Comment les propriétés de haute résistance et de blindage électromagnétique des boîtiers électriques métalliques sont-elles obtenues ?

 

Enceintes électriques en métal: réalisation de la réalisation de blindage électromagnétique élevée et électromagnétique

 

1. Réalisation d'intensité élevée du métalEnclos électriques
2. Réalisation du blindage électromagnétique deBoîtiers en acier
3.Applications du blindage électromagnétique dansBoîte électrique en acier

 

 

1. High - Réalisation d'intensité des enceintes électriques métalliques

Matériaux en acier

L'acier a une forte résistance en raison de sa structure cristalline interne et de ses forces de liaison inter-atomiques. En acier au carbone, par exemple, les atomes de fer sont étroitement combinés par des liaisons métalliques pour former une structure de réseau ordonnée. La présence d'atomes de carbone dans cette structure renforce encore le réseau en entravant le mouvement des dislocations. Les grades en acier en carbone commun tels que Q235 et Q345 sont largement utilisés dans la fabrication d'enceintes électriques avec des exigences à haute résistance, comme les enclos des armoires de contrôle industrielles ordinaires.

 

Renforcement des alliages

Pour des exigences particulières, des aciers alliés sont utilisés. L'ajout d'éléments d'alliage tels que le chrome, le nickel et le molybdène à l'acier peut former des structures d'alliage spéciales et améliorer encore la résistance. L'acier allié chrome-molybdène, par exemple, a non seulement une résistance élevée, mais également une bonne résistance à la chaleur et à la corrosion. Il est souvent utilisé pour fabriquer les boîtiers d'équipements électriques fonctionnant dans des environnements à haute température et haute pression, comme les boîtiers de certains transformateurs de puissance.

 

B. Techniques de traitement

 

Cold - Travail

Grâce à des processus de travail froids tels que le roulement froid, le dessin à froid et l'extrusion à froid, le métal subit une déformation plastique. Au cours de ce processus, la densité de dislocation dans le métal augmente et les dislocations interagissent et s'emmêlent les unes avec les autres, ce qui rend le mouvement de dislocation difficile, améliorant ainsi la force du métal. Par exemple, les plaques en acier mince à froid peuvent augmenter la résistance des plaques, qui est couramment utilisée dans la fabrication des enceintes d'équipements électriques de petite taille, comme les panneaux de porte des boîtes de distribution.

 

THALEMENT - Traitement Renforcement

En soumettant le métal à des processus de traitement thermique tels que le recuit, la normalisation, la trempe et le revenu, la microstructure du métal peut être modifiée, améliorant ainsi sa résistance. La trempe peut transformer l'acier en structure martensitique, augmentant considérablement sa dureté et sa résistance, mais réduisant sa ténacité. Un traitement de revenu ultérieur peut restaurer une partie de la ténacité tout en conservant une résistance relativement élevée. Cette méthode est souvent utilisée dans la fabrication de boîtiers électriques de grande taille et de haute résistance, tels que les cadres principaux des appareillages haute tension.

C. Conception structurelle

 

Forme raisonnable et épaisseur de paroi

Lors de la conception de boîtiers électriques métalliques, selon les conditions de contrainte réelles, une forme raisonnable et une épaisseur de paroi sont adoptées. Pour les enclos soumis à de grandes pressions, des sections transversales circulaires ou elliptiques sont utilisées car elles peuvent disperser la pression plus uniformément. Pour les pièces qui doivent résister aux forces latérales, l'épaisseur de la paroi est correctement augmentée. Dans le cas de certaines enclos d'équipement électrique extérieur de grande taille, grâce à la conception raisonnable de l'épaisseur et à l'optimisation de la forme, la résistance globale peut être efficacement améliorée pour résister aux forces externes dans des environnements difficiles.

 

Conception de côtes de renforcement

La pose de nervures de renforcement sur la surface ou à l'intérieur de l'enceinte peut améliorer considérablement la résistance et la rigidité de l'enceinte. Les nervures de renforcement peuvent augmenter la résistance à la flexion et à la torsion du boîtier, améliorant ainsi efficacement la résistance structurelle globale sans ajouter de matériaux excessifs. Par exemple, l'installation de nervures de renforcement sur les panneaux latéraux et arrière des boîtes de distribution peut améliorer la capacité du boîtier à supporter le poids des équipements internes et à résister aux collisions externes.

 

2. Réalisation du blindage électromagnétique des boîtiers électriques métalliques

 

Conductivité électrique des matériaux

1.Sélections des métaux de conductivité élevés
Le principe du blindage électromagnétique des métaux repose sur leur bonne conductivité électrique. Lorsqu’un champ électromagnétique externe agit sur la surface métallique, un courant induit est généré à l’intérieur du métal. Le cuivre et l'aluminium sont des métaux à haute conductivité couramment utilisés avec une densité élevée d'électrons libres, qui peuvent réagir rapidement aux changements du champ électromagnétique externe et générer des courants induits. Par exemple, dans les équipements électroniques ayant des exigences élevées en matière de blindage électromagnétique, tels que les boîtiers des unités de traitement du signal dans les stations de base de communication, des matériaux en cuivre ou en alliage d'aluminium sont souvent utilisés. Leur conductivité élevée génère un fort courant induit, qui forme à son tour un champ électromagnétique inverse pour compenser une partie du champ électromagnétique externe, réalisant ainsi un blindage électromagnétique.

 

2. Application des revêtements conducteurs

Pour certains métaux ayant eux-mêmes une mauvaise conductivité électrique ou pour améliorer l’effet de blindage, des revêtements conducteurs peuvent être appliqués sur leurs surfaces. Par exemple, recouvrir la surface des boîtiers électriques en acier d'une peinture contenant des particules conductrices telles que de l'argent et du cuivre pour former un chemin conducteur. Lorsqu'un champ électromagnétique externe agit, les particules conductrices du revêtement peuvent guider le flux des courants induits, renforçant ainsi l'effet de protection. Cette méthode est souvent utilisée dans les boîtiers d'équipements électriques qui sont sensibles au coût et qui ont certaines exigences en matière de blindage électromagnétique.

B. Conception structurelle fermée

1. Structure scellée sans couture

Les enceintes électriques métalliques sont conçues comme des structures fermées pour minimiser les lacunes, les trous, etc. parce que les champs électromagnétiques peuvent facilement fuir ou entrer par ces ouvertures. Par exemple, lors de la conception de l'enceinte, du soudage, du rivetage, etc. sont utilisés pour assurer une connexion étroite entre les différentes parties de l'enceinte, en réduisant les lacunes. Pour les ouvertures de ventilation nécessaires, les interfaces, etc., des conceptions de blindage spéciales sont adoptées, telles que l'installation de mailles métalliques, des joints en caoutchouc conducteur, etc., qui peuvent non seulement assurer des fonctions de ventilation et de connexion, mais également bloquer efficacement la propagation des champs électromagnétiques.

 

2.Multi - Structure de blindage de couche

Pour les occasions avec des environnements électromagnétiques complexes et des exigences de blindage extrêmement élevées, une structure de blindage en métal multi-couche peut être adoptée. Différentes couches de matériaux métalliques peuvent protéger les champs électromagnétiques de différentes fréquences. Par exemple, dans la conception de l'enceinte de certains équipements de test électroniques à haute fin, la couche intérieure utilise un métal avec une perméabilité magnétique élevée (comme le permalloy) pour protéger les champs magnétiques à basse fréquence, et la couche externe utilise un métal avec une conductivité électrique élevée (comme le cuivre) pour protéger les champs électromagnétiques à haute fréquence. Grâce à une structure multi-couche, le blindage électromagnétique à haute efficacité à travers toute la bande de fréquences peut être réalisé.

 

3.Applications du blindage électromagnétique dansEnclos électriques métalliquesà travers les champs clés

Boîtiers à travers les champs clés

 

Champ de communication électronique

Stations de base de communication

Dans le domaine des communications modernes, les stations de base 4G et 5G constituent les piliers d’une connectivité transparente. Leurs unités de traitement du signal et leurs modules radiofréquences de station de base fonctionnent dans un environnement haute fréquence et gourmand en données. Les enveloppes électriques métalliques, équipées de mécanismes de blindage électromagnétique efficaces, agissent comme une protection. Ils empêchent le bruit électromagnétique externe, tel que celui provenant d'équipements industriels à proximité ou d'autres appareils sans fil, de s'infiltrer dans les circuits sensibles de traitement du signal. Ce blindage garantit non seulement le traitement stable et précis des signaux entrants et sortants, mais réduit également considérablement les interférences et le taux d'erreur binaire. Par exemple, dans les zones urbaines dotées d'une forte densité d'infrastructures de communication, un blindage électromagnétique approprié des enceintes des stations de base est crucial pour maintenir un transfert de données à haut débit et une communication vocale claire.

équipement de communication par satellite

La communication par satellite est la pierre angulaire de la communication mondiale, en particulier pour les zones éloignées et les transmissions internationales. L'équipement de station basé sur le sol et les terminaux de communication par satellite sont exposés à un environnement électromagnétique complexe. Les enceintes métalliques avec blindage électromagnétique jouent un double rôle. Ils empêchent les puissants signaux électromagnétiques utilisés pour la communication par satellite - vers le sol d'être perturbée par des interférences externes, telles que les éruptions solaires ou le rayonnement cosmique. Simultanément, ils empêchent les propres émissions électromagnétiques de l'équipement de provoquer des interférences à d'autres systèmes basés sur des satellites ou des réseaux de communication basés sur le sol. Ceci est vital pour maintenir l'intégrité des liaisons de communication par satellite, assurer un transfert de données fiable et prévenir la perte ou les erreurs de signal pendant les transmissions à longue distance.

 

domaine des équipements médicaux électroniques

équipement d'imagerie médicale

Les dispositifs d'imagerie médicale comme l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et la tomodensitométrie (CT) sont essentiels pour des diagnostics médicaux précis. Les machines IRM, en particulier, génèrent des champs magnétiques extrêmement forts pendant le fonctionnement. Lecoffrets électriques métalliquesdotés d'un blindage électromagnétique haute performance sont conçus pour contenir ces puissants champs magnétiques à l'intérieur de la machine, empêchant ainsi les fuites de champ magnétique. Ceci est crucial car les fuites de champ magnétique peuvent interférer avec d’autres appareils médicaux à proximité, perturber les équipements électroniques dans l’environnement hospitalier et potentiellement présenter des risques pour les patients et le personnel médical. De plus, le blindage bloque les interférences électromagnétiques externes, garantissant ainsi que les capteurs d'imagerie délicats peuvent capturer des images précises et haute résolution. Sans protection électromagnétique appropriée, les images résultantes peuvent être gâchées par des artefacts, conduisant à des diagnostics erronés.

 

équipement de survie

Les équipements de survie tels que les stimulateurs cardiaques et les moniteurs de soins intensifs sont des dispositifs de sauvetage qui fonctionnent dans un environnement électromagnétique complexe au sein des hôpitaux. Ces environnements sont remplis de diverses sources de rayonnement électromagnétique, notamment d’autres dispositifs médicaux, systèmes de communication sans fil et équipements électriques. Les boîtiers métalliques dotés d'un blindage électromagnétique autour de ces dispositifs de survie sont conçus pour les isoler des interférences électromagnétiques externes. Ce blindage garantit que les appareils peuvent surveiller et réguler avec précision les fonctions vitales, telles que le rythme cardiaque et la respiration du patient. Toute perturbation causée par des interférences électromagnétiques pourrait entraîner des lectures inexactes, des décisions de traitement incorrectes, voire des situations mettant la vie des patients en danger.

 

domaine aérospatial

Systèmes électroniques d'avions

Les avions sont équipés d’une multitude de systèmes électroniques critiques, notamment des systèmes de navigation, de commande de vol et de communication. Ces systèmes fonctionnent à proximité les uns des autres et les interférences électromagnétiques entre eux pourraient être catastrophiques. Les boîtiers électriques métalliques avec blindage électromagnétique sont conçus pour empêcher la diaphonie, c'est-à-dire le transfert indésirable de signaux électromagnétiques entre différents systèmes. Par exemple, dans le système de navigation, le blindage du boîtier garantit que les signaux de navigation précis ne sont pas perturbés par les signaux de communication haute puissance à bord. Ceci est essentiel pour maintenir la sécurité et la précision des opérations aériennes, car toute déviation de la navigation ou des commandes de vol due à des interférences électromagnétiques pourrait entraîner des erreurs de trajectoire de vol et des accidents potentiels.

 

vaisseau spatial

Le vaisseau spatial fonctionne dans un environnement spatial extrêmement dur rempli de rayonnement électromagnétique intense du soleil, des rayons cosmiques et d'autres sources célestes. Leboîtiers métalliquesdes engins spatiaux sont conçus avec des techniques avancées de blindage électromagnétique pour protéger les appareils électroniques internes délicats. Ces appareils sont responsables de diverses fonctions, telles que la collecte de données, la communication avec la Terre et le contrôle d'attitude des engins spatiaux. Le blindage électromagnétique protège non seulement contre le rayonnement à haute énergie, mais contribue également à maintenir le bon fonctionnement des circuits électroniques en présence de changements rapides dans l'environnement électromagnétique spatial. Cela garantit la fiabilité à long terme du vaisseau spatial lors de ses missions prolongées dans l'espace.

 

domaine de l'automatisation industrielle

équipement de contrôle industriel

Dans les environnements industriels modernes, les automates programmables (PLC) et les ordinateurs industriels sont les cerveaux des processus de fabrication automatisés. Ces environnements sont remplis de moteurs puissants, de systèmes électriques à haute tension et d'autres sources d'interférences électromagnétiques. Les coffrets électriques métalliques avec blindage électromagnétique sont utilisés pour protéger les circuits de commande sensibles de ces appareils. Le blindage empêche le bruit électromagnétique externe de corrompre les signaux de commande, garantissant ainsi le déroulement fluide et précis des processus de production. Par exemple, dans une usine de fabrication automobile, les chaînes d'assemblage robotiques contrôlées par PLC s'appuient sur le blindage électromagnétique de leurs boîtiers de commande pour exécuter des mouvements et des opérations précis, minimisant ainsi les erreurs de production et les temps d'arrêt.

 

robots

Les robots industriels font partie intégrante de l’augmentation de la productivité et de la précision dans la fabrication. Leurs systèmes de contrôle et capteurs internes sont très sensibles aux interférences électromagnétiques.Les boîtiers métalliques spéciaux avec électromagnétiqueLe blindage joue un rôle essentiel dans le maintien de la précision et de la stabilité des opérations des robots. Le blindage protège les algorithmes de contrôle et les données de capteur contre les chantier par les champs électromagnétiques externes, permettant aux robots d'effectuer des tâches complexes avec une répétabilité élevée. Dans une installation de fabrication de précision, comme une usine de fabrication de semi-conducteurs, le blindage électromagnétique des enclos de robot est crucial pour garantir la manipulation et l'assemblage précises de composants délicats.

 

domaine de l'électronique grand public

smartphones

Les smartphones sont devenus une partie indispensable de notre vie quotidienne, remplie de plusieurs modules de communication sans fil comme Wi-Fi, Bluetooth et 4G / 5G. Les enceintes métalliques avec blindage électromagnétique sont conçues pour empêcher les interférences entre ces différents modules de communication. Par exemple, lorsqu'un utilisateur utilise à la fois Wi-Fi pour la navigation et la 4G pour le streaming vidéo simultanément, le blindage garantit que les signaux de ces deux modules n'interfèrent pas les uns avec les autres, offrant une expérience utilisateur sans couture et à vitesse élevée. De plus, le blindage réduit l'impact des interférences électromagnétiques externes à partir de sources comme d'autres smartphones à proximité ou émetteurs radio-fréquences, améliorant les performances globales et la fiabilité de l'appareil.

 

ordinateurs portables

Les ordinateurs portables sont largement utilisés pour le travail, le divertissement et la communication. Leurs composants internes, notamment la carte mère, le disque dur et les cartes réseau sans fil, génèrent un rayonnement électromagnétique pendant leur fonctionnement. Leenclos de métal avec électromagnétiqueLe blindage sert à deux fins. Premièrement, ils réduisent la quantité de rayonnement électromagnétique émis par l'ordinateur portable, ce qui est important pour la santé et la sécurité de l'utilisateur. Deuxièmement, ils protègent les composants internes des interférences électromagnétiques externes, telles que celles des lignes électriques ou d'autres dispositifs électroniques à proximité. Cela aide à maintenir la stabilité du fonctionnement de l'ordinateur portable, à prévenir la corruption des données et à assurer des performances en douceur pendant les tâches telles que l'édition vidéo, les jeux ou la conférence en ligne.