[发明专利]电动振动台励磁电压自动调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境力学电动振动试验领域，具体涉及电动振动台系统中励磁电压的自动调整方法。这种方法根据振动台实际输出功率的大小自动检测和调整励磁电压，从而减少了励磁线圈的发热量，节约了能源，延长了系统的使用寿命。

背景技术

电动振动台系统是一种模拟振动力学环境的试验设备，如图1所示由振动台体和控制及驱动系统组成，其中台体1主要由励磁线圈2、动圈3(驱动线圈)和工作台4组成，励磁线圈2相对台体1固定，动圈3浮动支撑在励磁线圈在环形空隙5(工作气隙)中，工作台4固定在动圈3顶部。工作时，励磁线圈2中通入直流电流——励磁电流，在环形空隙5中产生很强的恒定磁场，当动圈3中通以交变电流时恒定磁场与交变磁场相互作用产生电动力—激振力，推动工作台4产生振动。

以往，电动振动台系统中，是由电源电压经励磁变压器变压、整流单元整流后直接提供定值的励磁电压给励磁线圈，该励磁电压值大小是依电动振动台满推力、磁场处在饱和状态的要求设计，即在工作中，不管具体工作时的推力大小，电动振动台的励磁电流一直处在额定值，磁场始终处于饱和状态。而实际使用中，电动振动台往往不需要在满推力下工作，磁场始终处于饱和状态就白白消耗了热功率(Q_热＝I_励磁²×R×t)，特别是大推力振动台中励磁线圈消耗的热功率在几十千瓦以上，很不节能；并且，由于励磁电流很大也给励磁线圈的可靠性和使用周期带来影响，从而影响系统的使用寿命。因此，在振动台不需要满推力工作时，如何降低励磁线圈的发热量成为一项很值得研究的问题。

在此之前，本申请人也针对上述问题进行过研究，开发出一种名称为“电动振动台励磁切换装置”，并申请了实用新型专利，专利申请号：200820030704.3。该装置是将振动台励磁线圈采取分档供电的方式，将励磁变压器绕组分为多级抽头进行输出，试验时使用者根据试验推力大小进行手动选择。这种结构虽然能降低励磁线圈电压，但给使用者提出了非常严格的要求，使用者往往不能根据使用要求正确计算输出功率，无法做出准确选择。因而，在试验初始阶段，能否根据试验量级自动调整励磁电压，降低励磁线圈的发热量，提高系统的可靠性值得探讨。

发明内容

本发明提供了一种电动振动台励磁电压自动调整方法，其目的是要解决现有手动操作电动振台励磁线圈分档供电调整方式所存在的问题，可以根据试验量级大小实现自动调整励磁电压，从而降低励磁电流，减少励磁线圈的发热量，提高系统工作稳定性和可靠性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电动振动台励磁电压自动调整方法，包括如下内容：

(1)在被测试验设备或部件安装到电动振动台后，利用电动振动台开机预试验过程，并在满足正式振动试验参数的前提下通过电流检测电路检测电动振动台的功率放大器输出到动圈的预试验动圈最大电流值I₁；

(2)预试验结束后，根据动圈电流与电动振动台推力成正比的关系，利用检测到的预试验动圈最大电流值I₁，在一控制电路中通过以下计算公式自动计算出调整励磁输出电压目标值V₁：

V₁＝(I₁/I₂+δ)×V₂

式中：

V₁为调整励磁输出电压目标值；

I₁为预试验动圈最大电流值；

I₂为满推力运行时动圈额定电流值，或者为动圈保护电流值；

δ为调整系数，取值范围在0～0.2之间，包括两个端点值；

V₂为额定励磁输出电压值；

(3)利用控制电路，通过调节可控硅励磁整流模块的导通角的方式，或者通过调制开关电源的脉冲宽度占空比的方式，闭环调整励磁输出电压至目标值；

(4)在励磁输出电压调整到目标值之后，维持该励磁输出电压至重新选择调整或功率放大器重新启动。

上述技术方案中的有关内容解释如下：