振动试验及其设备中级篇 电动型振动试验系统组成和工作原理

2025-04-12 20:51:25·  来源:振动试验学习笔记  
 

电动型振动试验系统,根据其使用功能可分为“手动调频电动振动台”和“自动定振电动振动台”两种,即开环控制系统和闭环控制系统。

1)手动调频电动振动台 主要用于完成试验标准中规定的“耐共振频率处理”和“耐预定频处理”试验。它主要由激励信号源,功率放大器(包括直流磁激电源)和振动台体(含冷却系统)三个部分组成,是一个开环控制系统,如图2-1。

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2)自动定振试验电动振动试验系统 是一个在试验过程中能够自动控制振动参数量级的闭环控制系统。它的组成除要有功率放大器和电动台体(含冷却系统)之外,还需要有自动控制信号源,振动控制仪和传感器三个部分,如图2-2。

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电动振动台是将电能转换为机械能的转换器,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。其载流导体所受电磁力F与导体中的电流I,导体磁力线的方向用左手定则决定。如图2-3,驱动线圈置于磁体的空气隙中,由左手则可知,驱动线圈受力F作用使工作台面产生向下运动,如改变流过驱动线圈中电流的方向,那么驱动线圈受一与图2-3所示方向相反的力F,使得工作台面向上运动,由此可知若在驱动线圈中通过以交流电流时,它将使工作台面在磁场中产生相应的交变运动。通常驱动线圈中的交变电流是由可变频率的激励信号源经功率放大器放大后供给,而恒定磁场可以由电磁或永磁产生,但多用电磁产生。电动振动台除振动台本体外,还有配套的电器设备和电子仪器,如信号发生器、功率放大器、直流励磁电源、冷却系统等。信号发生器产生交变信号,经功放放大后,输入到动圈,它与磁场作用即产生一个交变的力F,推动可动系统运动。设电流i=Isinωt,则力为:

F=Bli=Blisinωt   (N)

其中B为环形气隙中磁感应强度(Wb/m2),l为动圈绕线的有效长度(m),I为动圈中的电流(A)。试件与台面一起在激振力F的作用下振动,其频率决定于信号发生器的频率ω,振动幅值取定于电流I

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        为了配合台体的工作原理,以闭环控制系统为例,还需要振动控制仪(发出振动薄型驱动信号)、功率放大器(将驱动信号放大,使台体振动)、传感器(反馈控制信号给振动控制仪,以便振动控制仪调整输出的驱动信号),台体中产生的热量通过冷却系统解决。对于各个主要组成部分,下文开始我们分别详细介绍说明,敬请期待!

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