振动板电动振动台电动振动台是目前应用最广泛的一种振动设备。其频率范围宽,小型振动台的频率范围为0-10khz,大型振动台的频率范围为0-2khz。动态范围宽,易于实现自动或手动控制;加速度波形良好,适合产生随机波。可以获得很大的加速度。电动振动台是根据电磁感应原理设计的。当带电导体处于恒定磁场中时,它将受到力,当导体被提供交流电时,它将产生振动。振动台的驱动线圈正式处于高磁感应强度的间隙中。当所需的振动信号从信号发生器或振动控制器产生,并由功率放大器放大,然后传递到驱动线圈时,振动台将产生所需的振动波形。电动振动台主要由五部分组成:驱动线圈和运动部件、运动部件的悬挂和导向装置、励磁和退磁装置、台体和支撑装置。驱动线圈和运动部件是振动台的核心部件。其一阶共振频率决定了振动台的频率范围。由于运动部件的复杂结构,一阶谐振频率的计算非常困难,这依赖于经验估计,并且经常导致设计误差。702首次将有限元法应用于电动振动台运动部件的共振频率计算,不仅提高了计算结果的准确性,而且有利于结构的优化设计,大大提高了振动台的设计可靠性。产生振动台驱动线圈电流的方式有直接和感应两种。直接型是将放大器输出的电流直接施加到驱动线圈,这是振动台的主流。感应式是将交流电流入固定线圈,然后通过感应在驱动线圈中产生电流。感应振动台的驱动线圈不需要引出电缆,结构简单,但振动台的效率相对较低。美国UD公司的一些振动台采用了这种结构。702研究所和其他公司的产品是直接型的。由于从驱动线圈引出电缆的问题得到了很好的解决,其产品更加实用。振动台的磁场产生方式可分为永磁型和励磁型。永磁型恒定磁场由永磁钢产生。由于制造大体积磁钢的难度,这种结构目前仅适用于小型振动台。例如,702生产的2202振动台和BK生产的4808振动台都是永磁型。另一方面,对于大型振动台,需要DC电流在励磁线圈中产生恒定磁场,这就是励磁式振动台。激振振动台可分为单激振和双激振。单一励磁只有一组励磁线圈形成磁场回路。这种结构励磁效率低、功耗大、漏磁大。需要消磁线圈来确保工作台上的低磁场。双励磁由两组产生磁场的励磁绕组组成,分别设置在工作磁隙的上下两侧。工作磁隙中的磁场相互叠加,而工作台面上的磁场相互抵消,因此工作台面上的磁场非常小。同时,由于双励磁磁路缩短,磁阻减小,与单励磁相比,励磁效率显著提高。702研究所的2104系列振动台、美国凌公司和英国LDS公司的一些大型振动台都属于双磁场激励。它也是一个双激发结构。702 #振动台的上下磁场是不对称的,而其他振动台是对称的。振动台的冷却方式包括自然冷却、强制风冷、水冷和油冷。自然冷却仅适用于功率非常低的小型激励器。由于其复杂的结构,油冷
水冷是大中型振动台常用的冷却方式。通常,水冷台的绕组缠绕有空心漆包线,冷却水直接引入空心漆包线进行冷却,冷却效率高,噪音小。然而,振动台结构复杂,需要高质量的冷却水。通常使用蒸馏水或去离子水。在水冷平台中,美国和英国几家公司的设备存在严重缺陷,即驱动线圈引出电缆和水管结构不合理,励磁线圈水路结构不合理。这种结构经常漏水,并且要求极高的水质,所以水必须经常更换。702 #振动台新结构绕组采用水路并联、电路串联、水电接头螺纹连接,很好地解决了这些问题。它要求更低的水质、更低的水压和更少的漏水。功率放大器是电动振动台系统的重要组成部分。其性能和与振动台的匹配直接影响系统的性能。功率放大器的发展已经经历了三代,从电子管放大器到晶体管线性放大器到数字开关放大器。电子管放大器已大量用于新生产的设备中。近年来,开关放大器在国外得到了发展。它们利用晶体管的开关特性。管耗很小,效率可达90%,而普通线性放大器的效率只有50%左右。正是因为开关放大器本身产生的热量较少,所以它的冷却非常简单。输出功率为几十KVA的放大器只需一个小型轴流风扇就能冷却下来,使设备结构简单可靠。然而,同一线性放大器必须用水冷却,其结构复杂。开关放大器在低功率输出时失真较大,外壳需要更好的电磁屏蔽,否则会对周围设备造成电磁干扰。电动振动台的技术指标包括:额定正弦推力、随机有效推力值、工作频率范围、最大加速度、最大速度、最大位移、运动部件有效质量、工作台允许直接承载质量、工作台允许偏心载荷力矩、杂散磁场、加速度波形畸变、工作台加速度均匀性和横向振动比等。振动台的推力是指其运动部件的质量与在该质量下可获得的加速度的乘积,而不是试样的重量。额定正弦推力是运动部件的有效质量和最大加速度峰值的乘积。随机推力的有效值是运动部件的有效质量与根据标准(如ISO5344)中规定的功率谱密度曲线测试振动台时可达到的最大加速度的有效值的乘积。电动振动台仍将是未来振动试验的主要设备,其制造技术将从两个方面发展。一是新材料的应用。随着大型磁性材料成本的降低,大型永磁振动台将成为可能。该振动台结构简单、节能、可靠性高。功率放大器将使用更多的数字和模块化电路,尺寸越来越小,效率更高。二是新方法的应用。随着有限元方法的普及,复杂结构的动力特性可以准确、快速地计算出来。由于该振动台与汽车等产品相比,用户较少,只能小批量生产,便于对不同用户和不同试件进行特殊设计,实现运动部件和夹具的一体化设计,使各实验系统达到最佳性能。