[发明专利]一种交流电磁铁式振动加载装置及方法

说明书

本发明涉及一种交流电磁铁振动载荷加载装置及方法，包括：电磁铁、输入滤波器、变频器、正弦波滤波器；电磁铁由铁芯、衔铁、线圈、线框构成；当线圈通电后，铁心和衔铁被磁化，成为极性相反的两块磁铁，它们之间产生电磁吸力。而通入交流电时，电磁铁的磁场随着电压的波形变化而产生变化，当吸力大于弹簧的反作用力时，衔铁开始向着铁心方向运动，当线圈中的电流小于某一定值或中断供电时，电磁吸力小于弹簧的反作用力，衔铁将在反作用力的作用下返回原来的释放位置，如此是衔铁做往复运动；市电通过变频器3变频变压之后获得理想电压和频率，然后通入电磁铁的线圈中，在线圈中产生的交变磁场，随着磁场的变化铁芯对衔铁产生变化的吸力。

技术领域

本发明属于振动电机技术领域，具体涉及一种交流电磁铁式振动加载装置及方法，用于振动试验加载方法。

背景技术

现有振动实验振动台按它们的工作原理可以分为电动台、机械台、液压台三种。

电动台以输出激振力为主要规格。它的频率范围最宽，一般为5-3000Hz。最大位移一般为±12-25mm。最大加速度一般可达100g。配以水平滑台可以作水平振动。配以随机控制仪可以作随机振动。精度指标好。但是它的台面尺寸小,常须另配辅助台面；运行成本及价格比较高。常用于电工、电子元器件等产品的高频、高加速度振动试验。

机械台以最大负载为主要规格。频率范围一般为5-80Hz。最大位移一般为±3-5mm。最大加速度一般可达10g。台面尺寸大。一般不用配水平滑台即可作水平振动。价格低。但它的噪音较大，也不能作随机振动。常用于电工、电子、光学仪器等产品的整机振动试验。

液压台以输出激振力为主要规格。频率范围一般为1-200Hz。最大位移一般为±100-200mm。最大加速度一般可达10g。配以水平滑台可以作水平振动。配以随机控制仪可以作随机振动。但它的噪音较大，运行成本及价格比较高。常用于汽车等产品的整车振动试验；建筑、水利工程的地震模拟振动试验在对机械疲劳振动实验中，使用以上器材代价过于高昂。本发明针对此情况，开创性提出使用交流电磁铁作为激振源，结构简单，设置方便，体积小。

发明内容

本发明技术解决问题：针对现有技术领域的不足，提供一种交流电磁铁式振动加载装置及方法，开创性提出使用电磁铁作为激振源，输出可控振动交变力，设计简单，且制作方便。

本发明技术解决方案：

本发明的一个方面提供一种交流电磁铁振动载荷加载装置，包括：包括电磁铁1、输入滤波器2、变频器3、正弦波滤波器4；各部件通过导线连接，市电通过输入滤波器2接入变频器3，变频器3通过正弦波滤波器4连接电磁铁1；电磁铁1由铁芯11、衔铁12、线圈13、线框14构成；线圈13绕在线框14上，放置在铁芯11上，衔铁12作为活动件，与铁芯对应放置。

本发明的另一个方面提供一种交流电磁铁振动载荷加载装置的方法，步骤如下：

当线圈通电后，铁心和衔铁被磁化，成为极性相反的两块磁铁，它们之间产生电磁吸力。而通入交流电时，电磁铁的磁场随着电压的波形变化而产生变化，当吸力大于弹簧的反作用力时，衔铁开始向着铁心方向运动，当线圈中的电流小于某一定值或中断供电时，电磁吸力小于弹簧的反作用力，衔铁将在反作用力的作用下返回原来的释放位置，如此是衔铁做往复运动。

市电通过变频器3变频变压之后获得理想电压和频率，然后通入电磁铁1的线圈12中，在线圈中产生的交变磁场，随着磁场的变化铁芯对衔铁产生变化的吸力；

交流电磁体的恒磁通效应使得电磁铁最大吸力在一定距离不会衰变，使得电磁铁气隙在不改变设计参数的情况下按实际条件去调节。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)该装置设计简单，所提供的电磁力大小由铁芯横截面积和线圈圈数决定，直接使用市电，控制可以通过控制变频器来控制电磁力的输出，无需额外设计电路板控制。