振动台电源模块的装配及试验
目录
前言.1
一、振动台的概述.2
（一）振动台系统的结构和组成2
（二）振动台的基本要求和特点3
（三）振动台的未来发展4
（四）振动台的分类5
二、振动台的基本原理.6
三、振动台的电源系统.7
(一）功率放大器7
(二）电源的装配7
(三）模块的组成9
(四）系统的合成9
四、振动试验 .10
（一）振动试验的条件.10
（二）振动试验的类型.10
（三）振动试验的特性.10
（四）振动试验的基本参数及主要技术指标.11
五、振动台操作规程和注意事项.11
总结.12
参考文献.13
谢辞.14
前言
随着科学技术的发展，振动台广泛应用于国防、军事、航空、数控、交通、汽车、机械等国民经济主要领域，也可用作结构动力学的特性研究等。振动台系统包含振动台体、功率放大器、振动控制器、冷却装置和测量仪器等。功率放大器是振动台的核心机构。它由机架，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等组成。功率放大器，又称“功放”。电源模块是功率放大器的核心机构，起导通链接作用。
本论文主要设计了振动台电源模块的装配及试验，其中电源模块装置为振动台的核心部分。为了完成本次设计，本人通过振动台功率放大器电器原理图进行电源的装配，并通过此原理图进行配系统，最后进行试验。
一、振动台的概述
（一）振动台系统的结构和组成
振动台系 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
统由振动台体，功率放大器，振动控制器，冷却装置和测量仪器等组成。振动控制仪通过电信号控制功率放大器，功率放大器在由电流信号和电压信号来控制振动台振动台一方面通过加速度信号传递给振动控制仪以此循环控制，另一方面振动台通过制造强制冷风使风机转动。如下图1-1所示：
图1-1 振动台系统图
1.风冷振动台系统组成
组成：台体，功率放大器，冷却风机，控制器、测量系统.如图1-2所示：
图1-2 风冷振动台组成
2.水冷振动台系统组成
组成：台体，功率放大器，冷却单元，控制器、测量系统。如图1-3所示：
图1-3 水冷振动台组成
（二）振动台的基本要求和特点
振动台的基本要求很广泛，但归结起来大致有以下几个方面。
（1)能承受规定的载荷，并具有相当面积的用于安装试验样品的工作台面。
（2）振动台的结构应能承受规定的加速度。
（3）工作台面的运动应为正弦波且振动分布均匀。
（4）能实现定频振动和定幅值自动扫频振动，并能调整扫频范围及扫频速率。
（5）具有振动频率、位移幅值等振动参数的测量、观察装置。
（6）振动台应能长时间连续工作，噪音应尽量小。
（7)对于电动振动台，应具备一定的正弦推力和随机推力。
振动台的特点：
电动振动台的特点是：作频带宽，振动波形好，易于自动控制，操作调节方便。但结构复杂，价格较昂贵，载荷和工作台面不大，漏磁较大。可满足5Hz以上的各频段试验要求。
压电振动台的特点是：工作频率范围可达20～10000Hz以上，但激振力较小，仅适用于小型、薄壁件的试验。
液压振动台的特点是：下限频率低，能较容易地实现大推力（数十吨甚至更高）、重负荷、大位移，易于自动控制，对试品无磁场影响。但设备复杂，价格昂贵，设备基础要求高。
电磁振动台的特点：结构简单，价格低廉。但频率单一，若需要其他工作频率时，控制复杂，功耗大。
以上介绍的振动台比较常见，还有几种在实际生活中使用较少的，在此就不一一概述了。
（三）振动台的未来发展
基于仍是发展中国家，振动技术无法与国际其他发达国家相比，所以在振动技术和振动设备上仍需要大力的发展。超越世界，振动全球，各行业为了提高产品质量和可靠性进行加强振动试验技术，而提高振动试验技术，需依赖于先进的振动设备，电动振动设备在当今就占据了主要的位置。如今电动振动设备技术在向以下三个方面发展，一是新材料的合成，二是新方法的应用，三是振动方向的多轴化。功率模块的电源输入线及输出线分别与直流母线，交流母线连接；驱动信号通过26芯的带状电缆输入。新材料中大型磁性材料的成本开始降低，永磁振动台将成为可能，台体结构也将趋于简单化，节约能源，更能提高振动设的备可靠性的。
随着科学技术的不断发展，计算机模拟的虚拟振动试验平台可能也会在未来的发展中取代实际的振动试验，但我国甚至发达国家在此技术上还相对欠缺，所以由此看来，在今后的一段时间内，电动振动设备将继续保证产品使用的质量和可靠性并将一直发挥着重要作用。
近几年，我国科技工作者进行不断研究，终于在振动设备的理论和实践中都取得了重大的成果，如今很多振动技术已经达到了国际先进水平，不过还是存在很大的差距。但是随着我国科技工作者研究的不断是深入，相信他们在不久的将来一定能够攻克振动设备上的一个个难题，不论是实际的电动振动设备还是计算机模拟下的虚拟振动试验系统，为提高我国振动试验水平发展做出贡献。
（四）振动台的分类
机械式
直接作用式：利用凸轮直接驱动工作台。
惯性式：利用不平衡质量旋转产生的离心力作为激振力。
特点：结构简单，价格低廉。但频率单一，工作频率范围窄，加速度失真较大。若需要其他工作频率时，控制复杂，功耗大。主要用于振动机械，较少用于振动试验。
环境试验基本淘汰。下图1-4为机械式振动台：
图1-4 机械式振动台
电液式
通过一定能量的转换装置，由油泵流出的高压流体的能量转变成振动力，使得振动台能够实现往复循环运动。常用的转换装置是由电液伺服阀和液压作动筒组成，也称“电液振动台”。
下图1-5位电液式振动台
图1-5 电液式振动台
电动式
由恒定的磁场和位于磁场中通有一定交变电流的线圈相互作用而产生一定的激振力。
特点：工作频带宽，振动波形好，易于自动控制，操作调节方便。但结构复杂，价格较昂贵，载荷和工作台面小，漏磁较大。适用于航空、航天、机械、电子等行业的各类振动试验。配备附加台面和水平台，可适用于整机试验。
环境试验使用最广，80%以上。
振动台体主要部分由活动系统（动圈）、磁路系统、弹性支承系统、导向机构、冷却装置等组成。动圈由驱动线圈和工作台面组成。弹性支承系统由空气弹簧、气室和辅助装置组成，它将动圈的驱动线圈至于磁路系统产生的工作气隙中，使驱动线圈通电以后能获得自由的上相运动（振动）；支承能力要具有足够的刚度以支承动圈、负载以及其他的活动系统所涉及到的部件，并且使其产生恢复力是动圈处于平衡的位置。导向机构（导向系统）的作用是限制驱动线圈在上下振动时产生的横向运动（非正常运动）。
前言.1
一、振动台的概述.2
（一）振动台系统的结构和组成2
（二）振动台的基本要求和特点3
（三）振动台的未来发展4
（四）振动台的分类5
二、振动台的基本原理.6
三、振动台的电源系统.7
(一）功率放大器7
(二）电源的装配7
(三）模块的组成9
(四）系统的合成9
四、振动试验 .10
（一）振动试验的条件.10
（二）振动试验的类型.10
（三）振动试验的特性.10
（四）振动试验的基本参数及主要技术指标.11
五、振动台操作规程和注意事项.11
总结.12
参考文献.13
谢辞.14
前言
随着科学技术的发展，振动台广泛应用于国防、军事、航空、数控、交通、汽车、机械等国民经济主要领域，也可用作结构动力学的特性研究等。振动台系统包含振动台体、功率放大器、振动控制器、冷却装置和测量仪器等。功率放大器是振动台的核心机构。它由机架，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等组成。功率放大器，又称“功放”。电源模块是功率放大器的核心机构，起导通链接作用。
本论文主要设计了振动台电源模块的装配及试验，其中电源模块装置为振动台的核心部分。为了完成本次设计，本人通过振动台功率放大器电器原理图进行电源的装配，并通过此原理图进行配系统，最后进行试验。
一、振动台的概述
（一）振动台系统的结构和组成
振动台系 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
统由振动台体，功率放大器，振动控制器，冷却装置和测量仪器等组成。振动控制仪通过电信号控制功率放大器，功率放大器在由电流信号和电压信号来控制振动台振动台一方面通过加速度信号传递给振动控制仪以此循环控制，另一方面振动台通过制造强制冷风使风机转动。如下图1-1所示：
图1-1 振动台系统图
1.风冷振动台系统组成
组成：台体，功率放大器，冷却风机，控制器、测量系统.如图1-2所示：
图1-2 风冷振动台组成
2.水冷振动台系统组成
组成：台体，功率放大器，冷却单元，控制器、测量系统。如图1-3所示：
图1-3 水冷振动台组成
（二）振动台的基本要求和特点
振动台的基本要求很广泛，但归结起来大致有以下几个方面。
（1)能承受规定的载荷，并具有相当面积的用于安装试验样品的工作台面。
（2）振动台的结构应能承受规定的加速度。
（3）工作台面的运动应为正弦波且振动分布均匀。
（4）能实现定频振动和定幅值自动扫频振动，并能调整扫频范围及扫频速率。
（5）具有振动频率、位移幅值等振动参数的测量、观察装置。
（6）振动台应能长时间连续工作，噪音应尽量小。
（7)对于电动振动台，应具备一定的正弦推力和随机推力。
振动台的特点：
电动振动台的特点是：作频带宽，振动波形好，易于自动控制，操作调节方便。但结构复杂，价格较昂贵，载荷和工作台面不大，漏磁较大。可满足5Hz以上的各频段试验要求。
压电振动台的特点是：工作频率范围可达20～10000Hz以上，但激振力较小，仅适用于小型、薄壁件的试验。
液压振动台的特点是：下限频率低，能较容易地实现大推力（数十吨甚至更高）、重负荷、大位移，易于自动控制，对试品无磁场影响。但设备复杂，价格昂贵，设备基础要求高。
电磁振动台的特点：结构简单，价格低廉。但频率单一，若需要其他工作频率时，控制复杂，功耗大。
以上介绍的振动台比较常见，还有几种在实际生活中使用较少的，在此就不一一概述了。
（三）振动台的未来发展
基于仍是发展中国家，振动技术无法与国际其他发达国家相比，所以在振动技术和振动设备上仍需要大力的发展。超越世界，振动全球，各行业为了提高产品质量和可靠性进行加强振动试验技术，而提高振动试验技术，需依赖于先进的振动设备，电动振动设备在当今就占据了主要的位置。如今电动振动设备技术在向以下三个方面发展，一是新材料的合成，二是新方法的应用，三是振动方向的多轴化。功率模块的电源输入线及输出线分别与直流母线，交流母线连接；驱动信号通过26芯的带状电缆输入。新材料中大型磁性材料的成本开始降低，永磁振动台将成为可能，台体结构也将趋于简单化，节约能源，更能提高振动设的备可靠性的。
随着科学技术的不断发展，计算机模拟的虚拟振动试验平台可能也会在未来的发展中取代实际的振动试验，但我国甚至发达国家在此技术上还相对欠缺，所以由此看来，在今后的一段时间内，电动振动设备将继续保证产品使用的质量和可靠性并将一直发挥着重要作用。
近几年，我国科技工作者进行不断研究，终于在振动设备的理论和实践中都取得了重大的成果，如今很多振动技术已经达到了国际先进水平，不过还是存在很大的差距。但是随着我国科技工作者研究的不断是深入，相信他们在不久的将来一定能够攻克振动设备上的一个个难题，不论是实际的电动振动设备还是计算机模拟下的虚拟振动试验系统，为提高我国振动试验水平发展做出贡献。
（四）振动台的分类
机械式
直接作用式：利用凸轮直接驱动工作台。
惯性式：利用不平衡质量旋转产生的离心力作为激振力。
特点：结构简单，价格低廉。但频率单一，工作频率范围窄，加速度失真较大。若需要其他工作频率时，控制复杂，功耗大。主要用于振动机械，较少用于振动试验。
环境试验基本淘汰。下图1-4为机械式振动台：
图1-4 机械式振动台
电液式
通过一定能量的转换装置，由油泵流出的高压流体的能量转变成振动力，使得振动台能够实现往复循环运动。常用的转换装置是由电液伺服阀和液压作动筒组成，也称“电液振动台”。
下图1-5位电液式振动台
图1-5 电液式振动台
电动式
由恒定的磁场和位于磁场中通有一定交变电流的线圈相互作用而产生一定的激振力。
特点：工作频带宽，振动波形好，易于自动控制，操作调节方便。但结构复杂，价格较昂贵，载荷和工作台面小，漏磁较大。适用于航空、航天、机械、电子等行业的各类振动试验。配备附加台面和水平台，可适用于整机试验。
环境试验使用最广，80%以上。
振动台体主要部分由活动系统（动圈）、磁路系统、弹性支承系统、导向机构、冷却装置等组成。动圈由驱动线圈和工作台面组成。弹性支承系统由空气弹簧、气室和辅助装置组成，它将动圈的驱动线圈至于磁路系统产生的工作气隙中，使驱动线圈通电以后能获得自由的上相运动（振动）；支承能力要具有足够的刚度以支承动圈、负载以及其他的活动系统所涉及到的部件，并且使其产生恢复力是动圈处于平衡的位置。导向机构（导向系统）的作用是限制驱动线圈在上下振动时产生的横向运动（非正常运动）。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/1769.html
