电动振动台的结构形式与分类

 

 

上面两图是某空冷式电动振动台的内部结构示意图，对振动台想深入学习的建议牢牢记住这两张图。其实，电动振动台的结构形式很多，一般可分为以下几种。

 

1 按磁路和气隙形式分类

 

 

单磁路（图1中a、b、d）或双磁路（图1中c）或四磁路（图1中e），上气隙（图1中b）或下气隙（图1中a）。在气隙尺寸及磁通密度相同的条件下，双磁路的中心磁极直径比单磁路的小很多，减小动圈直径，提高动圈的轴向共振频率。另外，双磁路比单磁路的台面漏磁小，且气隙中磁通密度沿轴向可对称分布，有利于改善波形失真度。但双磁路结构复杂，制造困难，通风或通水冷却比较难，成本较高。单磁路气隙在上方的结构其缺点是台面漏磁大；气隙在下方的结构台面漏磁下，但振动台面与动圈之阿健需要连接杆，降低了系统轴向弹性振动的固有频率。图1中d是双气隙磁路，台面漏磁较大，激振力较大，波形较好。图1中e是四极磁路，目的是磁感应强度在工作气隙中均匀分布，减少边缘效应造成的波形失真。

小推力的振动台用单磁路比较多，大推力的振动台用双磁路比较多，每个厂家根据需求都有其擅长的设计方法和制造技术。

 

2 按激磁方式分为励磁式和永磁式

励磁式电动台利用载有直流电流的线圈（励磁线圈）产生恒定磁场，永磁式电动台利用永久磁铁产生恒定磁场，发热量少，可惜制造困难，价格偏贵。永磁式工作的气隙中的磁感应远远比励磁式低，不可做成大推力的振动台。励磁式台子气隙中磁感应强度很高，励磁电源也比较经济，但产生的磁场有交变成分，会使振动波形产生畸变。励磁线圈本身发热，需要配备冷却单元。现在，一般小型振动台多采用永磁式，中大型振动台采用励磁式。

 

3 按冷却方式分

自然冷却效果差，仅仅适用发热小的小型振动台，结构简单、成本低。风冷采用风机进行强制冷却，适用于中型振动台。液体冷却采用油或水等液体为介质强制冷却，冷却效果好、结构复杂、成本高，适用于中大型振动台。

 

4 按驱动方式分为直接驱动式和感应式

直接驱动式振动台中，功放直接与驱动线圈连接。在感应式振动台中，动圈的设计是按照变压器工作原理设计的。主级线圈是刚性地安装在振动台体磁极气隙边缘的一对绕线绕组，次级线圈是悬挂在气隙绕组间的单匝的铝形环，此即动圈（图2）。单匝次级线圈中的感应电流和磁场绕组产生的直流磁场相互作用，从而在次级线圈感应式动圈中产生交变推力，使振动台面实现振动。因此在感应式振动台中，功率放大器是与相对不动的一对绕组相连接，动圈本身没有任何电流引线和冷却管道连接。

直接驱动式的优点是效率高，不受低频的限制；而感应式的优点是运动部件结构简单，无电缆和液体管路的连接，用风冷即可。由于感应式振动台可以采用薄的金属环，驱动线圈的重量也减小了，从而提高了运动部件的轴向共振频率以及空载加速度值。并且，整个动圈处于零电位，无需绝缘，增加了可靠性和安全性。但低频范围受到限制，仅在大型振动中采用这种结构，耗电量和比直接驱动式高。

 

 

5 按使用目的分

电动振动台主要用于两个方面，一是用于振动环境试验，这是应用最普遍的一种电动振动台（图3中a）；二是振动校准用的标准振动台（图3中b）。和普通振动台的不同主要在于，首先标准振动台的励磁大部分是永磁的，这可以减少交流励磁的种种干挠和波纹。第二是其气隙一般在下部（图3中b），目的是减少台面漏磁，第三是动圈一般都有导向措施，或用拉簧平衡，或用空气轴承，甚至可加磁悬浮，目的是让台子工作在线性段，以减少边缘效应。此外，台面内部一般装有一个内装标准传感器，它是专门用于校准的。这种校准振动台工作频率范围宽，波形失真很小，在大多数情况下为1%～3%。但是承载力一般不大，仅数十克至几公斤。

 

 

上文中所说的都是垂直（Z）方向的振动，将台体旋转90度，既能产生水平振动，但由于承载力的作用关系，振动台动圈会偏转，所以需要增加水平滑台承受负载力，在水平滑台上将试验体旋转90度安装，即可完成另一水平（X和Y）方向的振动，如下图4。

 

 

来源：振动试验学习笔记

关键词： 电动振动台