一种抑制电磁散射的磁环优化组合方法_2

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4] 图2是本发明实施例提供的磁环结构图;
[0065] 图3是本发明实施例提供的试验仿真图。
【具体实施方式】
[0066] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0067] 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 在没有做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。
[0068] 本发明提供了一种抑制电磁散射的磁环优化组合方法,其中,磁环是电磁兼容领 域常用的磁性材料产品。磁性材料可以分为软磁材料,永磁材料,信磁材料,特磁材料等。其 中软磁材料被广泛应用于电机工程,如制造发电机和电动机的定子和转子;变压器、电感器 的铁芯;磁路的导磁体等。软磁材料具有高的初始磁导率μL和最大导磁率ymax,低的矫顽力 He,高的饱和磁化强度Ms和低的剩余磁感应强度Br等特点。现在所应用的软磁材料主要有 诸如硅钢(Fe-Si)、坡莫合金(Fe-Ni)的合金软磁材料,发展最早、应用最广的Mn-Zn系、Ni-Zn系、Mg-Zn系等铁氧体软磁材料,以及磁性材料发展史具有里程碑意义的非晶软磁材料和 纳米晶软磁材料。其中,抗EMI材料主要分为2大类:铁氧体软磁材料和非晶纳米软磁材料。 其中铁氧体系列软磁材料发展时间较长,并且价格低廉。主要包括MnZn,NiZn,MgZn材料等, 如图1所示,所述方法包括:
[0069] (1)选择工作频率大于截止频率的磁环;
[0070] 其中,磁环的截止频率为磁环的磁导率的实部下降至初始值的一半或磁环的磁导 率的虚部上升至极大值时所对应的频率。
[0071] (2)确定所述磁环的磁导率;
[0072] (3)导线增加磁环后,确定所述磁环的电感及感抗增量;
[0073] (4)导线增加磁环后,确定所述导线与磁环的等效电感、等效电阻及等效感抗;
[0074] (5)将Μ类磁环进行组合,确定磁环组的抑制电磁散射效率。
[0075] 所述步骤(2)中,对于已经架设好的线路,可能无法用完整的磁环加装,因此需要 将磁环从中心切为两半后在卡套在导线上。磁环虽在导线上安装固定好,但是两个半圆之 间仍不可避免的存在气隙,而气隙会降低初始磁导率,因此计算所述磁环的磁导率分别包 括:
[0076] 所述磁环未被切开时的磁导率為的计算公式为:
[0077]
(1)
[0078] 式(1)中,μ〇为真空磁导率,B为恒稳磁场中磁感应强度,Η为恒稳磁场中磁场强度, S为恒稳磁场中磁感应强度与磁场强度的相位差;
[0079] 所述磁环被切开时的磁导率的计算公式为:

[0080]
[0081 ] 式(2)中,#为所述磁环未被切开时的磁导率,Mi为磁路长度,g为气隙长度。
[0082] 所述步骤(3)中,所述磁环的磁通为:
[0083]
(2)
[0084] 式(2)中,所述磁环的结构如图2所示,Do为所述磁环外直径,队为所述磁环内直径, I为所述磁环套在导线上时穿过所述磁环的电流,1为所述磁环的长度,μ〇为真空磁导率, 为相对磁导率;
[0085]确定所述磁环的电感L,公式为:
[0086] (3)
[0087] 俩疋/7Γ迎撤讥增m Δ X,公式为:
[0088] AX = jo(L-La) (4)
[0089] 式(4)中,匕为无磁环时空气介质的电感,L所述磁环的电感,ω为角频率。
[0090] 所述步骤(4)中,当所述磁环未被切开时,导线增加磁环后,所述导线与磁环的等 效感抗A Ζ的公式为:
[0091]
C5)
[0092] 式(5)中,ω为角频率,μ〇为真空磁导率,/1为所述磁环未被切开时的磁导率,Do为 所述磁环外直径,Di为所述磁环内直径,1为所述磁环的长度,U为当所述磁环未被切开时所 述导线与磁环的等效电感,Ri为当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电阻;
[0093] 其中,当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电感U的计算公式为:
[0094]
(6)
[0095] 式(6)中,Δ X为所还磁坏的感抗增量,为所述磁环未被切开时的磁通率的实部;
[0096] 当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电阻Ri的计算公式为:
[0097]
(7)
[0098] 式(7)中,yb为所述磁环未被切开时的磁通率的虚部,f为所述磁环的工作频率。
[0099] 所述步骤(4)中,当所述磁环被切开时,导线增加磁环后,所述导线与磁环的等效 感抗A Z'的公式为:
[0100]
(:.8>
[0101] 式(8)中,ω为角频率,μ〇为真空磁导率,为所述磁环被切开时的磁导率,Do为所 述磁环外直径,Di为所述磁环内直径,1为所述磁环的长度,L/为当所述磁环被切开时所述 导线与磁环的等效电感,R/为当所述磁环被切开时所述导线与磁环的等效电阻;
[0102] 其中,当所述磁环被切开时所述导线与磁环的等效电感L/的计算公式为:
[0103]
(9)
[0104] 式(9)中,ΔΧ为所述磁环的感抗增量,为所述磁环被切开时的磁通率的实部;
[0105] 杏所械磁孩》切并时所械导线与磁环的等效电阻R/的计算公式为:
[0106] (10)
[0107] 式(10)中,为所述磁环被切开时的磁通率的虚部,f为所述磁环的工作频率。
[0108] 所述步骤(5)中,所述磁环组的抑制电磁散射效率SE为:
[0109]
(11)
[0110] 式(11)中,R为所述磁环组的电阻,L为所述磁环组的电感,f为所述磁环组的工作 频率,Zo为线路波阻抗。
[0111] 当所述磁环未被切开时,所述磁环组的电阻R的公式为:
[0112]
C12)
[0113] 式(12)中,Nk为第k类磁环的总数,Μ为磁环的类别数,Ri为当所述磁环未被切开时 所述导线与磁环的等效电阻;
[0114] 当所述磁环未被切开时,所述磁环组的电感L的公式为: 则
(1〇)
[0116] 式(13)中,U为当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电感。
[0117] 当所述磁环被切开时,所述磁环组的电阻R的公式为:
[0118]
(14) K=l \ 1=1 ./
[0119] 式(14)中,Nk为第k类磁环的总数,Μ为磁环的类别数,R/为当所述磁环被切开时所 述导线与磁环的等效电阻;
[0120] 当所述磁环被切开时,所述磁环组的电感L的公式为:
[0121]
(15)
[0122]式(15)中,L/为当所述磁环未被切开时所述导线与磁环的等效电感。
[0123] 所述步骤(5)中,不同种类磁环具有不同的阻抗特性,最大阻抗对应的频率也不一 样,对感应电流的抑制效果也不一样。通过对不同种类磁环的组合,对感应电流抑制效果会 产生很大的变化。在短波频段(0.15~30MHz频段)电磁散射的抑制,常用的锰锌和镍锌材料 的磁环很难全部满足这一条件。因此需要不同材质的磁环组合成磁环组。依据磁性材质和 所要抑制的无线电干扰频段,将不同类型的磁环进行组合,构成磁环组。将Μ类磁环进行组 合,控制所述磁环组的抑制电磁散射效率SE为75%。
[0124] 实施例:
[0125] 为了验证架空输电线路串联磁环对电磁散射抑制的有效性,开展了架空线路串联 磁环的电磁散射试验,仿真试验如图3所示;
[0126] 试验过程中,架
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