Skrini za sumakuumeme hutumika sana katika tasnia. Wao hutumikia kuondoa madhara mabaya ya baadhi ya vipengele vya kifaa cha umeme kwa wengine, kulinda wafanyakazi na vifaa kutokana na madhara ya mashamba ya nje yanayotokea wakati wa uendeshaji wa vifaa vingine. "Kuzima" kwa uwanja wa nje wa sumaku ni muhimu katika uundaji wa maabara zinazokusudiwa kurekebisha na kupima vifaa vyenye nyeti sana. Inahitajika pia katika dawa na maeneo hayo ya sayansi ambapo kipimo cha mashamba na induction ya ultra-chini hufanyika; ili kulinda maelezo wakati wa utumaji wake kupitia nyaya.
Mbinu
Ulinzi wa uga wa sumaku ni seti ya njia za kupunguza uimara wa uga usiobadilika au unaopishana katika eneo fulani la nafasi. Uga wa sumaku, tofauti na uga wa umeme, hauwezi kudhoofishwa kabisa.
Kwenye tasnia, sehemu zilizopotea kutoka kwa transfoma, sumaku za kudumu, usakinishaji wa sasa wa juu na saketi zina athari kubwa zaidi kwa mazingira. Zinaweza kutatiza kabisa utendakazi wa kawaida wa vifaa vya jirani.
Zinazotumika zaidi 2njia ya ulinzi:
- Matumizi ya skrini zilizotengenezwa kwa nyenzo za upitishaji umeme au ferromagnetic. Hii ni nzuri ikiwa kuna sehemu ya sumaku isiyobadilika au ya masafa ya chini.
- Mbinu ya fidia (eddy current damping). Mikondo ya Eddy ni mikondo ya umeme ya wingi ambayo hutokea katika kondakta wakati flux ya magnetic inabadilika. Mbinu hii inaonyesha matokeo bora zaidi kwa uga za masafa ya juu.
Kanuni
Kanuni za kulinda uga sumaku zinatokana na mifumo ya uenezaji wa uga sumaku angani. Ipasavyo, kwa kila moja ya njia zilizoorodheshwa hapo juu, ni kama ifuatavyo:
- Ukiweka kiindukta kwenye kifuko kilichotengenezwa kwa ferromagnet, basi mistari ya uingizaji wa uga wa sumaku wa nje itapita kwenye kuta za skrini ya ulinzi, kwa kuwa ina upinzani mdogo wa sumaku ikilinganishwa na nafasi ndani yake.. Mistari hiyo ya nguvu inayosababishwa na coil yenyewe pia karibu yote itafungwa kwenye kuta za casing. Kwa ulinzi bora katika kesi hii, ni muhimu kuchagua nyenzo za ferromagnetic ambazo zina upenyezaji wa juu wa magnetic. Katika mazoezi, aloi za chuma hutumiwa mara nyingi. Ili kuongeza kuegemea kwa skrini, inafanywa nene-imefungwa au imetungwa kutoka kwa casings kadhaa. Ubaya wa muundo huu ni uzito wake mzito, unene na uchakavu wa shielding mbele ya seams na kupunguzwa kwa kuta za casing.
- Katika mbinu ya pili, kudhoofika kwa uga wa sumaku wa njehutokea kama matokeo ya kuwekwa kwa uwanja mwingine juu yake, unaosababishwa na mikondo ya eddy ya pete. Mwelekeo wake ni kinyume na mistari ya induction ya shamba la kwanza. Kadiri mzunguko unavyoongezeka, upunguzaji utaonekana zaidi. Katika kesi hiyo, sahani kwa namna ya pete ya conductors na resistivity ya chini hutumiwa kwa ngao. Sanduku zenye umbo la silinda zilizoundwa kwa shaba au alumini hutumiwa mara nyingi kama vifuniko vya skrini.
Sifa Muhimu
Kuna sifa kuu 3 za kuelezea mchakato wa kukinga:
- Kina sawa cha kupenya kwa uga wa sumaku. Basi tuendelee. Takwimu hii inatumika kwa athari ya uchunguzi wa mikondo ya eddy. Thamani yake ndogo, juu ya sasa inapita katika tabaka za uso wa casing ya kinga. Ipasavyo, ndivyo uwanja wa sumaku unavyosababishwa nayo, ambao huondoa ule wa nje. Kina sawa kinatambuliwa na fomula hapa chini. Katika fomula hii, ρ na Μr ni uwezo wa kupinga na upenyezaji wa sumaku wa nyenzo za skrini, mtawalia (vipimo vya kipimo cha thamani ya kwanza ni Ohm∙m); f ni marudio ya sehemu, inayopimwa kwa MHz.
- Ufanisi wa ngao e - uwiano wa nguvu ya uga wa sumaku katika nafasi iliyolindwa bila kuwepo na kuwepo kwa ngao. Thamani hii ni ya juu, unene mkubwa wa skrini na upenyezaji wa sumaku wa nyenzo zake. Upenyezaji wa sumaku ni kiashirio kinachobainisha ni mara ngapi kuingizwa kwenye dututofauti na ile ya utupu.
- Kupunguza nguvu ya uga sumaku na msongamano wa mkondo wa eddy kwa kina x kutoka kwenye uso wa kasha ya kinga. Kiashiria kinahesabiwa kwa kutumia formula hapa chini. Hapa A0 ni thamani kwenye sehemu ya skrini, x0 ni kina ambacho msongamano au msongamano wa sasa hupungua mara.
Miundo ya skrini
Vifuniko vya kinga vya kukinga uga sumaku vinaweza kutengenezwa kwa miundo mbalimbali:
- karatasi na kubwa;
- katika umbo la mirija yenye mashimo na vifuniko vyenye sehemu ya silinda au mstatili;
- safu moja na safu nyingi, yenye pengo la hewa.
Kwa kuwa hesabu ya idadi ya tabaka ni ngumu sana, thamani hii mara nyingi huchaguliwa kutoka kwa vitabu vya marejeleo, kulingana na mikondo ya ufanisi ya kulinda ambayo ilipatikana kwa majaribio. Kupunguzwa na seams katika masanduku inaruhusiwa kufanywa tu kando ya mistari ya mikondo ya eddy. Vinginevyo, athari ya kinga itapunguzwa.
Kwa vitendo, ni vigumu kupata kipengele cha ulinzi wa juu, kwa kuwa ni muhimu kila wakati kutengeneza mashimo ya kuingiza kebo, uingizaji hewa na matengenezo ya mitambo. Kwa koili, vifuniko visivyo na mshono vinatengenezwa kwa kutumia mbinu ya kuchomoa laha, na sehemu ya chini ya skrini ya silinda hutumika kama kifuniko kinachoweza kuondolewa.
Aidha, vipengele vya muundo vinapogusana, nyufa hutokea kutokana na hitilafu za uso. Ili kuwaondoa, tumiaclamps mitambo au gaskets alifanya ya vifaa conductive. Zinapatikana kwa ukubwa tofauti na sifa tofauti.
Mikondo ya Eddy ni mikondo ambayo ina mzunguko mdogo sana, lakini inaweza kuzuia kupenya kwa uga wa sumaku kupitia skrini. Kwa uwepo wa idadi kubwa ya mashimo kwenye casing, kupungua kwa mgawo wa shielding hutokea kulingana na utegemezi wa logarithmic. Thamani yake ndogo inazingatiwa na mashimo ya kiteknolojia ya ukubwa mkubwa. Kwa hiyo, inashauriwa kutengeneza mashimo kadhaa madogo badala ya moja kubwa. Iwapo ni muhimu kutumia mashimo sanifu (kwa ajili ya kuingiza kebo na mahitaji mengine), basi miongozo ya mawimbi ya transcendental hutumiwa.
Katika sehemu ya magnetostatic iliyoundwa na mikondo ya moja kwa moja ya umeme, kazi ya skrini ni kuzima njia za uga. Kipengele cha kinga kimewekwa karibu iwezekanavyo kwa chanzo. Kutuliza haihitajiki. Ufanisi wa kinga hutegemea upenyezaji wa sumaku na unene wa nyenzo za ngao. Kama ya mwisho, vyuma, permaloi na aloi za sumaku zenye upenyezaji wa juu wa sumaku hutumika.
Ukingaji wa njia za kebo hufanywa hasa kwa mbinu mbili - kwa kutumia kebo zilizo na jozi iliyosokotwa iliyokingwa au iliyolindwa na kuweka mifereji katika masanduku ya alumini (au viingilio).
Skrini bora zaidi
Uendeshaji wa skrini za sumaku zinazopitisha utendakazi wa hali ya juu unatokana na madoido ya Meissner. Jambo hili linajumuisha ukweli kwamba mwili katika uwanja wa magnetic huenda katika hali ya superconducting. Wakati huo huo, magneticupenyezaji wa casing inakuwa sawa na sifuri, yaani, haina kupita shamba magnetic. Inalipwa kikamilifu katika ujazo wa mwili uliotolewa.
Faida ya vipengele kama hivyo ni kwamba vina ufanisi zaidi, ulinzi kutoka kwa uga wa sumaku wa nje hautegemei marudio, na athari ya fidia inaweza kudumu kwa muda mrefu kiholela. Hata hivyo, katika mazoezi, athari ya Meissner haijakamilika, kwa kuwa katika skrini halisi zilizofanywa kwa vifaa vya superconducting daima kuna inhomogeneities ya miundo ambayo husababisha kukamata magnetic flux. Athari hii ni shida kubwa kwa uundaji wa casings ili kukinga uwanja wa sumaku. Mgawo wa upunguzaji wa uwanja wa sumaku ni mkubwa zaidi, ndivyo juu ya usafi wa kemikali wa nyenzo. Katika majaribio, utendakazi bora zaidi ulibainishwa kwa risasi.
Hasara zingine za nyenzo za ulinzi za uga wa upitishaji sumaku ni:
- gharama kubwa;
- uwepo wa mabaki ya uga wa sumaku;
- kuonekana kwa hali ya utendakazi bora katika halijoto ya chini pekee;
- kutoweza kufanya kazi katika sehemu za juu za sumaku.
Nyenzo
Mara nyingi, skrini za chuma cha kaboni hutumiwa kulinda dhidi ya uga wa sumaku, kwa vile zinaweza kubadilika kwa urahisi kwa kulehemu, kutengenezea, si ghali na zina sifa nzuri ya kustahimili kutu. Mbali nao, nyenzo kama vile:
- foli ya kiufundi ya alumini;
- aloi laini ya sumaku ya chuma, alumini na silikoni (alsifer);
- shaba;
- glasi iliyotiwa kondakta;
- zinki;
- chuma cha transfoma;
- enameli tembezi na vanishi;
- shaba;
- vitambaa vya metali.
Kimuundo, zinaweza kutengenezwa kwa namna ya shuka, neti na foil. Nyenzo za karatasi hutoa ulinzi bora, na nyenzo za mesh ni rahisi zaidi kukusanyika - zinaweza kuunganishwa pamoja na kulehemu doa katika nyongeza za 10-15 mm. Ili kuhakikisha upinzani wa kutu, gridi zimepakwa varnish.
Mapendekezo ya uteuzi wa nyenzo
Wakati wa kuchagua nyenzo kwa ajili ya skrini zinazolinda, mapendekezo yafuatayo yanaongozwa:
- Katika sehemu dhaifu, aloi zenye upenyezaji wa juu wa sumaku hutumika. Ya juu zaidi ya teknolojia ni permalloy, ambayo inajitolea vizuri kwa shinikizo na kukata. Nguvu ya sumaku inayohitajika kwa demagnetization yake kamili, pamoja na upinzani wa umeme, inategemea hasa asilimia ya nikeli. Kwa kiasi cha kipengele hiki, nikeli za chini (hadi 50%) na nikeli za juu (hadi 80%) zinatofautishwa.
- Ili kupunguza upotevu wa nishati katika uga unaopishana wa sumaku, casings huwekwa kutoka kwa kondakta bora au kutoka kwa kihami.
- Kwa mzunguko wa uwanja wa zaidi ya 10 MHz, mipako ya filamu ya fedha au shaba yenye unene wa 0.1 mm au zaidi (skrini zilizotengenezwa kwa getinaks zilizofunikwa kwa karatasi na vifaa vingine vya kuhami joto), pamoja na shaba, alumini na shaba, kutoa athari nzuri. Ili kulinda shaba dhidi ya oxidation, hupakwa rangi ya fedha.
- Unenenyenzo inategemea frequency f. F ya chini, unene mkubwa lazima uwe ili kufikia athari sawa ya kinga. Katika masafa ya juu, kwa ajili ya utengenezaji wa casings kutoka nyenzo yoyote, unene wa 0.5-1.5 mm ni wa kutosha.
- Kwa sehemu zenye f ya juu, ferromagnets hazitumiwi, kwa kuwa zina ukinzani mkubwa na kusababisha hasara kubwa ya nishati. Nyenzo zinazopitisha nguvu nyingi zaidi ya chuma pia hazipaswi kutumiwa kukinga sehemu za kudumu za sumaku.
- Kwa ulinzi juu ya anuwai ya f, nyenzo za safu nyingi (karatasi za chuma zenye safu ya chuma inayopitisha hewa) ndizo suluhisho mojawapo.
Sheria za jumla za uteuzi ni kama ifuatavyo:
- Masafa ya juu ni nyenzo zinazomulika sana.
- Masafa ya chini ni nyenzo zenye upenyezaji wa juu wa sumaku. Kukagua katika kesi hii ni mojawapo ya kazi ngumu zaidi, kwani hurahisisha muundo wa skrini ya kinga kuwa mzito na mgumu zaidi.
Tepu za foil
Tepu za kukinga ngozi hutumika kwa madhumuni yafuatayo:
- Inakinga muingilio wa sumaku-umeme ya broadband. Mara nyingi hutumika kwa milango na kuta za kabati za umeme zilizo na vifaa, na pia kuunda skrini karibu na vitu vya mtu binafsi (solenoids, relays) na nyaya.
- Kuondoa chaji tuli ambayo hujilimbikiza kwenye vifaa vilivyo na semiconductors na mirija ya mionzi ya cathode, na vile vile kwenye vifaa vinavyotumika kuingiza/kutoa taarifa kutokakompyuta.
- Kama sehemu ya saketi za ardhini.
- Ili kupunguza mwingiliano wa kielektroniki kati ya vilima vya transfoma.
Kimuundo, zinatokana na wambiso wa kubandika (resin ya akriliki) na foil (yenye bati au uso laini) iliyotengenezwa kwa aina zifuatazo za chuma:
- alumini;
- shaba;
- shaba iliyotiwa bati (kwa kutengenezea na ulinzi bora wa kuzuia kutu).
Nyenzo za polima
Katika vifaa vile ambapo, pamoja na ulinzi wa uga wa sumaku, ulinzi dhidi ya uharibifu wa mitambo na ufyonzaji wa mshtuko unahitajika, nyenzo za polima hutumiwa. Zinatengenezwa kwa namna ya pedi za povu za polyurethane zilizofunikwa na filamu ya polyester, kulingana na wambiso wa akriliki.
Katika utengenezaji wa vifuatilizi vya kioo kioevu, mihuri ya akriliki iliyotengenezwa kwa kitambaa cha conductive hutumiwa. Katika safu ya adhesive ya akriliki ni matrix ya conductive tatu-dimensional iliyofanywa kwa chembe za conductive. Kwa sababu ya unyumbufu wake, nyenzo hii pia inachukua vyema mkazo wa kimitambo.
Mbinu ya fidia
Kanuni ya mbinu ya kukinga fidia ni kuunda uga sumaku ambao umeelekezwa kinyume na uga wa nje. Kawaida hii inafanikiwa na mfumo wa coil wa Helmholtz. Inajumuisha coil 2 nyembamba zinazofanana ziko coaxially katika umbali wa radius yao. Umeme hupitishwa kupitia kwao. Uga wa sumaku unaochochewa na koili ni sare sana.
Koti la ngaopia hutolewa na plasma. Jambo hili huzingatiwa katika usambazaji wa uga wa sumaku angani.
Kingao cha kebo
Ulindaji wa uga wa sumaku ni muhimu wakati wa kuwekewa nyaya. Mikondo ya umeme inayotokana ndani yao inaweza kusababishwa na kuingizwa kwa vyombo vya nyumbani katika chumba (viyoyozi, taa za fluorescent, simu), pamoja na elevators katika migodi. Mambo haya yana ushawishi mkubwa sana kwenye mifumo ya mawasiliano ya kidijitali inayofanya kazi kwenye itifaki zilizo na bendi pana ya masafa. Hii ni kutokana na tofauti ndogo kati ya nguvu ya ishara muhimu na kelele katika sehemu ya juu ya wigo. Aidha, nishati ya sumakuumeme inayotolewa na mifumo ya kebo huathiri vibaya afya ya wafanyakazi wanaofanya kazi kwenye majengo.
Mazungumzo ya mtambuka hutokea kati ya jozi za nyaya kutokana na kuwepo kwa miunganisho ya kushika kasi na kwa kufata neno kati yake. Nishati ya sumakuumeme ya nyaya pia inaonekana kutokana na inhomogeneities ya impedance yao ya wimbi na ni dhaifu kwa namna ya hasara za joto. Kama matokeo ya kupungua, nishati ya mawimbi iliyo mwishoni mwa laini hushuka mara mia.
Kwa sasa, mbinu 3 za kukinga njia za kebo zinatumika katika tasnia ya umeme:
- Matumizi ya visanduku vya metali zote (chuma au alumini) au usakinishaji wa vichochezi vya chuma katika za plastiki. Kadiri mzunguko unavyoongezeka, uwezo wa kukagua alumini hupungua. Hasara pia ni gharama kubwa ya masanduku. Kwa kukimbia kwa cable ndefu kunatatizo la kuhakikisha mawasiliano ya umeme ya vipengele vya mtu binafsi na msingi wao ili kuhakikisha uwezekano wa sifuri wa sanduku.
- Tumia nyaya zilizolindwa. Njia hii hutoa ulinzi wa juu zaidi kwani ala huzingira kebo yenyewe.
- Uwekaji ombwe wa chuma kwenye chaneli ya PVC. Njia hii haifai kwa masafa hadi 200 MHz. "Kuzimwa" kwa uga wa sumaku ni chini mara kumi ikilinganishwa na kuwekewa kebo katika masanduku ya chuma kutokana na upinzani wa juu.
Aina za nyaya
Kuna aina 2 za nyaya zilizolindwa:
- Na skrini ya kawaida. Iko karibu na waendeshaji ambao hawajalindwa. Ubaya wa nyaya kama hizo ni kwamba kuna mazungumzo makubwa (mara 5-10 zaidi ya jozi zilizokingwa), haswa kati ya jozi zenye sauti moja ya kusokota.
- Keye zenye jozi zilizosokotwa zenye ngao. Jozi zote zimelindwa kibinafsi. Kwa sababu ya gharama yao ya juu, hutumiwa mara nyingi katika mitandao yenye mahitaji magumu ya usalama na katika vyumba vilivyo na mazingira magumu ya sumakuumeme. Matumizi ya nyaya hizo katika kuwekewa sambamba hufanya iwezekanavyo kupunguza umbali kati yao. Hii inapunguza gharama ikilinganishwa na uelekezaji uliogawanyika.
Kebo yenye ngao ya jozi-twist ni jozi ya kondakta zilizowekwa maboksi (idadi yao kawaida ni kutoka 2 hadi 8). Ubunifu huu hupunguza mazungumzo.kati ya makondakta. Jozi zisizozuiliwa hazina mahitaji ya kutuliza, zina kubadilika zaidi, vipimo vidogo vya kupitisha, na urahisi wa ufungaji. Jozi iliyolindwa hutoa ulinzi dhidi ya kuingiliwa kwa sumakuumeme na upitishaji wa data wa ubora wa juu kwenye mitandao.
Mifumo ya habari pia hutumia ngao ya safu mbili, ambayo inajumuisha ulinzi wa jozi zilizosokotwa kwa njia ya mkanda wa plastiki ya metali au foil, na msuko wa kawaida wa chuma. Kwa ulinzi bora dhidi ya uga wa sumaku, mifumo kama hiyo ya kebo lazima iwekwe chini ipasavyo.
