[发明专利]一种低功耗激振力方向可调的非接触激振器及控制方法

摘要

本发明公开了一种激振力方向可调的低功耗非接触激振器及其控制方法；在每个激振方向上各采用两个独立的U型电磁铁，这两个电磁铁对被激振物产生的电磁吸力方向相反；利用二极管的单向导电性将交流电分成两路直流电，用一个功率放大器分时驱动两个U型电磁铁的线圈；对线圈电流与电磁吸力进行非线性变换，再使用PID控制器控制输入到电磁线圈的电流进而控制电磁激振力，电流的正负决定着电磁激振力的正负，电流的大小决定着激振力的大小。该电磁激振器无需施加偏置磁场与偏置电流，功耗低，可以对被激振物施加正向或反向的激振力，并且激振力幅值大，波形失真度小，可以广泛用于正置式结构高速超高速滑动轴承转子系统油膜动特性系数测试。

主权项

一种低功耗激振力方向可调的非接触激振器，其特征在于：包括第一U型电磁铁（U1）、第三U型电磁铁（U3）、圆柱形衔铁（7）、不锈钢支架（3）、不锈钢底座（1）、第一功率放大器（P1）、信号调理电路、AD转换电路、DA转换电路和工业计算机；独立的第一U型电磁铁（U1）和第三U型电磁铁（U3）对称设置于圆柱形衔铁（7）两侧，圆柱形衔铁（7）固定在高速主轴（8）上；第一U型电磁铁（U1）和第三U型电磁铁（U3）对高速主轴（8）产生的电磁吸力方向相反；第一U型电磁铁（U1）包括第一电磁铁芯（4‐1）和缠绕在第一电磁铁芯（4‐1）上的第一电磁线圈（5‐1）；第三U型电磁铁（U3）包括第三电磁铁芯（4‐3）和缠绕在第三电磁铁芯（4‐3）上的第三电磁线圈（5‐3）；第一电磁铁芯（4‐1）和第三电磁铁芯（4‐3）与圆柱形衔铁（7）对应的面为圆柱面，二者之间的气隙为400um～500um；第一U型电磁铁（U1）和第三U型电磁铁（U3）固定在不锈钢支架（3）上；不锈钢支架（3）的底部固定在不锈钢底座（1）上，不锈钢底座（1）上水平对称设有两个半导体应变片（2）；半导体应变片（2）经调理电路和AD转换电路连接工业计算机；工业计算机通过DA转换电路连接第一功率放大器（P1）；第一功率放大器（P1）的输出连接有相互并联的第一二极管分路和第三二极管分路，第一二极管分路包括相互串联的第一二极管（D1）和第一电磁线圈（5‐1），第三二极管分路包括相互串联的第三二极管（D3）和第三电磁线圈（5‐3）；其中第一二极管（D1）和第三二极管（D3）的方向相反。