电磁振动台产品技术方案Word下载.docx

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50

工作台面直径（mm）：

Ф445

台体质量（kg）

带水平滑台约9000

隔振频率（Hz）：

2.5

消耗功率（kVA）:

82

功放功率（kVA）:

环境条件：

温度：

0-40℃、湿度：

＜85％（25℃）

电源：

3相4线380VAC±

10％50Hz

保护功能

过载保护

过热保护

过电流保护

过电压保护

振动控制仪输出“0”位保护

过位移保护

电网过压、欠压保护

电网缺相保护

时序保护

驱动电源保护

限流保护

模块直通保护

模块温度保护

2.各组成部分介绍及主要技术指标

2.1ET-50振动发生器

◆概述

振动台体的作用是将电能转换为机械能的换能器。

振动台体的基本工作原理是基于载流导体在磁场中受到电磁力作用的安培定律。

载流导体所受电磁力与导体中的电流、导体在磁场中的有效长度及导体所处磁场的磁感应强度成正比。

电磁力的方向用左手定则决定。

电动振动台主要是由活动组件（驱动线圈和工作台）、磁路系统、弹性支承系统、导向系统及冷却装置等组成。

。

2.2水平滑台LT1515：

◆LT式概述

LT型液体静压式水平滑台，可与本公司生产的各规格电动振动台配套使用，该水平滑台有较大的加速度和较高的工作频率，刚度好，安装调试方便，采用倒Ｖ形静压导轨和内置式低压供油泵，结构合理、操作方便、工作可靠。

◆水平滑台和扩展台主要技术参数：

台面尺寸（mm）：

1500×

1500

2.3冷却风机B-5000：

风管直径（mm）：

Φ200

风量（m3/s）

1.1

风压（Pa）

7700

电源：

380V三相15kW

2.4数字式开关功率放大器SDA-50

开关功率放大器的工作原理，简单地说就是采用正弦脉冲宽度调制技术，结合振动台对功放的特殊要求，产生一个由正弦信号控制占空比的矩形波，将矩形波控制功率开关，将直流电源斩波，再通过解调，得到一个满足振动台强烈要求的正弦信号。

其作用是将来自信号源的小功率信号放大，供给驱动线圈足够的“不失真”功率的驱动电源，为适应电动振动台体的特殊需要，它还包含有台体的励磁电源和保护装置。

DA系列开关功率放大器包括：

机架，功率模块，功放电源模块，激磁整流模块，直流母线，交流母线和逻辑模块。

保护功能：

电网过压、电网欠压、电网缺相、逻辑故障、功率模块直通、功率模块温度、输出过流、输出过压、驱动电源、台体位移、台体温度、外部连锁等保护电路，任一故障发生时，关闭输出，同时声光报警。

自动对中控制装置

●性能参数及指标

◆最低温度：

-10º

C

◆最高温度：

75º

◆最大湿度：

小于70%

◆PCS控制状态下稳态误差≤2mm

◆MCS控制状态下稳态误差≤2mm

◆使用频率范围：

0～3Hz

（六）系统关键性能：

◎一阶共振频率高、使用频率宽

　　优化的动圈骨架结构设计，特别是对传统结构的动圈骨架传力角板等薄弱环节进行增强设计，有效提高了传力刚度；

采用胶接与螺钉连接的复合固定绕线环筒和绕线环筒增强胶孔的新结构，增强了绕组的刚度。

显著提高了动圈的一阶共振动频率，超过了国际同类产品。

◎动圈绕组可靠性高

　　独创的动圈绕组加强环的新结构和新工艺，显著提高了动圈绕组工作在大推力、高加速度振动、冲击和高温环境中的耐振可靠性。

◎风冷效率高

　　创新的电动台冷却风道设计：

改进了进风结构，上磁环用长槽型进风道取代圆孔型进风道；

励磁线圈采用蜂窝式风道、中磁环采用双层分流式风道、下磁环采用斜楔型风道等新结构，显著提高了冷却效果。

◎冷却风机

　　冷却风机具有独特的风道等结构设计，风机冷却效果好，噪音低。

◎功放采用IGBT模块

　　功放采用性能可靠的IGBT模块，具有很高的稳定性和可靠性。

◎安全性能

　　产品符合欧洲标准测试要求，在功放上装有紧急停机开关，有效应对突发事件。

符合美国UL和欧盟CE安全要求。

电磁振动台特点：

1）台体支座组件——用来支承台体及耳轴支承组件，并可以使耳轴支承组件连同台体一起绕耳轴轴线±

180°

旋转。

2）耳轴支撑组件——具有空气弹簧和直线轴承组成的导向隔振系统，用于支撑台体组件和对台体进行隔振，并保持台体的轴线方向不变。

（这是目前国际上最先进的台体隔振技术）

3）台体磁路组件——采用了双磁路结构，它由上磁环、中磁环和铁芯组件等零部件组成。

相对于单磁路台体结构，其优点是结构紧凑合理，动圈直径小，自振频率高，且台面漏磁小。

这种双磁路的台体结构形式为国内外的电动振动台所广泛采用。

我公司自主研发成功的5吨、6吨、7吨、10吨、12吨、16吨、18吨、20吨、35吨等振动台都是采用这种双磁路台体结构，效果好。

4）励磁线圈组件——其两个励磁线圈组件分别安放在台体的上下空腔中，线圈采用了先进的电路串联、双盘式叠片绕组结构。

将叠加在一起的相邻叠片绕组的尾端与初端焊接在一起，构成电路的串联；

这种叠片式绕组结构的最大优点是完全克服了线轴式绕组励磁线圈的内外圈冷却不均匀的缺点，保证了励磁绕组冷却的均匀性，且大大提高了冷却的效果。

5）动圈组件——即振动台的运动部件。

动圈骨架是由高强度铝镁合金铸造而成，驱动线圈是用特制的高强度漆包导线绕制而成。

动圈优化

优化了动圈结构设计：

运用长期积累的设计经验比较精确的计算和合理的分配了动圈骨架各部分的质量与刚度，使结构的质量和刚度得到了比较充分的利用，并且创新了台面部传力角板的设计，显著提高了动圈骨架台面部刚度。

采用了高强度航天材料的碳纤维增强铠板驱动线圈的创新结构和工艺（该项创新技术已获国家专利，专利号为：

200520075363.8）。

　　该项创新技术显著提高了动圈性能，增强了动圈的强度和刚度。

由于上述两项创新技术的采用，大幅度提高了动圈的一阶轴向共振频率，跃居了世界同类产品的先进水平。

6）消磁线圈组件——它安装在振动台顶部的上磁环上。

利用消磁线圈建立的与励磁线圈的漏磁场相反的磁场来抵消或减小在台面上方的杂散磁场的强度。

7）动圈的弹性悬挂装置——该动圈的弹性悬挂是采用2组铍青铜U型叠片弹簧组件，它安装在台体上部，每组U型弹簧由数十片厚度很薄的铍青铜U型弹簧片叠合而成。

因其耐疲劳的强度高，工作寿命长，我们用以作为动圈的弹性悬挂；

又因其导电性能好，我们用以兼作驱动线圈的电流引线。

为衰减叠片弹簧的局部共振，我们专门在U型弹簧的周围设计了橡胶阻尼层，它有效地衰减了U型弹簧的局部共振并大幅度提高了U型弹簧的使用寿命。

8）运动部件导向装置——运动部件的上部导向装置由4组摇臂滚轮机构担当。

由于摇臂滚轮是轻金属件，弹性变形小，导向刚度高，因而抗偏转能力强；

且该机构中的弹性橡胶轴的结构还为动圈提供了一部分弹性恢复力。

运动部件的下部导向装置采用自主研制成功的高耐磨、自对心直线滑动轴承结构，如图所示。

导向内筒用高耐磨自润滑的复合材料精加工而成，隔振外筒组件用以提供轴线对中的调整量。

这种复合式的导向机构的优点是结构简单可靠，完全没有静压轴承的漏油之忧。

下导向装置结构示意图

9）载荷支撑装置——振动台采用在磁缸体外部的活塞式“外载荷空气弹簧”和在磁缸体内部的气囊式“内载荷空气弹簧”的组合载荷支撑装置。

外载荷空气室使台体处于正压状态，有利于台体的防暴。

内载荷空气弹簧的优点是气密性好，工作中无需适时补气，没有气泵噪声，缺点是因受铁芯尺寸的限制，承载能力不大，可单独承载1000kg。

采用这种组合支撑装置的优点是当振动台在小载荷（≤1000kg）工作时，可只用内载荷空气弹簧承载，而外载荷空气弹簧可不予充气。

这样，就可免除补气时的气泵噪声对实验人员的危害。

由于用户大量的试验通常可能都是小载荷的，这样就可大大改善试验人员的环境条件。

当需要大承载时，可单独用外载荷空气弹簧承载，也可用内、外载荷空气弹簧共同承载，以提高承载能力，该载荷支撑装置的最大承载能力为6000kg。

10）自动对中装置

动圈平衡位置自动对中装置（MPCS型自动对中装置）。

这种动圈平衡位置对中装置是一种与外载荷空气弹簧配用的对其内部气压进行自动调节和对功率放大器产生的直流偏置电流进行自动调节的复合控制系统装置。

它是用来保持动圈平衡位置经常处于中心平衡位置的一种自动对中装置，又称自动对中系统。

目前，国际上按其工作原理分，通常有两种自动对中系统，一种是MCS（MagneticCenteringSystem）自动对中系统，它是以电涡流传感器作为中心位置敏感元件的磁悬浮对中系统；

另一种是OPCS（OpticalandPneumaticCenteringSystem）自动对中系统，它是以光电传感器为中心位置敏感元件的气悬浮自动对中系统。

由于这两种自动对中系统在低频大位移时不能很好地满足对中要求。

所以，公司创新了设计，研制成功了一种新型的MPCS-2（MagneticandPneumaticCenteringSystem）自动对中系统，它是以电涡流传感器作为中心位置敏感元件的磁悬浮与气悬浮相结合的自动对中装置，能够有效地解决系统运行过程中动圈中心位置的漂移问题，以确保动圈在其中心平衡位置附近作大位移振动。

在MPCS-2型自动对中装置工作时，气对中和磁对中两种功能同时作用，相辅相成，共同实现对振动台动圈平衡位置的自动对中控制。

11）水平滑台

1.LT水平台用于实现三方向振动试验，采用首创的免地基整体式基座结构，通过了国家专利；

2.水平与垂直动圈连接采用斜孔连接方式，传递刚度强，简单便捷，效率高，工作强度低；

3.台面螺套连接强度高，一致性好，可靠性好。

4.其导向机构采用V型导轨导向，具有很高的抗倾覆力矩。

12）开关功率放大器

公司研制生产的DA系列开关功率放大器由逻辑模块和功率模块组成，具有结构紧凑、配置灵活、高效节能、稳定可靠、体积小重量轻、便于安装和维修、输出电压高、信噪比大、操作方便等突出优点。

关键元件全部由美国世界知名公司供货，质量有可靠保证。

DA系列功率模块，不但具有高质量的功率输出与优良的抗干扰能力，更可以进一步节省后续维护的人力、物力。

经过精心设计的功率因数调整电路，配合内部使用功率IGBT模块的变频切换方式与优良的补偿电路的设计，并运用正弦移相脉宽调制技术，不但使电力设备上最重要的散热能力与可靠度大幅度提高，更具备了低输出干扰、低电流谐波、高效率、高功率因数等优良特性。

而宽达±

30%的交流电压工作范围，更使DA系列功率模块可适应各种的工作环境。

在突破保护（防雷击）与电磁兼容性方面更是胜人一筹。

DA系列功率模块的各种运作，使其具有操作与故障状态的自我检测，各种输入与输出异常状态的保护与告警，以及高稳定度的输出。

逻辑模块内置的电子均流电路使得多个模块可直接并联，无须外加均流电路。

开关功率放大器具有以下突出优点：

1）功率因数补偿技术

2）软开关谐振技术

其主要特征为：

2.1大幅度降低电流和电压变化率，最终带来电磁干扰小，电磁兼容性好等优点。

2.2效率高，模块效率大于95%

2.3大幅度提高功率放大器的开关频率。

2．4采用软开关谐振技术，转换效率高，电磁兼容性好；

采用功率因数补偿装置，功率放大器的功率因数达95%，使电网容量得以充分利用。

3）IGBT模块技术

1功率器件采用进口IGBT模块，单个器件电流可达100A，管压降小，组成模组功率大于15kVA；

组成功率模组器件数量少，故障点少；

2积木式组合，可根据功率大小的需求将若干个功率模组并联工作；

采用流水线生产，保证了产品的一致性；

3功率模块的电子防短路保护电路，保证了系统的安全性；

4电子自动均流技术，最大功率放大器的输出电流可达5000A，并联均流不平衡度≤3%；

5功率模组采用功率因数补偿装置，功率放大器的功率因数达92%，使电网容量得以充分利用；

4）正弦脉冲宽度倍频调制技术

采用正弦脉冲宽度倍频调制（SPWDM）技术，噪信比高，波形失真小。

5）纳米晶材料在开关功率放大器中的应用

使用铁基超微晶材料作为变压器铁芯材料，使功率放大器虑波器性能有了很大的提高。

6）模块电流均衡控制技术

7）超宽电源设计适应恶劣工作环境

8）高速短路保护技术

9）积木式结构，模块化设计，互换性强。

10）功率放大器采用精益化生产，专业化管理。

与传统功放比较：

数字功放工作流程图：

图五数字功放工作流程图

数字功放解析图：

图六数字功放解析图

1.Vibstar控制仪中英文两种界面

Vibstar振动控制仪采用了美国TI公司高性能浮点DSP处理器，运用了低噪声模拟技术，结合24位高精度模/数转换和数/模转换技术，实现了产品的高性能和高可靠性。

Vibstar振动控制仪采用工业以太网络接口和计算机实现可靠的交互通讯。

Vibstar振动控制仪硬件拥有八个同步输入通道和一个控制输出通道和一个COLA输出通道。

软件上实现了随机、正弦、典型冲击、谐振搜索与驻留、正弦加随机、随机加随机、冲击响应谱、路谱回放等功能。

Vibstar振动控制仪是振动台控制系统最佳的解决方案。

◆Vibstar振动控制仪技术特点：

●采用网络通讯接口，方便远距离监控。

●创新的ALL-IN-ONE输入接口，适应多种传感器输入。

●安全的输出保护电路，保护试件和试验系统的安全。

●人性化的软件操作界面，易学易用。

●优良的控制性能和控制精度，随机最大线数3200线，正弦扫频最低1Hz。

●自动或手动产生WORD报表。

●可与的功放联机控制。

◆产品配置

Vibstar-4多功能振动控制仪

功能：

正弦、随机、冲击、谐振搜索与驻留、

硬件配置：

控制仪接口箱（4个同步输入通道，1个输出通道、1个COLA输出）

戴尔电脑19寸液晶显示器，DVD光驱，XP系统）1套

◆产品图片

◆主要技术参数：

输入通道

输入通道数

4个同步输入通道

输入信号类型

电压/电荷

输入阻抗

＞110kΩ

最大电压输入范围

±

10V

最大电荷输入范围

10000PC

信噪比

＞100dB

滤波器

160dB/octave模拟滤波器

输入接口

电压、ICP和电荷三种可选输入

最大输入

士10VPEAK

模拟/数字转换器

（ADC）

24位分辨率

动态范围：

114dB

最高采样频率192kHz

电路特性

输入接口内置了ICP恒流源和电荷放大器，拥有10V/1V两个量程和AC/DC耦合可选，模拟抗混叠滤波器

输出通道

输出通道数

1个输出通道，一个COLA输出

输出信号类型

电压信号

输出阻抗

＜30Ω

最大电压输出范围

10V

最大输出电流

100mA

幅值精度

2mV

谐波失真

<

-95dBfs

160dB/octave模拟滤波器

通道匹配

幅值0.04dB、相位士0.5

数字/模拟转换器

（DAC）

120dB

模拟抗混叠滤波器；

输出保护电路

随机性能指标

动态范围：

90dB

控制精度：

1dB

闭环时间：

100mS

频率范围：

DC~4800Hz

分辨率：

最大3200线

控制策略：

单通道、多通道加权平均、多通道最大值、多通道最小值

正弦性能指标

95dB

10mS

波形失真度：

0.3%

信噪比大于100dB

频率分辨率：

0.01%

1Hz～5000Hz

扫频模式：

定频、线性和对数

扫频速率：

线性扫频：

0~6000Hz/min

对数扫频：

0~100Oct/min

典型冲击控制

脉冲类型：

半正弦、前峰锯齿波、后峰锯齿波、三角波、矩形

脉冲持续时间：

0.5~3000mS

0~21,000Hz

补偿方法：

前后脉冲补偿、前脉冲补偿、后脉冲补偿

谐振搜索与驻留（RSTD）

1Hz~5000Hz

驻留模式：

定频以及跟踪驻留