CN107018647B - 一种具有特殊齿槽、弧形卡槽结构的多层电磁屏蔽柜体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有特殊齿槽、弧形卡槽结构的多层电磁屏蔽柜体，涉及电磁屏蔽技术领域；该柜体包括电工纯铁、泡沫铝、硅钢片、磁性铆钉、导磁胶；所述泡沫铝、电工纯铁、硅钢片都是多层柜体的材料；磁性铆钉是保证泡沫铝、电工纯铁、硅钢片彼此贴合，整体组合成柜体，导磁胶与硅钢片磁性连接，保证磁性连续。本发明具有屏蔽电磁场，保护电气设备，抑制电磁辐射，减少涡流损耗，保证正常温升，保证磁连续性的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电磁屏蔽技术领域，尤其涉及一种具有特殊齿槽、弧形卡槽结构的多层电磁屏蔽柜体。
背景技术
电磁场是由交变的电流产生，随时间变化的电场产生磁场，随时间变化的磁场产生电场，两者相互影响，互为因果。电磁场在空气中以电磁波的形式传导，容易对电子设备造成电磁干扰，也能对人体造成电磁辐射危害。
电磁屏蔽是一种利用低电阻的金属良导体抑制交变电流产生的交变电磁场辐射的屏蔽。当电磁辐射的电磁波通过空气到达金属屏蔽体表面时，因为金属导体与空气交界面的阻抗不是连续的，所以电磁场将在交界面发生折射和反射。反射与金属屏蔽体的厚度没有关系，只与交界面阻抗的连续性有关。未被反射的电磁场会进入屏蔽体的内部，在内部传输过程中被屏蔽材料吸收。倘若依然有电磁场存在，这时电磁场会传到屏蔽体的另一个表面，会再次发生折射和反射，反射部分再次回到屏蔽体内，这样反复的循环，大部分的电磁场就被衰减了。
一直以来电磁屏蔽技术是电磁干扰研究领域中的重中之重。很多的电气设备都在室外工作，对屏蔽的需求都不严格，但是位于室内的电气设备电磁屏蔽就必须严格。防止电磁场泄露对附近的电子设备、信息采集器及人造成危害。大多数电磁屏蔽柜的缝隙都没有进行严格的处理，这样对屏蔽的效果会产生不利的影响。
然而，具有特殊齿槽、弧形卡槽结构的多层电磁屏蔽柜可以对缝隙进行处理，让屏蔽效能最大化。现今又存在多种柜体缝隙处理的方法，譬如在缝隙的位置打入聚氨酯发泡胶，导电衬垫等，这些方法都能有效地处理孔洞和缝隙，但是缝隙范围小，对于长缝隙处理效果并不佳，因此，在实际工程中该方法在长缝隙处理上未被广泛应用。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种具有特殊齿槽、弧形卡槽结构的多层电磁屏蔽柜，以求能够屏蔽电气设备产生的电磁场。既能够实现主动屏蔽也能够实现被动屏蔽，将电磁场束缚在柜体内或者是将电磁场阻挡在柜体之外，从而确保被保护的电气设备长期稳定运行。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种具有特殊齿槽、弧形卡槽结构的多层电磁屏蔽柜，包括泡沫铝、电工纯铁、硅钢片、磁性铆钉、导磁胶。所述泡沫铝、电工纯铁、硅钢片都是多层柜体的材料；所述磁性铆钉是保证泡沫铝、电工纯铁、硅钢片彼此贴合，整体组合成柜体，所述导磁胶与硅钢片磁性连接，保证磁性连续。
优选地：所述泡沫铝、电工纯铁、硅钢片都是无缝隙贴合在一起，组成矩形柜体。
优选地：所述柜体最外层边缘采用齿槽结构，柜体转角制作成交错齿，使柜体侧面、顶面与正面三面完全贴合能够无缝耦合，不造成长缝隙。通过这样处理，使柜体各层板之间更紧密贴合，有效提高柜体的电磁连续性，提高柜体的电磁屏蔽能力。
优选地：所述柜体内层因减少涡流而设计的薄层矩形硅钢片，同样可以采用增加齿槽的方式来减少柜体内层的长缝隙，以保证柜体的电磁连续性。
优选地：所述柜体内部直角转角长缝采用弧形卡槽结构，有效减少接口处的长缝隙。
一种基于上述的特殊齿槽、弧形卡槽结构的多层电磁屏蔽柜。
采用本发明的特殊齿槽、弧形卡槽结构的多层电磁屏蔽柜，采用齿槽、弧形卡槽结构减小缝隙，相比长缝隙电磁连续性更好。柜体采用多种材料组合，包括泡沫铝、电工纯铁、硅钢片。通过多层结构、材料的特殊性以及特殊的缝隙处理方式，可以有效的屏蔽电磁场。相比普通柜体，屏蔽效能很大。
本发明优点在于：
(1)利用泡沫铝、电工纯铁、硅钢片制作的柜体屏蔽电磁场，保护电气设备，抑制电磁辐射。首次将新型材料泡沫铝运用到屏蔽柜中，并且有效的屏蔽电磁场。
(2)柜体边角处采用特殊齿槽、弧形卡槽结构，有效的减少缝隙对电磁屏蔽的影响。
(3)在柜体内层分割为若干块硅钢片，减少涡流损耗，保证正常温升。使用导磁胶连接各块硅钢片，保证磁连续性。
附图说明
图1为本发明中电磁屏蔽柜结构示意图。
图2为本发明中电磁屏蔽柜边缘弧形卡槽结构示意图。
图3为本发明中电磁屏蔽柜边缘齿槽结构示意图。
图4为本发明中硅钢片连接结构示意图。
图5为本发明中磁通密度观测点分布图。
图中标号：1为电工纯铁，2为泡沫铝，3为弧形卡槽，4为齿槽，5为硅钢片，6为导磁胶。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明公开一种具有特殊齿槽、弧形卡槽结构的多层电磁屏蔽柜体，包括电工纯铁1、泡沫铝2、弧形卡槽3、齿槽形状4、硅钢片5、导磁胶6；若干个弧形卡槽3、齿槽4都分布在电工纯铁1、泡沫铝2制作柜体的边缘处。硅钢片5分布电工纯铁1、泡沫铝2制作柜体的两个板夹层之间，与两个板紧密贴合。
实施例
如图1-4所述，本实例公开一种具有特殊齿槽、弧形卡槽结构的多层电磁屏蔽柜体，并用这种柜体屏蔽EAST快控电源中空心电抗器所产生的电磁场。柜体从外到内三层板所用材料分别为电工纯铁、泡沫铝、电工纯铁。为了衡量不同的屏蔽措施的屏蔽效果，引入磁场屏蔽效能系数。在仿真实验中，考虑到模型的对称性，选取柜体外不同位置的3个空间中的点如图5所示，O点对应每现有柜体几何中心点，每个观测点距离柜体各个面均为0.2m，通过比较屏蔽前的磁场和屏蔽后的磁场的大小，计算屏蔽效能。其中，观测点P1位于柜体侧边，P2位于柜体正面，P3位于柜体顶端。屏蔽效能表示为：
其中，Bbefore为柜体所在物理面观测点自由磁密，Bafter对应的使用一定屏蔽措施后，对应相同的观测点的磁密，SE指磁场屏蔽效能。
表1无屏蔽情况下观测点的磁通密度
表2屏蔽情况下观测点的磁通密度
设置激励输入电流频率分别为0.1kHz、1kHz、10kHz、20kHz、30kHz，输入电流幅值取到最大的1500A。经过仿真计算可以得到各个观测点的磁通密度，如表1所示。其中，最大的磁通密度为1.4886mT，最小磁通密度为0.457mT。安装本发明设计的电磁屏蔽柜体后，各个观测点的磁通密度如表2所示。其中，最大的磁通密度为94.2uT，最小磁通密度为0.25uT。在计算出屏蔽前后的磁通密度之上，结合屏蔽效能表达式计算各个点的屏蔽效能如表3所示。
表3屏蔽效能
综上所述，采用硅钢片、电工纯铁以及泡沫铝组成的多层复合式屏蔽方式，并采用特殊齿槽、弧形卡槽的结构能有效地对现有低频强磁场进行屏蔽。采用本发明的多层电磁屏蔽柜体能够有效地屏蔽电磁场，保护电气设备，抑制电磁辐射。且将柜体内层分割为若干块硅钢片，减少涡流损耗，保证正常温升。使用导磁胶连接各块硅钢片，保证磁连续性。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (3)
1.一种具有特殊齿槽、孤形卡槽结构的多层电磁屏蔽柜体，其特征在于：包括电工纯铁、泡沫铝、硅钢片、磁性铆钉、导磁胶；所述泡沫铝、电工纯铁、硅钢片都是多层柜体的材料；所述磁性铆钉是保证泡沫铝、电工纯铁、硅钢片彼此贴合，整体组合成柜体，将柜体内层分割为若干块硅钢片，所述导磁胶与硅钢片磁性连接，保证磁性连续；
所述柜体最外层边缘采用齿槽结构，柜体转角制作成交错齿，使柜体侧面、顶面与正面三面完全贴合能够无缝耦合；
所述柜体内部直角转角长缝采用弧形卡槽结构。
2.根据权利要求1所述的一种具有特殊齿槽、弧形卡槽结构的多层电磁屏蔽柜体，其特征在于：所述泡沫铝、电工纯铁、硅钢片都是无缝隙贴合在一起，组成矩形柜体。
3.根据权利要求1所述的一种具有特殊齿槽、弧形卡槽结构的多层电磁屏蔽柜体，其特征在于：所述柜体内层因减少涡流而设计的薄层矩形硅钢片，同样可以采用增加齿槽的方式来减少柜体内层的长缝隙。
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| Yuanyang Chen ; Xiaohua Bao ; Yang Zhou.《Structure design of electromagnetic shield on reactor applied for switch network unit of EAST poloidal field》.《2016 IEEE 8th International Power Electronics and Motion Control Conference (IPEMC-ECCE Asia)》.2016,全文. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107018647A (zh) | 2017-08-04 |
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