Come si ottengono le proprietà di schermatura elevata e elettromagnetica dei recinti elettrici metallici?

 

Involucri elettrici metallici: realizzazione di schermature ad alta intensità ed elettromagnetiche

 

1. ALTA - GENERAZIONE DEL METALEInvolucri elettrici
2. Generalizzazione della schermatura elettromagnetica diRecinti in acciaio
3.Applicazioni di schermatura elettromagnetica inScatola elettrica in acciaio

 

 

1. ALTA - GENERAZIONE DI INTENDITÀ DEI ALCUNI ELETTRICI METALLI

Materiali in acciaio

L'acciaio ha un'elevata resistenza grazie alla sua struttura cristallina interna e alle forze di legame interatomiche. Nell'acciaio al carbonio, ad esempio, gli atomi di ferro sono strettamente combinati attraverso legami metallici per formare una struttura reticolare ordinata. La presenza di atomi di carbonio in questa struttura rafforza ulteriormente il reticolo ostacolando il movimento delle dislocazioni. I tipi comuni di acciaio al carbonio come Q235 e Q345 sono ampiamente utilizzati nella produzione di involucri elettrici con requisiti di elevata resistenza, come gli involucri dei normali armadi di controllo industriali.

 

Rafforzamento delle leghe

Per esigenze particolari vengono utilizzati acciai legati. L'aggiunta di elementi di lega come cromo, nichel e molibdeno all'acciaio può formare strutture di leghe speciali e migliorarne ulteriormente la resistenza. L'acciaio legato al cromo-molibdeno, ad esempio, non solo ha un'elevata resistenza ma anche una buona resistenza al calore e alla corrosione. Viene spesso utilizzato per fabbricare gli involucri di apparecchiature elettriche che operano in ambienti ad alta temperatura e alta pressione, come gli involucri di alcuni trasformatori di potenza.

 

B. Tecniche di elaborazione

 

Freddo: indurimento da lavoro

Attraverso i processi di lavoro freddi come la rotolamento a freddo, il disegno a freddo ed estrusione a freddo, il metallo subisce una deformazione plastica. Durante questo processo, la densità di dislocazione all'interno del metallo aumenta e le dislocazioni interagiscono e si impigliano tra loro, rendendo difficile il movimento di dislocazione, migliorando così la forza del metallo. Ad esempio, le piastre in acciaio sottili a freddo possono aumentare la resistenza delle piastre, che viene comunemente utilizzata nella produzione di recini di apparecchiature elettriche di piccole dimensioni, come i pannelli delle porte delle scatole di distribuzione.

 

Calore - Trattamento rinforzante

Sotto sottoporte al metallo ai processi di trattamento del calore come ricottura, normalizzazione, tempra e tempra, la microstruttura del metallo può essere modificata, migliorando così la sua resistenza. L'estinzione può trasformare l'acciaio in struttura di martensite, aumentando notevolmente la sua durezza e forza, ma riducendo la sua tenacità. Il trattamento di temperamento successivo può ripristinare parte della tenacità mantenendo una resistenza relativamente alta. Questo metodo viene spesso utilizzato nella produzione di recinzioni elettriche richieste di grandi dimensioni e ad alta resistenza, come i frame principali dei quadri ad alta tensione.

C. Design strutturale

 

Forma e spessore della parete ragionevoli

Quando si progettano involucri elettrici metallici, in base alle condizioni di sollecitazione effettive, vengono adottati forma e spessore delle pareti ragionevoli. Per gli involucri sottoposti a pressioni elevate si utilizzano sezioni trasversali circolari o ellittiche in quanto possono disperdere la pressione in modo più uniforme. Per le parti che devono resistere a forze laterali, lo spessore della parete viene opportunamente aumentato. Nel caso di alcuni involucri per apparecchiature elettriche esterne di grandi dimensioni, attraverso la progettazione di uno spessore ragionevole delle pareti e l'ottimizzazione della forma, la resistenza complessiva può essere effettivamente migliorata per resistere alle forze esterne in ambienti difficili.

 

Design delle nervature rinforzanti

L'installazione di nervature di rinforzo sulla superficie o all'interno della custodia può migliorare significativamente la resistenza e la rigidità della custodia. Le nervature di rinforzo possono aumentare la resistenza alla flessione e alla torsione dell'involucro, migliorando efficacemente la resistenza strutturale complessiva senza aggiungere materiali eccessivi. Ad esempio, l'inserimento di nervature di rinforzo sui pannelli laterali e posteriori delle scatole di distribuzione può migliorare la capacità dell'armadio di sopportare il peso delle apparecchiature interne e di resistere alle collisioni esterne.

 

2. Genida di schermatura elettromagnetica di recinti elettrici metallici

 

Conduttività elettrica dei materiali

1. Selezione di metalli ad alta conducibilità
Il principio di schermatura elettromagnetica dei metalli si basa sulla loro buona conduttività elettrica. Quando un campo elettromagnetico esterno agisce sulla superficie del metallo, viene generata una corrente indotta all'interno del metallo. Il rame e l'alluminio sono comunemente usati metalli ad alta conducibilità con un'alta densità di elettroni liberi, che possono rapidamente rispondere alle variazioni del campo elettromagnetico esterno e generare correnti indotte. Ad esempio, nelle apparecchiature elettroniche con elevati requisiti di protezione elettromagnetica, come le custodie delle unità di elaborazione del segnale nelle stazioni base di comunicazione, vengono spesso utilizzati materiali in lega di rame o in lega di alluminio. La loro alta conducibilità genera una forte corrente indotta, che a sua volta forma un campo elettromagnetico inverso per compensare la parte del campo elettromagnetico esterno, raggiungendo una schermatura elettromagnetica.

 

2.Applicazione di rivestimenti conduttivi

Per alcuni metalli con scarsa conduttività elettrica o per migliorare l'effetto di schermatura, i rivestimenti conduttivi possono essere applicati alle loro superfici. Ad esempio, il rivestimento della superficie dei recinti elettrici in acciaio con una vernice contenente particelle conduttive come argento e rame per formare un percorso conduttivo. Quando un campo elettromagnetico esterno agisce, le particelle conduttive nel rivestimento possono guidare il flusso di correnti indotte, migliorando l'effetto di schermatura. Questo metodo viene spesso utilizzato in recinti di apparecchiature elettriche che sono costi - sensibili e hanno determinati requisiti di schermatura elettromagnetica.

B. Progettazione strutturale chiusa

1. Struttura sigillata senza sete

Gli involucri elettrici metallici sono progettati come strutture chiuse per ridurre al minimo gli spazi vuoti, i fori, ecc. poiché i campi elettromagnetici possono facilmente fuoriuscire o entrare attraverso queste aperture. Ad esempio, durante la progettazione dell'involucro, vengono utilizzate saldature, rivettature, ecc. per garantire una connessione stretta tra le varie parti dell'involucro, riducendo gli spazi vuoti. Per le aperture di ventilazione, le interfacce, ecc. necessarie, vengono adottati progetti di schermatura speciali, come l'installazione di reti metalliche, guarnizioni in gomma conduttiva, ecc., che possono non solo garantire le funzioni di ventilazione e connessione, ma anche bloccare efficacemente la propagazione dei campi elettromagnetici.

 

2.Struttura di schermatura multistrato

Per occasioni con ambienti elettromagnetici complessi e requisiti di schermatura estremamente elevati, è possibile adottare una struttura di schermatura metallica a più strati. Diversi strati di materiali metallici possono proteggere campi elettromagnetici di diverse frequenze. Ad esempio, nella progettazione di un involucro di alcune apparecchiature di test elettronica di fascia alta, lo strato interno utilizza un metallo con elevata permeabilità magnetica (come permalloy) per proteggere i campi magnetici a bassa frequenza e lo strato esterno utilizza un metallo con alta conducibilità elettrica (come il rame) per proteggere i campi elettromagnetici ad alta frequenza. Attraverso una struttura a più strati, è possibile ottenere una schermatura elettromagnetica ad alta efficienza attraverso l'intera banda di frequenza.

 

3.Applicazioni di schermatura elettromagnetica inRecinti elettrici in metalloattraverso i campi chiave

Recinti attraverso i campi chiave

 

Campo di comunicazione elettronica

Stazioni base di comunicazione

Nel regno della comunicazione moderna, le stazioni base 4G e 5G rappresentano il fulcro della connettività senza soluzione di continuità. Le loro unità di elaborazione del segnale e i moduli a radiofrequenza della stazione base operano in un ambiente ad alta frequenza e ad alta intensità di dati. Gli involucri elettrici metallici, dotati di efficienti meccanismi di schermatura elettromagnetica, fungono da salvaguardia. Impediscono al rumore elettromagnetico esterno, come quello proveniente da apparecchiature industriali vicine o altri dispositivi wireless, di infiltrarsi nei circuiti sensibili di elaborazione del segnale. Questa schermatura non solo garantisce l'elaborazione stabile e precisa dei segnali in entrata e in uscita, ma riduce anche significativamente le interferenze e il tasso di errore di bit. Ad esempio, nelle aree urbane con un'alta densità di infrastrutture di comunicazione, la corretta schermatura elettromagnetica degli involucri delle stazioni base è fondamentale per mantenere un trasferimento dati ad alta velocità e una comunicazione vocale chiara.

Equipaggiamento di comunicazione satellitare

La comunicazione satellitare è la pietra angolare della comunicazione globale, soprattutto per le aree remote e le trasmissioni internazionali. Sia le apparecchiature delle stazioni terrestri che i terminali di comunicazione via satellite sono esposti a un ambiente elettromagnetico complesso. Gli involucri metallici con schermatura elettromagnetica svolgono un duplice ruolo. Impediscono che i potenti segnali elettromagnetici utilizzati per la comunicazione satellite-terra vengano interrotti da interferenze esterne, come eruzioni solari o radiazioni cosmiche. Allo stesso tempo, impediscono alle emissioni elettromagnetiche dell'apparecchiatura di causare interferenze ad altri sistemi satellitari o reti di comunicazione terrestri. Ciò è vitale per mantenere l'integrità dei collegamenti di comunicazione satellitare, garantire un trasferimento affidabile dei dati e prevenire perdite o errori di segnale durante le trasmissioni a lunga distanza.

 

campo di apparecchiature mediche elettroniche

Attrezzatura per imaging medico

I dispositivi di imaging medico come la risonanza magnetica (MRI) e la tomografia computerizzata (CT) sono essenziali per diagnosi mediche accurate. Le macchine per risonanza magnetica, in particolare, generano campi magnetici estremamente forti durante il funzionamento. ILrecinti elettrici in metalloCon una schermatura elettromagnetica ad alte prestazioni sono progettate per contenere questi potenti campi magnetici all'interno della macchina, prevenendo la perdita di campo magnetico. Ciò è cruciale poiché la perdita di campo magnetico può interferire con altri dispositivi medici nelle vicinanze, interrompere le attrezzature elettroniche nell'ambiente ospedaliero e potenzialmente posare rischi per i pazienti e il personale medico. Inoltre, la schermatura blocca l'interferenza elettromagnetica esterna, garantendo che i delicati sensori di imaging possano catturare immagini accurate e ad alta risoluzione. Senza una corretta schermatura elettromagnetica, le immagini risultanti possono essere guastate da artefatti, portando a diagnosi errate.

 

apparecchiature di supporto vitale

La vita - attrezzature di supporto come pacemaker e monitor di assistenza intensiva sono dispositivi di vita che salvano in un ambiente elettromagnetico complesso all'interno degli ospedali. Questi ambienti sono riempiti con varie fonti di radiazioni elettromagnetiche, tra cui altri dispositivi medici, sistemi di comunicazione wireless e apparecchiature elettriche. I recinti metallici con schermatura elettromagnetica attorno a questi dispositivi di supporto sono progettati per isolarli dall'interferenza elettromagnetica esterna. Questa schermatura garantisce che i dispositivi possano monitorare e regolare accuratamente funzioni vitali, come i ritmi cardiaci e la respirazione del paziente. Qualsiasi interruzione causata dall'interferenza elettromagnetica potrebbe portare a letture imprecise, decisioni di trattamento errate o persino situazioni minacciose per i pazienti.

 

campo aerospaziale

sistemi elettronici degli aerei

Gli aeromobili sono dotati di una pletora di sistemi elettronici critici, tra cui navigazione, controllo di volo e sistemi di comunicazione. Questi sistemi operano in stretta vicinanza tra loro e l'interferenza elettromagnetica tra loro potrebbe essere catastrofica. Le recinzioni elettriche metalliche con schermatura elettromagnetica sono progettate per prevenire il crosstalk, che è il trasferimento indesiderato di segnali elettromagnetici tra diversi sistemi. Ad esempio, nel sistema di navigazione, la protezione del recinto assicura che i segnali di navigazione accurati non siano interrotti dai segnali di comunicazione ad alta potenza a bordo. Ciò è essenziale per mantenere la sicurezza e la precisione delle operazioni di volo, poiché qualsiasi deviazione nella navigazione o nel controllo del volo a causa dell'interferenza elettromagnetica potrebbe portare a errori del percorso di volo e potenziali incidenti.

 

veicolo spaziale

I veicoli spaziali operano in un ambiente spaziale estremamente ostile, pieno di intense radiazioni elettromagnetiche provenienti dal sole, dai raggi cosmici e da altre fonti celesti. ILinvolucri metallicidei veicoli spaziali sono progettati con tecniche avanzate di schermatura elettromagnetica per proteggere i delicati dispositivi elettronici interni. Questi dispositivi sono responsabili di varie funzioni, come la raccolta dati, la comunicazione con la Terra e il controllo dell'assetto dei veicoli spaziali. La schermatura elettromagnetica non solo protegge dalle radiazioni ad alta energia, ma aiuta anche a mantenere il corretto funzionamento dei circuiti elettronici in presenza di rapidi cambiamenti nell'ambiente elettromagnetico spaziale. Ciò garantisce l'affidabilità a lungo termine del veicolo spaziale durante le sue missioni estese nello spazio.

 

campo di automazione industriale

apparecchiature di controllo industriale

Nei moderni ambienti industriali, i controllori logici programmabili (PLC) e i computer industriali sono il cervello dietro i processi di produzione automatizzati. Questi ambienti sono pieni di motori potenti, sistemi elettrici ad alta tensione e altre fonti di interferenza elettromagnetica. Gli involucri elettrici metallici con schermatura elettromagnetica vengono utilizzati per proteggere i circuiti di controllo sensibili di questi dispositivi. La schermatura impedisce al rumore elettromagnetico esterno di corrompere i segnali di controllo, garantendo che i processi di produzione si svolgano in modo fluido e accurato. Ad esempio, in uno stabilimento di produzione automobilistica, le linee di assemblaggio robotizzate controllate da PLC si affidano alla schermatura elettromagnetica dei loro involucri di controllo per eseguire movimenti e operazioni precisi, riducendo al minimo gli errori di produzione e i tempi di fermo.

 

robot

I robot industriali sono parte integrante dell'aumento della produttività e della precisione nella produzione. I loro sistemi di controllo interni e sensori sono altamente sensibili alle interferenze elettromagnetiche.Le custodie metalliche speciali con elettromagneticola schermatura gioca un ruolo vitale nel mantenere l'accuratezza e la stabilità delle operazioni dei robot. La schermatura protegge gli algoritmi di controllo e i dati dei sensori dalla distorsione causata dai campi elettromagnetici esterni, consentendo ai robot di eseguire compiti complessi con elevata ripetibilità. In un impianto di produzione di precisione, come un impianto di produzione di semiconduttori, la schermatura elettromagnetica delle custodie dei robot è fondamentale per garantire la manipolazione e l'assemblaggio accurati di componenti delicati.

 

campo elettronico di consumo

smartphone

Gli smartphone sono diventati una parte indispensabile della nostra vita quotidiana, piena di più moduli di comunicazione wireless come Wi - FI, Bluetooth e 4G/5G. I recinti metallici con schermatura elettromagnetica sono progettati per prevenire l'interferenza tra questi diversi moduli di comunicazione. Ad esempio, quando un utente utilizza sia Wi - FI per la navigazione e il 4G per lo streaming video contemporaneamente, la schermatura assicura che i segnali di questi due moduli non interferiscano tra loro, fornendo un'esperienza utente senza soluzione di continuità e ad alta velocità. Inoltre, la schermatura riduce l'impatto dell'interferenza elettromagnetica esterna da fonti come altri smartphone vicini o trasmettitori di frequenza radio, migliorando le prestazioni complessive e l'affidabilità del dispositivo.

 

Laptop

I laptop sono ampiamente utilizzati per lavoro, intrattenimento e comunicazione. I loro componenti interni, tra cui la scheda madre, il disco rigido e le schede di rete wireless, generano radiazioni elettromagnetiche durante il funzionamento. ILcustodie metalliche con elettromagneticola schermatura ha due scopi. Innanzitutto riducono la quantità di radiazioni elettromagnetiche emesse dal laptop, il che è importante per la salute e la sicurezza dell'utente. In secondo luogo, proteggono i componenti interni dalle interferenze elettromagnetiche esterne, come quelle provenienti da linee elettriche o altri dispositivi elettronici nelle vicinanze. Ciò aiuta a mantenere la stabilità del funzionamento del laptop, prevenendo la corruzione dei dati e garantendo prestazioni fluide durante attività come editing video, giochi o conferenze online.