлять?

Во вторых - имеется три блока питания по 500 Ватт, два мелких 12-24 вольта плюс инвертор на 3Квт. на мой взгляд надо бы каждый из этих блоков запитать через свой автомат, потому что один на 16А на вводе - это как-то диковато на мой взгляд. Я прав?

В третьих - кнопка включения на 16А однополюсная, протянутая через всю стойку и обратно - порнуха. По идее надо бы ставить контактор, а кнопки вывести на кабеле куда ни будь на сам станок, чтобы не тянуть сквозь все отсеки для электроники 220 вольт. Но я как-то не доверяю контакторам - не будет ли "дребезга" контактов?
Как вообще сделано на "взрослых" станках?

В четвертых - кнопка E-stop. По идее, именно эту функцию должна выполнять красная кнопка на самом верху стойки, а не включать весь станок. Я прав?

В пятых - экранирование. Насколько я понял, корпус стойки это нифига не экран. Тогда непонятно, как экранировать провода идущие от энкодеров к двигателям внутри корпуса ДО разъема "наружу"? И вообще, где у энкодера "начало" - на двигателе или на драйвере?
Как экранировать сигнальные провода step/dir? Я подозреваю витую пару в экране, но, как и с энкодерами заземление экрана нельзя вешать на корпус через провод.
В общем как быть?

экранировка трансформаторов

Всем привет!
Обдумываю экранировку трансформаторов.
решил сделать так:
в отдельном ящике из фанеры, в котором отсутствует одна боковая стенка - дальняя от усилителя - для теплоотвода.
изнутри ящик будет обделан оцинковкой (тоже только 5 сторон).
длина провода от трансформатора до диодов - 5-7 см.
есть несколько вопросов:
1) "занулять" экран из оцинковки на "нуль" сети (питание в сети сделано так - один разьем - "фаза", другой - "нуль") ?
2) экран делать из одного куска оцинковки? (условие взаимного замыкая всех 5 сторон) (это неудобно)
3) нужно ли экранирование всех 5 сторон, или достаточно только одной - между усилителем и трансформаторами?
4) достаточна ли оцинковка, или использовать другой материал?
5) может другая конструкция более оптимальная? (если да, то какая).

Жестяная банка. Ее и припаять можно где надо. Повезет с размером так и пилить не нужно.
Содержимое тоже в дело пойдет.

Уточни сначала, что ты хочешь экранировать, если электростатический экран, то достаточно оцинковки, а если магнитое экранирорование, то тут дело посложнее и материал нужен, в случае применения стали, потолще, да сделать это на много сложнее.

Аркадий,
конечно и магнитная экранировка (если честно про электростатическую составляющую в первый раз слышу)

) "занулять" экран из оцинковки на "нуль" сети (питание в сети сделано так - один разьем - "фаза", другой - "нуль") ?

Ни в коем случае, только на PE можно, protection earth, на землю защитную, если она есть.

) достаточна ли оцинковка, или использовать другой материал?
5) может другая конструкция более оптимальная? (если да, то какая).

Транс какой, Ш или тор? Если тор, то и оцинковкой можно. Лучше ее внутри для надежности проложить медной фольгой. Просто стенка не поможет, экран должен быть замкнутый обязательно, и защищать и от магнитных помех ( магнитный материал, чем толще, тем лучше) и от электрических.
Если транс Ш - поверх обмотки и магнитопровода можно обмотать медной фольгой (или просто медным проводом намотать экран, чтоб он был ориентирован в пространстве, как ориентированы обмотки, а по ориентации магнитопровода (чтобы замыкались силовые линии магнитного поля, котрые вылезают наружу обычно ) мотануть чем нибудь магнитным. Т.е. не обязательно глухой экран -достаточно по периметру (только для магнитной и электрической экранировки периметры по разному расположены будут).
Лучше сначала стальной (пермаллоевый и т.п., оцинковка) замкнутый контур ( по магнитопроводу а потом уже все сверху медью заматываешь,по обмотке, охватывая сверху магнитопровод с экраном.

Магнитную сделать сложно. Если транс расчитан на предельную индукцию, то еще сложней и про жесть оцинковку сразу забудь.
Если нет пермалоя, то ищи мягкомагнитную сталь или простые сорта стали но не менее 1,5мм, а лучше 3мм. Экран должен быть сплошной(чем можно меньше отверстий, сварных швов и со всех сторон. Трансформатор изолирован(магнитная развязка) от экрана и сердечник находиться от него на расстоянии 3-6мм, ижелательно тоже с магнитной отвязкой от шасси(если шасси из магнитного материала). Вообще то,
ИМХО, легче, быстрее и наверное дешевле сделать новый транс расчитанный на маленькую индукцию, чем толковый экран. Тогда и экран может не понадобиться, или хватит и концервной банки для экрана.

все понятно мужики, что вы пишите, но усилитель не высшей категории, я посмотрю на сколько это осуществимо на практике.

ксатати алюминий заменяет медь? у меня во всю ширину корпуса будет 7мм алюминевая пластина - радиатор для диодов.

хехе, сколько раз тема поднимается столько и мнений
думаю за точку отсчета надо принят апликейшн от Аналога где есть графики и номограммы поглощения различными составляющими различных компонент ЭМИ. к сожалению вот так прям сразу его выложить не могу ибо надо его долго искать.
вкратце изложу свое виденье не претендуя на исключительность.
1. экраны бывают электростатические и электромагнитыные.
2. обшим для них является единственная точка где они соединяются.
3. электростатический экран не должен представлять из себя замкнутый контур/виток. иными словами чтобы заблудившемуся неприкаянному заряду чтобы было куда стекать.
4. электромагнитый экран наоборот не должен иметь щелей.
5. все материалы по разному себя ведут и соответсвенно применять их лучше с оглядкой на аплейшены и толстые книжки.
6. ИМХО лучше изолировать экраны друг от друга.
например оптимальное на мой взгляд экранирование трансформатора - внешний колпак из пермаллоя внутри которого незамкнутый виток из медной фольги , при этом экранирующая обмотка транса( экран Фарадея) и вся эта конструкция опять таки имеют единственную точку соединения.
P.S> если это транс УМ то тут уж надо прикидывать что проще -мастерить отсек с учетом экранирования или делать персональный экран думая при этом чем вытеснить из под него воздух чтобы избежать перегрева транса.

Makcum Владимирович, алюминий хуже меди (по проводимости) поэтому и экранирующие свойства у него хуже, и от магнитных наводок не спасает, т.к. не магнитный. И про замкнутый контур не забывай.
Транс то какой? Сделай сначала усил с трансом без экрана, если будет фонить с разомкнутым входом, ориентируй транс по-другому в пространстве, или экранируй.

[ADDED=Эx, залужу. ]1121418853[/ADDED]
ditter, я тут экономные и не сильно геморройные варианты предлагаю. Таким макаром, типа широкой медной полосы по обмотке, но поверх магнитопровода, и пермаллоевым замкнутым контуром по ширине транса по магнитопроводу, но не глухим, многие серийные производители экранируют. Видать тоже толк есть.
Только вот, что электростатический должен быть не замкнутый я не знал.

для начала сделаю попроще - стенку из стали и текстолита (сразу и медь и изолятор), если плохо - тогда по полной

У нас самая большая гитарная тусовка

Автор Тема: Некоторые дополнения по экранировке гитары (Прочитано 55081 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Методы

Экранирование магнитного поля – это совокупность способов снижения напряженности постоянного или переменного поля в определенной области пространства. Магнитное поле, в отличие от электрического, полностью ослабить нельзя.

В промышленности наибольшее воздействие на окружающую среду оказывают поля рассеяния, возникающие при работе трансформаторов, постоянных магнитов, сильноточных установок и цепей. Они могут полностью нарушать нормальную работу соседних приборов.

Чаще всего используется 2 метода защиты:

Применение экранов, изготовленных из сверхпроводящих или ферромагнитных материалов. Это эффективно при наличии постоянного или низкочастотного магнитного поля.
Компенсационный способ (гашение вихревыми токами). Вихревые токи – это объемные электрические токи, которые возникают в проводнике при изменении магнитного потока. Данный способ показывает наилучшие результаты для высокочастотных полей.

Принципы

Принципы экранирования магнитного поля основаны на закономерностях распространения магнитного поля в пространстве. Соответственно для каждой из перечисленных выше методик они заключаются в следующем:

Если поместить катушку индуктивности в кожух, сделанный из ферромагнетика, то линии индукции внешнего магнитного поля пройдут по стенкам защитного экрана, так как он имеет меньшее магнитное сопротивление по сравнению с пространством внутри него. Те силовые линии, которые наводятся самой катушкой, также почти все замкнутся на стенки кожуха. Для наилучшей защиты в этом случае необходимо выбирать ферромагнитные материалы, которые обладают высокой магнитной проницаемостью. На практике чаще всего используют сплавы железа. Для того чтобы повысить надежность экрана, его изготавливают толстостенным или сборным из нескольких кожухов. Недостатками такой конструкции является ее тяжеловесность, громоздкость и ухудшение экранирования при наличии швов и разрезов в стенках кожуха.

Основные характеристики

Для описания процесса экранирования применяются 3 основные характеристики:

Эквивалентная глубина проникновения магнитного поля. Итак, продолжим. Этот показатель используется для экранирующего эффекта вихревых токов. Чем меньше его значение, тем выше ток, протекающий в поверхностных слоях защитного кожуха. Соответственно, тем больше наводимое им магнитное поле, которое вытесняет внешнее. Эквивалентная глубина определяется по формуле, указанной ниже. В этой формуле ρ и μ_r – удельное сопротивление и относительная магнитная проницаемость материала экрана соответственно (единицы измерения первой величины – Ом∙м); f – частота поля, измеряемая в МГц.

Конструкции экранов

Защитные кожухи для экранирования магнитного поля могут быть сделаны в различных конструктивных исполнениях:

листовые и массивные;
в виде полых трубок и кожухов с цилиндрическим или прямоугольным сечением;
однослойные и многослойные, с воздушной прослойкой.

Так как расчет числа слоев довольно сложен, то эту величину чаще всего выбирают по справочникам, по кривым эффективности экранирования, которые были получены экспериментальным путем. Разрезы и швы в коробах допускается выполнять только вдоль линий вихревых токов. В противном случае уменьшается экранирующий эффект.

На практике получить высокий коэффициент экранирования сложно, так как всегда необходимо делать отверстия для кабельного ввода, вентиляции и обслуживания установок. Для катушек бесшовные кожухи изготавливают методом листового выдавливания, а в качестве съемной крышки служит дно цилиндрического экрана.

Кроме этого, при контакте элементов конструкции из-за неровностей поверхности образуются щели. Для того чтобы их ликвидировать, применяют механические прижимы или прокладки из проводящих материалов. Они выпускаются разных размеров и с различными свойствами.

Вихревые токи – это токи которые значительно меньше циркулирующих, но они способны препятствовать проникновению магнитного поля через экран. При наличии большого числа отверстий в кожухе снижение коэффициента экранирования происходит по логарифмической зависимости. Его наименьшее значение наблюдается при технологических отверстиях большого размера. Поэтому рекомендуется проектировать несколько мелких отверстий, чем одно крупное. Если необходимо применять стандартизованные отверстия (для ввода кабелей и других нужд), то используют запредельные волноводы.

В магнитостатическом поле, создаваемом постоянными электрическими токами, работа экрана заключается в шунтировании силовых линий поля. Защитный элемент устанавливается на максимально близком расстоянии к источнику. Заземление при этом не требуется. Эффективность экранирования зависит от магнитной проницаемости и толщины материала экрана. В качестве последних применяют стали, пермаллой и магнитные сплавы с высокой магнитной проницаемостью.

Экранирование кабельных трасс в основном выполняют двумя методами – использованием кабелей с экранированной или защищенной витой парой и укладкой кабелепроводов в алюминиевых коробах (или вставках).

Сверхпроводящие экраны

Работа сверхпроводящих магнитных экранов основана на эффекте Мейснера. Это явление заключается в том, что тело, находящееся в магнитном поле, переходит в сверхпроводящее состояние. При этом магнитная проницаемость кожуха становится равной нулю, то есть он не пропускает магнитное поле. Оно полностью компенсируется в объеме данного тела.

Достоинством таких элементов является то, что они гораздо эффективнее, защита от внешнего магнитного поля не зависит от частоты, а компенсационный эффект может длиться сколь угодно долго. Однако на практике эффект Мейснера не бывает полным, поскольку в реальных экранах, выполненных из сверхпроводящих материалов, всегда присутствуют структурные неоднородности, которые приводят к захвату магнитного потока. Данный эффект является серьезной проблемой для создания кожухов с целью экранирования магнитного поля. Коэффициент ослабления магнитного поля тем больше, чем выше химическая чистота материала. В экспериментах наилучшие показатели отмечены у свинца.

Другими недостатками сверхпроводниковых материалов для экранирования магнитного поля являются:

высокая стоимость;
присутствие остаточного магнитного поля;
возникновение состояния сверхпроводимости только при низких температурах;
неспособность выполнять свои функции в магнитных полях с высокой напряженностью.

Материалы

Чаще всего для защиты от магнитного поля применяют экраны из углеродистой стали, так как они обладают высокой технологичностью в отношении сварки, пайки, недороги и характеризуются хорошей коррозионной стойкостью. Кроме них, используются такие материалы, как:

техническая алюминиевая фольга;
магнитомягкий сплав из железа, алюминия и кремния (альсифер);
медь;
стекла с токопроводящим покрытием;
цинк;
трансформаторная сталь;
токопроводящие эмали и лаки;
латунь;
металлизированные ткани.

Конструктивно они могут изготавливаются в виде листов, сеток и фольги. Листовые материалы обеспечивают лучшую защиту, а сетчатые более удобны в сборке – их можно соединять между собой точечной сваркой с шагом 10-15 мм. Для обеспечения антикоррозионной стойкости сетки покрывают лаками.

Фольгированные ленты

Фольгированные экранирующие ленты применяются в следующих целях:

Экранирование широкополосных электромагнитных помех. Чаще всего их используют для дверей и стенок электрических шкафов с приборами, а также для формирования экрана вокруг отдельных элементов (соленоиды, реле) и кабелей.
Отвод статического заряда, который накапливается на приборах, содержащих полупроводники и электронно-лучевые трубки, а также в устройствах, служащих для ввода-вывода информации из компьютера.
В качестве компонента цепей заземления.
Для уменьшения электростатического взаимодействия между обмотками трансформаторов.

Конструктивно они выполняются на основе проводящего адгезивного материала (акриловая смола) и фольги (с рифленой или гладкой поверхностью), сделанной из следующих видов металла:

алюминий;
медь;
луженая медь (для пайки и лучшей антикоррозионной защиты).

Полимерные материалы

В тех устройствах, где наряду с экранированием магнитного поля требуется защита от механических повреждений и амортизация, применяются полимерные материалы. Они изготавливаются в виде прокладок из полиуретановой пены, покрытой полиэфирной пленкой, на основе акрилового адгезива.

При производстве жидкокристаллических мониторов используются акриловые уплотнители из токопроводящей ткани. В слое акрилового адгезива находится трехмерная электропроводная матрица, выполненная из токопроводящих частиц. Благодаря своей упругости такой материал также эффективно поглощает механические воздействия.

Компенсационный метод

Принцип компенсационного метода экранирования заключается в искусственном создании магнитного поля, которое направлено противоположно внешнему полю. Обычно это достигается с помощью системы катушек Гельмгольца. Она представляет собой 2 одинаковые тонкие катушки, располагающиеся соосно на расстоянии их радиуса. По ним пропускают электрический ток. Наведенное катушками магнитное поле отличается высокой однородностью.

Экранирование может также производиться с помощью плазмы. Этот явление учитывается при распределении магнитного поля в космосе.

Экранирование кабелей

Защита от магнитного поля необходима при прокладке кабелей. Электрические токи, наводящиеся в них, могут быть вызваны включением бытовой техники в помещении (кондиционеры, люминесцентные светильники, телефоны), а также лифтов в шахтах. Особенно большое влияние эти факторы оказывают на цифровые системы связи, работающие по протоколам с широкой полосой частот. Это связано с малой разницей между мощностью полезного сигнала и помехами в верхней зоне спектра. Кроме этого, электромагнитная энергия, которую излучают кабельные системы, неблагоприятно воздействует на здоровье персонала, работающего в помещении.

Между парами проводов возникают перекрестные наводки, обусловленные присутствием емкостной и индуктивной связи между ними. Электромагнитная энергия кабелей также отражается из-за неоднородностей их волнового сопротивления и ослабляется в виде тепловых потерь. В результате затухания мощность сигнала в конце протяженных линий падает в сотни раз.

В настоящее время в электротехнической промышленности практикуется 3 метода экранирования кабельных трасс:

Виды кабелей

Различают 2 вида экранированных кабелей:

С общим экраном. Он располагается вокруг незащищенных скрученных проводников. Недостатком таких кабелей является то, что возникают большие межкабельные наводки (в 5-10 раз больше, чем у экранированных пар), особенно между парами с одинаковым шагом скрутки.
Кабеля с экранированными витыми парами. Производится индивидуальное экранирование всех пар. Из-за более высокой стоимости они чаще всего применяются в сетях с жесткими требованиями по безопасности и в помещениях со сложной электромагнитной обстановкой. Использование таких кабелей при параллельной прокладке дает возможность уменьшить расстояние между ними. Это позволяет уменьшить затраты по сравнению с раздельным маршрутизированием.

Витая пара экранированного кабеля представляет собой изолированные пары проводников (их количество обычно составляет от 2 до 8). При такой конструкции уменьшаются перекрестные наводки между проводниками. У неэкранированных пар нет требований к заземлению, они обладают большей гибкостью, меньшими поперечными размерами, легкостью монтажа. Экранированная пара обеспечивает защиту от электромагнитных помех и высокое качество передачи данных по сетям.

В информационных системах также используется двухслойное экранирование, которое состоит из защиты витых пар в виде металлизированной пластиковой ленты или фольги, и общей металлической оплетки. Для эффективной защиты от магнитного поля такие кабельные системы должны иметь надежное заземление.

Читайте также: