【摘要】：基于電磁輻射對人類健康、經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)產(chǎn)生的嚴(yán)重危害,電磁兼容問題成為研究的熱點。電磁屏蔽離不開屏蔽體,屏蔽體的有效性常常受到自身完整性的影響。而電氣設(shè)備等裝置的引線、通風(fēng)和散熱,需要在屏蔽體的表面開孔縫,同時,以高溫超導(dǎo)體、陶瓷為代表的新型屏蔽材料多為脆性材料,因此體積較大的屏蔽體制造困難,需要分塊拼接而成,因此在接口處也存在縫隙,都將導(dǎo)致電磁波泄漏影響屏蔽體的屏蔽效果。本文綜述了幾類典型的屏蔽材料及其發(fā)展現(xiàn)狀,分析了電磁屏蔽的基本原理和Maxwell有限元法的基本思想。利用Ansoft Maxwell 3D仿真軟件,建立了含分縫的圓柱形三維有限元屏蔽體模型,激勵線圈產(chǎn)生沿屏蔽體軸向方向的電流,屏蔽類型為被動屏蔽。首先建立上底面含一條分縫的YBCO、Fe和Cu三種不同材料的屏蔽體模型,改變激勵源頻率,仿真研究其對屏蔽效果的影響,發(fā)現(xiàn)隨著頻率的增加,參考點的磁場強度減少;其次建立上底面含兩條分縫的三種不同材料的屏蔽體模型,并改變分縫之間的夾角,比較分析其屏蔽性能,發(fā)現(xiàn)對稱分縫的屏蔽效果比不對稱分縫好;再次建立上下底面含兩條分縫的三種不同材料的屏蔽體模型,并改變分縫的角度,比較分析其屏蔽性能,發(fā)現(xiàn)非貫穿分縫的屏蔽效果比貫穿分縫好;然后建立側(cè)面含兩條軸向分縫和橫截面含一條圓周形分縫的三種不同材料的屏蔽體模型,比較分析發(fā)現(xiàn)側(cè)面分縫高頻時YBCO和Cu材料的屏蔽效果變差,橫切圓周形分縫時Fe材料的低頻屏蔽效果變差,得出分縫的位置對不同材料的屏蔽體的屏蔽效果影響不同;接著使用不同材料在不同激勵源頻率下對分縫進行修補,發(fā)現(xiàn)修補用的屏蔽體材料類型和激勵源頻率均影響磁屏蔽修補效果,發(fā)現(xiàn)在低頻時用Fe材料修補和在高頻時用Cu材料修補能得到最佳的效果;最后,通過一項電能表的電磁屏蔽實驗對仿真進行了初步的驗證,發(fā)現(xiàn)工頻時Fe材料的屏蔽效果比Cu材料屏蔽效果好,與理論結(jié)果一致。通過研究分縫特性對磁屏蔽效能的影響,得到優(yōu)化分縫方法和分縫修補最佳方案,減少分縫對電磁屏蔽特性的影響,抑制電磁波泄漏,為電磁屏蔽分縫磁屏蔽設(shè)計提供理論與實驗依據(jù),對電磁輻射問題的解決具有重要的理論價值和應(yīng)用意義。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN03
【圖文】：

圖 1.1 電磁屏蔽材料的分類的屏蔽材料有以下幾類[6]。第一類：金屬板材。包括高電導(dǎo)率此類良導(dǎo)體材料一般用在中高頻磁場或靜電場的屏蔽中，對于果不佳；而高磁導(dǎo)率材料，如鐵、鎳等常用在恒定磁場和低頻以外，還可以將一些具有優(yōu)良性質(zhì)的合金元素添加至電磁屏蔽蔽體的性能[6]。第二類：發(fā)泡金屬。它是由金屬骨架和空氣復(fù)，如發(fā)泡金屬鎳、發(fā)泡金屬銅等等。這一類材料具有質(zhì)量輕、泛應(yīng)用于儀器設(shè)備的散熱結(jié)構(gòu)，主要形式有金屬網(wǎng)、波導(dǎo)窗，屏蔽效能比金屬板材差[7]。第三類：金屬導(dǎo)電涂料。它是采用金后固化成膜的材料，成本低、實用性廣，能涂抹在各種復(fù)雜形用 Ni 系、Cu 系導(dǎo)電涂料，而 Ag 系涂料價格昂貴因此應(yīng)用較少非晶材料。由于非晶態(tài)合金強度高、硬度大、有優(yōu)異的電磁屏用廣泛的新型電磁屏蔽材料的代表之一，近年來在高精密儀器器等方面取得了很大成果[9]。第五類：導(dǎo)電復(fù)合疊加材料。填

1 ( )j ss gj g sj C ZV Vj C Z Z 圖 2.1 靜電屏蔽示意圖低頻交變電場屏蔽電場的屏蔽原理是通過抑制分布電容的耦合。如圖阻抗、g 為干擾源、S 為受感器，用分布電容 Cj來低頻交變電場的屏蔽就是通過在 g 與 S 之間加入一把電容 Cj短接到地，通過對 Cj耦合的抑制來實現(xiàn)[4用耦合電容來表示 g 與 S 之間的電場感應(yīng)，因此可類屏蔽原理。在 Vg、Zg、Cj和 Zs構(gòu)成的回路中，受式為：干擾電壓的大小和耦合電容成正比，所以低頻交變電容來實現(xiàn)，增加 g 與 S 之間的距離也是抑制干擾的示，當(dāng)在 g 與 S 之間加入一塊金屬板，并將其接地，

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本文編號：2742183