Введение к работе
Акхуальность_пдоблемы. В настоящее время наблюдается устойчивая тенденция к ужесточению требований, предъявляемых к пассивным устройствам обеспечения электромагнитной совместимости. (ЭМС) радиоэлектронных й электротехнических средств (РЭС) различного назначения, вызванная постоянно расширяющимся спектром электромагнитных помех и ростом их интенсивности. Помехи, распространяющиеся как по эфиру, так и по сетям питания, требуют установки эффективных сетевых фильтров, способных одновременно с минимумом потерь пропускать электроэнергию промышленных частот с токовой нагрузкой от единиц до сотен ампер. Существующие конструкции сетевых фильтров не отвечают подчас требованиям по диапазону частот подавления, вносимому затуханию, габаритам. Для эффективного решения задач ЭМС РЭС действующими сетевыми помехоподавляющими фильтрами (СІШ часто необходимо последовательно устанавливать СПФ, работающие в различных, но обязательно перекрывающихся диапазонах частот, что приводит к дополнительному увеличению габаритов конструкций, особенно недопустимому на мобильных объектах.
Поэтому в настоящее время напразление исследований в области разработки новых, широкополосных и малогабаритных сетевых фильтров является весьма актуальным, что подтверждает своевременность его развития в настоящей работе.
Цель_рабты : исследование различных электродинамических замедляющих систем (X) и разработка на их основе сетевых помех оподавляющих фильтров, способных обеспечить большие вносимые затухания в широком диапазоне частот и обладающих наименьшими габаритами и весом.
Из цели вытекают следующие задачи :
выбор замедляющих систем, способных одновременно ВЫПОЛНЯТ1 две функции: пропускать с минимумом потерь значительную энергию питания РЭС промышленной частоты и эффективно подавлять нежелательное олектромагнитное поле в широком диапазоне частот; для этого системы должны включать г себя как минимум два электрода
исследование особенностей распространения электромагнитньс волн в замедляющих системах для создания условий эффективной диссипации поля помехи
расчет основных параметров различных замедляющих систем, наиболее сильно влияющих на величину затухания в полосе частої и их оптимизация для достижения наибольшего затухания при минимальных размерах
разработка инженерной методики расчета СПФ на основе различных X по заданным параметрам. Синтез СШ
проведение экспериментальных исследований макетов и опытных образцов фильтров, построенных по разработанным моделям различных X и оценка точности расчетов
выработка рекомендаций для конструирования СПФ под различные технические требования.
На^чнад ьюмзна диссертации заключается в том, что вперві предложены и исследованы сетевые фильтры, в которых основньо элементом выступали различные замедляющие системы. В том 4W
- спиральная X во внешнем экране, в среде ыагнитодиэлектри
с потерями и тонким слоем резистивного материала на образ;
щей спирали, создающим продольную проводимость. Этот ело
при оптимальной величине поверхностного сопротивления, об-
спечивает наибольшее затухание на минимальной частоте эле
тромагнитного поля
спиральная замедляющая система в двух (внешнем и внутреннем)
экранах, в которой с целью уменьшения габаритов и песа СПФ
и одновременного увеличения диапазона частот подавления нежелательного электромагнитного поля, в полости внутреннего . экрана размещены шунтирующие спираль конденсаторы
коаксиал с внутренним ребристым проводником, на внешней об
разующей которого установлен реэистивный слой. При оптималь
ной величине поверхностного сопротивления последнего, такой
фильтр позволяет добиться наибольшего затухания на минималь
ной подавляемой частоте, а его сечение пропускать значитель
ные токи промышленных частот.
Практ;ичекая_щнность a6ojru : .
предложено и реализовано новое направление в создании сетевых
помехоподавляющих фильтров на основе замедляющих систем
разработана инженерная методика синтеза сетевого фильтра на основе спиральной ЗС по заданным исходным данным
созданы комплекты конструкторской документации на сетевые электрофильтры, обеспечивающие различные диапазоны частот подавления, токовые нагрузки в одно-и-многопроводном исполнениях
разработаны конструкции малогабаритных сетевых фильтров на
основе различных X, по основным параметрам превосходящие
отечественные и зарубежные аналоги
организовано опытное производство сетевых фильтров, построенных на различных замедляющих системах.
На_зщиту_ _выносятря следующие научньнз езгульт_аты_и_ПЛжНияг . функциональные связи между величиной затухания в C3G (в од-
ном и. двух.экранах), в коаксиале с ребристым проводником и оптимизируемыми параметрами этих замедляющих систем.
-
Фильтр на спиральной замедляющей система позволяет при оптимальной величина поверхностного сопротивления реэистивно-го слоя, создающего дополнительную проводимость спирали, обео печивять погонное затухание 4..,7 дБ/см на частотах выше десятков мегагерц при незначительных размерах.
-
Введение внутреннего экрана в конструкцию сетевого фильтра на спиральной X позволяет, с целью уменьшения габаритов СП4, получить дополнительный объем для размещения в нем емкостных элементов, значительно расширяющих диапазон подав-ляевых частот.
4„ Замена спирали в коаксиальной конструкции сетевого фильтра на внутренний ребристый проводник при оптимизации его параметров, позволяет расширить полосу подавляевых частот и увеличить токовую нагрузку СПФ до сотен ампер.
5, Методика инженерного расчета обеспечивает синтез фильтров на 3G с характеристиками, отличающимися не более чем на 18%-20$ от экспериментально полученных.
Реализация_реэу_ль^тат2в_работы. Изложенные в диссертации материалы получены в результате выполнения автором 3-х госбюджетных научно-исследовательских работ, проведенных в отделе защитных конструкций Московского Государственного проектного института по темам "Исследование возможности создания малогабаритного, высокоэффективного помехоподавляпцего электрофильтра на элементах с распределенными постоянными", "Исследование возможности создания новых электрофильтров с улучшенными параметрами", "Разаработка сетевых помехоподавляющих фильтров с улучшенными
параметраыи".
Все разработанные конструкции сетевых фильтров защищены Авторскими Свидетельствами на изобретения, две из них внедрены в производство в Радиотехническом институте имени Академика А.Л.Минца и находят применение на предприятиях электронной и радиопромышленности.
Апр_обация р_аботыл Дубликации^ По теме диссертационной работы опубликованы двенадцать работ, часть результатов доложена на 44-ой Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню Радио (Москва, иэ-во "Радио и связь", 1989 г. Тезисы докладов, ч.П стр. I2I-I22). Список публикаций представлен в конце автореферата.
Основное содержание работы изложено в научно-технических отчетах по госбюджетным НИРам Ш Государственной регистрации X 86688 инв. » U 89551, 1986 г.; Ф 37877 РК 672, 1988 г.; Ф 37877, 1990 г., выполненных автором в Московском Государственном проектном институте.
Стр_уту_ра и бъем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 125 страницах основного текста, списка используемой литературы, включающего 87 наименований. Работа иллюстрирована 56 рисунками и 15 таблицами.