Способ защиты от магнитных полей и устройство для его осуществления
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для экранирования приборов и изделий, восприимчивых к магнитным полям и для снижения внелч ,1 гт:них полей электрических маши:; л ; . Целью изобретения явллс ск расширение дкпазона эффективной зациты от магнитных полай. Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе амплитуду вспомогательного поля внутри материала экрана устанавливают постоянной и равной коэрцитивной силе материала экрана. Частоту изменения вспомогательного поля устанавливают не меньше пятикратного значения частоты экранируемого поля, Новый режим способа обеспечивает значительное усиление экранирования (примерно на цва порядка) в диапазоне квазипостоянных и низкочастотных магнитных полей , а изменение частоты электрического тока, пропускаемого через обмотку , позволяет устранить погрешности экранирования и уменьшить расход электроэнергии. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. с SS (/) С
сонма санетсних социАлистичесних
РЕСПУБЛИН (51)5 Н 05 К 9/00
ОПЙСАЙИЕ IISGEPETEHNR
И АВ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гас ст енн и номитет по изОБРетениям и отнРБ".тиям пРи п.(нт сссР (21} 4374094/21 (22) 02,02.88 (46) 15.01.91,. Бюл. № 2 (71) Ленинградское высшее инженерное морское училище им. адм. С.С.Макарова и Центральный научно-исследовательский дизельный институт (72) И.В.Адуев, А,В. Найденов ,,и Б.Н.Цырульников (53) 621. 317. 44 (088 . 8) (56) Артемьева В.Л., Шорин К. Н, Метод. увеличения эффективности магнитного экранировання. — Приборы и техника эксперимента, 1966, ¹ 3, с. 190. (54) СПОСОБ БАЦИТЫ ОТ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
И УСТРОЙСТВО ЦЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электро технике.и может быть использовано для экранирования приборов и изделий, .восприимчивых к магнитным полям, и
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на транспорте, морском флоте, а также в тех областях техники, где необходимо в больших объемах пространства обеспечить экранирование, электромагнитную совместимость установок и аппаратуры и биологическую защиту преимущественно по постоянному и низкочастотному магнитному полю.
Целью изобретения является расширение частотного диапазона защиты, путем обеспечения эффективного экранирования квазипостоянных и переменных магнитных полей, „„80„„1621198 А 1 для снижения внешн::-..;невинных полей ,,электрических машин -. -,.c.=.,; .iñi3îê.
Целью изобретения яви,;ется расширение дипазона эффективной защиты от магнитных полей. Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе ажп итуду вспомогательного поля внутри материала экрана устанавливают постоянной и равной коэрцитивной силе, материала экрана. Частоту изменения вспомогательного поля устанавливают не меньше пятикратного значения частоты экранируемого поля. Новый режим способа обеспечивает значительное усиление экранирования (примерно на цва порядка) в диапазоне квазипостоянных и низкочастотных магнитных по.лей„ а изменение частоты электрического тока, пропускаемого через обмотку, позволяет устранить погрешности . экранирования и уменьшить расход электроэнергии. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.
На чертеже предста= .ена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.
Устройство для ;-ащлты от магнитных полей содержит ферромагнитный экран
1. на котором установлена обмотка 2 переменного тока, датчик 3 частоты экранируемого магнитного поля, который состоит из последовательно соеди.. ненных преобразователя 4 магнитного поля Н в электрический сигнал, филь тра 5 нижних частот, выпрямителя 6, компаратора 7 и преобразователя 8 частоты импульсов в постоянное элект рическое напряжение. Выход датчика 3
1621198 частоты KQTopblM яВля ется Выход пре»
Образователя 8 частоты импульсов в постоянное напряжение, соединен с входом блока 9 управления, состоящего из последовательно соединенных блока
10 компараторов и блока 11 пороговых элементов. Выход блока управления соединен с входом коммутатора 12, содержащего электронные ключи, Второй 10
Выход коммутатора соединен с входом источника 13 питания перестраиваемой частоты, состоящего из блока 14 напряжений, Выходы которого соединены с блоками устройства, генератора 15 15 стабилизированного электрического напряжения перестраиваемои частоты, соединенного своим выходом с входом усилителя 16 мощности. Выход усилителя 16 мощности соединен с вторым вхо- 20 дом блока 17 конденсаторов, первый вход которого соедичен с первым выходом коммутатора. Обмотка переменного тока соединена с выходом блока емкостей ° 25
Способ осуществляют следующим образом.
Датчик 3 частоты и устанавливают в зоне действия экранируемого помехонесущего поля Нд. От блока 14 напряжений подают напряжения питания на блоки устройства. На Выходе преобразователя 4 формируют электрический сигнал U частота изменения которого равна частоте fo . В качестве преобра35 зователя 4 можно использовать датчик
Холла. После прохождения через фильтр
5 нижних частот сигнал U осво бождается от высших гармоник, которые могут мещать формированию полезного сигнала. С выхода фильтра 5 сигнал подают на вход выпрямителя 6, с выхода которого выпрямленное напряжение поступает на вход компаратора 7, В компараторе 7 полезный сигнал постоянно- 45 го тока сравнивают с Опорным. На выходе компаратора действуют прямоугольные импульсы постоянного напряжения, амплитуда которых Uq, не зависит от изменений величины входного сигнала, а частота пропорциональна частоте Е поля помехи. С выхода компаратора импульсы. подают на вход преобразователя 8, Напряжение Uy пропорционально частоте импульсов, подаваемых на вход преобразователя 8, 55 т.е. пропорционально частоте Ео магнитного поля помехи: U =Kfo, С выхода датчика 3 частоты напряжение Ua подают на вход блока 9 управления. Блок управления состоит из набора схем, каждая из которых содержит последова-. тельно соединенные компаратор и пороговый элемент. Входы компараторов соединены между собой. Число и набора схем определяют по количеству поддиапазонов m разбиения частотного диапазона магнитного поля помехи: п=в- .
При m=3 n=2. Пусть частотный диапазон помехи разбит на три поддиапазона: первый О Г fi второй fq < f qa f, третий Е f < Гз. Пока частота помеxv. находится В первом поддиапазоне, выходное напряжение компараторов не изменяется. Когда частота fо попадает во второй поддиапазон f 6 (f,fy $, изменяется уровень выходного напряжения первого компаратора, а при
Йд ffg,fan) изменяется уровень выходного напряжения второго компаратора.
Изменение выходного напряжения компараторов приводит к срабатыванию пороговых элементов. На Выходах пороговых элементов появляются электрические напряжения, которые управляют работой соответствующих переключателей и коммутатора 12. Частота F выходного напряжения генератора. 15 задается емкостями, включенными B контур oб» ратной связи. Стабилизацию амплитуды
Выходного напряжения генератора обеспечивают включением в цепь обратной связи диодов. При f C )O,f 15 выдает напряжение частоты F r< 5f, при f g (fg f< J — напряжение частоты F r 5f., а при f.C. ffe,КьД вЂ” напряжение частоты Р 5f . Напряжение с выхода генератора 15 поступает на Вход усилителя 16 мощности. С выхода усилителя 16 напряжение через блок 17 конденсаторов подают на обмотку 2. Блок емкостей введен для устранения зависимости силы тока в обмотке 2 от частоты (Fg, F, Fg). Емкости блока i7 включают последовательно с обмоткой 2, а их величины выбраны из услония равенства нулю полного реактивного сопротивления цепи обмотки для каждого значения частоты У, F, Fg Известно, что при воздействии на ферромагнитик двумя магнитными полями низкой f и высокой F частоты облегчение намагничивания и потери на гистерезисе на низкой частоте f компенсируются энергией поля частоты 16? Р, причем, чем больше F/f, тем сильнее этот эффект выражен. Для интервала частот f соответствующего инфра-. низкому и звуковому диапазонам, экранирующая способность ферромагнитной оболочки резко возрастает при соотношении 5f -Г. Целесообразно устанавливать Г=5f Дальнейшее увеличение частоты F ограничено потерями на вихревые токи и поверхностным эффектом в экране. В устройстве переменный ток пропускают через обмотку в течение всего времени работы устройства. Энергия тепловых потерь в ферромагнетике пропорциональна времени работы устройства. Мощность потерь на гистерезис пропорциональна частоте F, а на вихревые токи — F . Поэтому для уменьшения расхода электрической энергии и вероятности перегрева экрана, который может привести к частичной потере магнитных свойств, весь частотный диапазон экранируемого поля (помехи) разбивают на поддиапазоны и выдерживают соотношение 5fnp;=F в отдельности для каждого поддиапазона где f Ä. — наибольшая (граничная) Э гр, частота в данном (i-м) поцдиапазоне. Таким разбиением и изменением частоты тока добиваются уменьшения времени пропускания через обмотку тока нан» большей частоты, которую надо установить на все время работы устройства без дробления частотного диапазона помехи на поддиапазоны. 1198 6 Формула из о бр ет е ния 1. Способ защиты от магнитных полей с помощью ферромагнитного экрана, S к кот ор ому прикладывают в спомогат ел ьное магнитное поле, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона защиты, 1О вспомогательное поле прикладывают постоянно, амплитуду вспомогательного поля устанавливают незатухающей и равной внутри материала экрана его коэрцитивной силе, а частоту изменения вспомогательного поля устанавлиФ вают не меньше пятикратного значения частоты экранируемо, о магнитного поля. 2. Устройство для защиты от магнитных полей, содержащее размещенную на экране катушку намагничивания, источник питания и последовательно соединенные блок управления и датчик параметра магнитного поля, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона защиты, в него введены коммутатор н блок конденсаторов, выход которого 30 соединен с катушкой намагничивания, тервый вход — с первым выходом коммутатора, а второй вход — с выходом источника питания, второй выход коммутатора соединен с входом источника питания а Вход коммутатора с Вто» рым выходом блока управления. (
