电磁屏蔽培训资料

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1、工程电磁兼容ElectroMagneticCompatibility第五章屏蔽一、电磁屏蔽原理抑制以场的形式造成干扰的有效方法是电磁屏蔽。所谓电磁屏蔽就是以某种材料（导电或导磁材料）制成的屏蔽壳体（实体的或非实体的）将需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁隔离，即其内的电磁场不能越出这一区域，而外来的辐射电磁场不能进入这一区域（或者进出该区域的电磁能量将受到很大的衰减）。电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作用。1.电磁屏蔽的类型电磁屏蔽静电屏蔽交变电场屏蔽低频磁场屏蔽高频磁场屏蔽电场屏蔽磁场屏蔽电磁屏蔽2第五章屏蔽一、电

2、磁屏蔽原理2.静电屏蔽电磁场理论表明，置于静电场中的导体在静电平衡的条件下，具有下列性质：导体内部任何一点的电场为零；导体表面任何一点的电场强度矢量的方向与该点的导体平面垂直；整个导体是一个等位体；导体内部没有静电荷存在，电荷只能分布在导体的表面上。+QAA+Q-Q+QBA+Q-QB(a)孤立带电导体A(b)导体B包围带电导体A的情况(c)静电屏蔽3第五章屏蔽一、电磁屏蔽原理3.交变电场的屏蔽gs干扰源接收器CjUgZgZsUs(a)交变电场的耦合设干扰源g上有一交变电压Ug，在其附近产生交变电场，置于交变电场中的接收器s通过阻抗Zs接地，干

3、扰源对接收器的电场感应耦合可以等效位分布电容Cj的耦合，于是形成了Ug、Zg、Cj和Zs构成的耦合回路，如右图所示。接收器上产生的骚扰电压Us为：干扰电压Us的大小与耦合电熔Cj的大小有关。4第五章屏蔽一、电磁屏蔽原理3.交变电场的屏蔽为了减少干扰源与接收器之间的交变电场耦合，可在两者之间插入屏蔽体，如图所示。插入屏蔽体后，原来的耦合电容Cj的作用现在变为耦合电容C1、C2和C3的作用。由于干扰源与接收器之间插入屏蔽体后，它们之间的直接耦合作用非常小，所以耦合电容C3可以忽略。设金属屏蔽体对地阻抗为Z1，则屏蔽体上的感应电压为：gs干扰源接

4、收器C1UgZgZsUsC2C3Z1U1(b)有屏蔽时交变电场的耦合5第五章屏蔽一、电磁屏蔽原理3.交变电场的屏蔽从而接收器上的感应电压为：gs干扰源接收器C1UgZgZsUsC2C3Z1U1(b)有屏蔽时交变电场的耦合由上式看出，要使Us减小，则必须使Z1减小，而Z1为屏蔽体阻抗和接地线阻抗之和。屏蔽体必须选用导电性能好的材料，而且必须良好地接地。一般情况下，要求接地的接触阻抗小于2mΩ，比较严格的场合要求小于0.5mΩ。若屏蔽体不接地或接地不良，则由于C1>Cj。这将导致加屏蔽体后，干扰变得更大，这点应注意。6第五章屏蔽一、电磁屏蔽原理4.

5、低频磁场的屏蔽低频（100kHz以下）磁场的屏蔽常用高磁导率的铁磁材料（例如铁、硅钢片、坡莫合金等），其原理是利用铁磁材料的高磁导率对干扰磁场进行分路。ιSφab由上式可知，磁阻Rm与μ成反比，导磁率μ越大，则磁阻Rm越小，此时磁通主要沿着磁阻小的途径形成回路。由于铁磁材料的磁导率μ比空气的磁导率μ0大的多，所以铁磁材料置于磁场中时，磁通将主要通过铁磁材料，而通过空气的磁通将大为减小，从而起到磁场屏蔽的作用。7第五章屏蔽一、电磁屏蔽原理4.低频磁场的屏蔽所用铁磁材料的磁导率μ越高，屏蔽罩越厚，则磁阻Rm越小，磁屏蔽效果越好。使用铁磁材料作屏蔽

6、体时应注意以下问题：用铁磁材料做的屏蔽罩，在垂直磁力线方向不应开口或有缝隙。因为若缝隙垂直于磁力线，则会切断磁力线，使磁阻增大，屏蔽效果变差。铁磁材料的屏蔽不能用于高频磁场的屏蔽。因为高频时铁磁材料中的磁性损耗很大，导磁率明显下降。8第五章屏蔽一、电磁屏蔽原理5.高频磁场的屏蔽开口或缝隙正确开口或缝隙不正确良导体材料（a）开口或缝隙正确开口或缝隙不正确良导体材料（b）MLLsrsUsIIs屏蔽线圈等效电路10第五章屏蔽一、电磁屏蔽原理5.高频磁场的屏蔽MLLsrsUsIIs屏蔽线圈等效电路I为线圈的电流，M为线圈与屏蔽盒间的互感，rs、Ls为

7、屏蔽盒的电阻及电感，Is为屏蔽盒上产生的涡流。由上图可以得出：由上式可看出：（1）在高频时，rs<<ωLs。这时rs可以忽略不计，则有：11第五章屏蔽一、电磁屏蔽原理5.高频磁场的屏蔽（1）在高频时，rs<<ωLs。这时rs可以忽略不计，则有：屏蔽盒上产生的感应涡流与频率无关，可以产生排斥原磁场的反磁场。感应涡流产生的反磁场任何时候都不可能比感应出这个涡流的原磁场还大。（2）在低频时，rs>>ωLs。这是ωLs可以忽略不计，则有：低频时产生的涡流小，因此涡流反磁场也就不能完全排斥原骚扰磁场。12第五章屏蔽一、电磁屏蔽原理5.高频磁场的屏蔽（3）

8、屏蔽体电阻rs越小，则产生的感应涡流越大，而且屏蔽体自身损耗也越小。所以，高频磁屏蔽材料需用良导体，常用铝、铜及铜镀银等。（4）由于高频电流的集肤效应