电动振动台总体及电气部分设计

电动震抖装置的设计与优化方法1. 引言电动震抖装置是一种用于震动和振动的设备，广泛用于工业、医疗、航空航天等领域。

本文将探讨电动震抖装置的设计原理、优化方法及其在各个领域中的应用。

2. 设计原理电动震抖装置主要由电动机、减速器、振动机构、工作台等组成。

其中，电动机通过传动装置与减速器相连，将电能转换成机械能；减速器主要用于降低电动机的转速和增加输出扭矩；振动机构起到传递振动能量的作用；工作台则是用于放置被振动物体的平台。

3. 设计步骤（1）需求分析：首先需要明确电动震抖装置的使用需求，包括所需振动的频率、振幅、工作台尺寸等。

（2）选型：根据需求，选择适合的电动机、减速器和振动机构。

电动机的选择要考虑功率、转速和负载能力；减速器的选择要考虑减速比和扭矩要求；振动机构的选择要考虑振幅和振动频率要求。

（3）布置设计：将各个组件合理布局在工作台上，确保工作台具有足够的强度和稳定性，并便于维护和操作。

（4）结构设计：根据振动要求和实际情况，设计振动机构的结构，包括振动源、传动部件、固定装置等。

（5）优化设计：通过模拟或试验的方法，优化电动震抖装置的设计参数，以使其达到更好的振动效果和工作性能。

（6）系统集成：将各个组件进行装配，检测各项功能和性能指标是否符合要求。

（7）测试验证：对电动震抖装置进行全面的测试验证，确保其在各种工况下都能正常运行和达到设计要求。

4. 优化方法（1）结构优化：通过改变振动机构的结构形式、材料选择等方法，优化振动的传递效率和稳定性。

例如，采用材料优化和结构优化技术，减少非结构性质量，提高装置的自然频率。

（2）振动源优化：选择合适的振动源，如离心式振动电动机、电磁式振动电机等，以满足不同振动频率和振幅的需求。

同时，通过改变电机的工作参数，如电压、电流和频率等，进一步优化振动效果。

（3）控制系统优化：设计合理的控制系统，包括传感器、控制器和反馈调节装置等，以实现对振动频率、振幅和工作时间等的精确控制。

电动振动台基本参数的设计及计算邹振兴【摘要】阐明了电动振动台的结构及工作原理,详细论述了电动振动台基本参数的设计及计算,系统的谐振频率、机械阻抗、在机电耦合中短路环对动圈机械阻抗的影响等,并推导了其计算公式.【期刊名称】《湖南工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(025)002【总页数】8页(P27-33,42)【关键词】工作原理;系统谐振频率;机械阻抗;短路环;计算公式【作者】邹振兴【作者单位】苏州试验仪器有限公司,苏州215021【正文语种】中文【中图分类】TH534+.2电动振动台是一种把电磁能转换成振动的机械能，且传递给紧固在动圈工作台面上的试件，使试件获得振动环境效应的一种振动设备，其基本原理是将交变电流输入到处于磁场中的线圈，使通电线圈受到电磁感应力的作用，由于电磁感应力的推动，由动圈上的工作台面把运动(或加速度)传递给试件，所以电动振动台是一种传递运动(或加速度)的振动设备.磁场的产生是激磁式的.其台体结构原理如图1所示.主要由(1)台体座、(2)通风装置、(3)下导向及空气弹簧支承、(4)磁路体、(5)动圈、(6)上导向装置、(7)防护罩、(8)过位移保护装置等部分组成.由磁环体、中心磁极、磁缸底、磁缸盖及上下两组激磁线圈组成的磁路系统，形成磁回路，在空气隙中形成一个强大的磁场，磁感应强度为B.当交变信号电流经功率放大器后，供给线圈以可变电流I=I0sinωt.根据磁场对通电导线的作用原理，可得到电磁感力F(或称安培力)，其方向用左手定则来判别，大小与工作气隙磁感应强度B，线圈有效长度L及电流强度I成正比.电磁感应力F为：式中：B：工作气隙磁感应强度，(GS)；L ：线圈有效长度， (cm)；I：通过线圈的有效电流，(A)；g：重力加速度，(9.8 m/s2 ).从(1)式可以看出：电磁感应力的大小与三者均成正比，其中线圈的有效长度L和通过线圈有效电流I都是动圈确定的参数，且受到结构的限制，所以精准确定动圈线圈的有效长度和截面的大小至关重要.这部分的作用是把电磁能转换为产生机械振动的机械能，为试件提供要求的振动源，所以首先要求是要高效、体轻、工作频带宽、以及单位机械功能所需要的功率小等良好性能.而这些均与动圈和空气弹簧支承系统有密切的关系.2.1 可动系统(动圈总成)谐振频率的计算如图2所示，电动振动台动圈是由(1)线圈、(2)骨架等构件组成；而骨架则是由圆筒体、筋板、圆台等元素组成一个所谓连续系统的构件，其谐振频率的计算已有较为成熟的计算方法.而要得到实际要求的谐振频率，一般在生产中，往往是计算、制造出样机、测试交替进行，看动圈工作时的谐振频率是否高于频带上限频率.反之，则在保持动圈质量不变的条件下，适当加厚影响动圈刚度的筋板、或增加筋板数、或适当减小动圈的高度，使动圈骨架的高度H1与直径D之比为0.93左右，最后确定一个最佳的结构尺寸.可动系统(即动圈总成)的刚度是由动圈骨架的刚度K1和线圈与骨架粘贴影响而造成的弹簧刚度K2串联后而成形的刚度.2.1.1 动圈骨架刚度K1的表达从图2可知，可以把它看成是动圈骨架筋板的拉压刚度和弯曲刚度串联而成.这样的计算是比较简单的.筋板的拉压刚度K1.1为：筋板的弯曲刚度K1.2为：则动圈骨架的刚度K1为：式中：E1：动圈骨架材料的杨氏模量，对铝合金材料其值为：7.0×105(kg/cm2 )；t：动圈骨架筋板的厚度，(cm)； D：动圈骨架的外径，(cm)；H1：动圈骨架的高度，(cm)； A：动圈骨架筋板数系数.2.1.2 不锈钢网孔薄板和线圈与骨架粘贴影响而造成的弹簧刚度K2的表达式线圈与骨架的联接是分别在线圈内外圆柱表面分别各粘贴一片不锈钢网孔薄板，而后一起紧密粘贴在动圈骨架联接环下端.其机械等效系统如图3所示.由于不锈钢网孔薄板影响而造成的弹簧刚度K2的表达式为：式中：Dcp：不锈钢网孔薄板的平均直径，( cm)；t1：不锈钢网孔薄板厚度×2 ，(cm )；H2：不锈钢网孔薄板的高度，(cm)；E2：不锈钢网孔薄板的轴向弹性模量，其值为：E2=2.06×106(kg/cm2).2.1.3 可动系统(动圈总成)上限谐振频率fn上计算表达式在理论计算中，弹簧质量被分成三等分.在这里，如图3所示，我们把弹簧的质量被分成二等分，分别加到刚体质量M1、M2和M3上.这样我们就得到了可动系统上限谐振频率的表达式为：其中式中各符号的含义如图3和上面所述.为保证电动振动台要求的频率特性，计算得到的可动系统上限谐振频率必须比要求的工作频率上限高出1.5倍以上.2.2 空气弹簧支承系统的谐振频率的计算电动振动台工作频率下限一般要求是在5 Hz.所以支承弹簧K弹值就决定了电动振动台振动体系统的最重要参数-下限谐振频率fn下，故支承弹簧为电动振动台的基本要素和重要元件之一.在诸多种弹簧中，空气弹簧由于K弹值小，因而可使电动振动台振动体系统的下限谐振频率fn下可设计得比较低，这样，可使振动台工作频率下限较低；此外，当振动体系统的质量改变而使振动体系统中的工作台面偏离设计的静平衡位置时，可向气室充气或放气，很方便的将振动体系统中的工作台面升降，将其调节到预定的位置.其它诸如没有金属接触、摩擦而带来的各种缺陷等等.2.2.1 振动台可动系统下限谐振频率fn下的表达式式中：K弹：空气弹簧刚度，(kg/cm )；g：重力加速度，( 981 cm/s2)；W ：振动台可动体系统(动圈总成)的质量，(kg).2.2.2 空气弹簧结构尺寸及工作原理图4为支承空气弹簧结构尺寸图，主要由四大件，即(1)气室、(2)皮囊、(3)活塞和(4)导向轮等组成.活塞与动圈骨架紧固联接.当振动台的振动体系统工作台面垂直向下运动时，与其固接的活塞就压缩密闭于气室中的空气，同时整个气簧结构对活塞产生一个向上的反力，这就是空气弹簧.2.2.3 空气弹簧刚度K弹的表达式我们可以在机械设计手册中找到对于多曲囊式空气弹簧轴向刚度的计算式为：K弹式中：α：形状系数，其值为，其中na为空气弹簧皮囊的曲数；P：空气弹簧的内压力，(kg/cm2)；Pa：大气压力，(kg/cm2)；V：空气弹簧有效体积，(cm3)；A∶承受作用力的有效面积，(cm2)；ra：空气指数，一般动态过程，其值为：1<ra≤1.4，取ra=1.2 .当Pa=1 kg/cm2 时，并以代入(8)式，则有：K弹分析弹簧刚度K弹值表达式中有关各项参数可知：在其它参数不变时，适当减少活塞的直径，可有效降低弹簧刚度K弹值.电动振动台动圈的线圈一般采用高强度漆包导线分几层绕制而成，分别用0.3 mm 不锈钢网孔薄板紧密粘贴在其内外径圆柱表面上，并用环氧树脂将其紧密粘贴固定在动圈骨架上.此外，环氧树脂还能起到加强线圈电气绝缘性能的作用；同时线圈的电阻、电感等参数还直接影响到电动振台的输入阻抗、振动体系统的上限频率等.3.1 振动力学模型当动圈中的线圈输入交变电流时，动圈就会在恒定磁场中作往复振动，这样就可以得到动圈在恒定磁场中的振动力学模型，如图5所示.其系统振动的微分方程为：式中和图中符号含义为：可动系统的加速度，( cm/s2)；可动系统运动的速度，(cm/s)；m ：可动系统的质量，(kg·s2/cm)； K弹：空气弹簧支承的弹簧刚度，(kg/cm )；i：动圈导线中的交变电流，(A)；电动势，(V)； L：动圈绕组导线的有效长度，( cm)；B ：工作气隙中均匀恒定磁场的磁感应强度(GS)c：支承弹簧的阻尼系数(包括空气阻尼等)(kg·s/cm)；Ld：动圈及输出变压器的电感(包括外接电感)，(H)；Rd：动圈及输出变压器的直流电阻(包括外接电阻)(Ω).若设 .并代入(10)式，则有：再令；Z2=Rd+jωLd；k=BL(Wb·m) 机电耦合系数.则(10)式变为：故求得Z为：解之，得：这样求得Z为：{Ld-}=R0+jωL0式中：当考虑到机械系统的参数和气隙中磁感应强度的影响后，所得到电路输入阻抗Z 的等效电路如图6所示.由此可见当动圈输入交变电流而使之振动后，使电路阻抗增大，其增大值就是，而Z1为机械阻抗.3.2 动圈电感Ld的表达式严格的计算动圈的电感是一个十分复杂的问题.当磁通在不饱和的情况下，通常可以忽略磁钢中的磁阻，这时动圈的电感便是一个不随输入动圈线圈电流大小而变化的常数.按电感的定义，我们就可以得到动圈的电感Ld的表达式为：当D1≫δ时，便可近似地得到：式中：δ：磁路系统中工作隙的宽度，(cm )； D1：中心磁极的外径， ( cm)；hp：磁路系统中工作气隙的高度，(cm )；n：动圈线圈的匝数；h：动圈线圈的高度，( cm).3.3 动圈线圈电阻Rd的表达式动圈线圈的电阻Rd的表达式为：式中：ρ：导线的电阻率，(对铜导线)(0.0176 Ω·mm2/m)；q ：导线截面积，(mm2 )Dcp：动圈线圈平均直径，分别为线圈的外径、内径.短路环是用高导电率铜制成的薄壁型圆筒体；分别贴合在由中心磁极外径与磁环体内孔形成工作气隙的内外两侧.所以短路环与动圈十分接近，若不计漏磁通，那么输入动圈的电流产生的磁通φd及短路环产生的磁通φT都同时键链着动圈和短路环，如图1所示.从(13)式我们进一步可以得知，动圈阻抗在低频时，主要是电阻性的，而随着工作频率的升高会急趋升高.这样，当功率一定时，随着频率的升高，振动台的加速度会急趋下降，以致于影响工作，所以要从电气特性上延伸其工作范围，就一定要设法降低动圈的输入阻抗.而短路环正好起到了改变动圈的电阻抗的重要作用.4.1 短路环对动圈输入阻抗的影响当动圈输入交变电流后，带有短路环的工作气隙就构成一个类似于筒形变压器，其等效电路如图7所示.根据变压器作用原理，由基尔霍夫定理，可以得到它们的运动微分方程式为：图中和式中符号含义为：RT-短路环的直流电阻，(Ω)；LT-短路环的自感， (H)；MTd-动圈与短路环的互感， (H)设E=Emejωt，i=Imejωt ，iT=ITejωt，代入(18)式，则有：解之，得到：故有短路环后，动圈阻抗Z为：将(15)式代入(20)式，并经适当整理后，可得：{}(21)式就是在有短路环的工作气隙中动圈运动时，阻抗量值的具体计算式.从(20)式动圈阻抗Z值还可以写成：当ω较大时，通过结构设计，可得到，则(22)式就变为：若令=η2L0LT，则有为动圈与短路环的耦合系数.并代入到(23)式，故又有：由(23)式可知，当无短路环时，即η=0，把它代入(24)式，得到：Z=R0+jωL0而当采用短路环环，并令η→1，代入(24)式，则又可得到：由此可见，在短路环与动圈线圈有足够强的感应耦合的情况下，短路环能在宽频率范围内显著地减小总阻抗.这种补偿的方法，实际上是利用了线圈的互感来抵消自感的原理，从而使动圈高频电阻抗特性大大的得到改善，降低了功率放大器的容量和动圈的温升.采用短路环，由此而使工作气隙宽度加宽，因而会使工作气隙的磁感应强度下降，从而导致推力下降；或增加激磁线圈的容量，这样，又导至磁路体体积的增大.另外短路环使有功电阻增大，会使短路环、中心磁极和磁环体发热，故恰当地选用短路环的材料、尺寸和合适的制造质量，就甚为重要.4.2 短路环电阻RT计算表达式为了简化起见，假定短路环中的电流是均匀分布的.当频率不太高，而振幅又较大时，我们可以求得短路环的电阻RT为：式中：D1 ：短路环的内径(或中心磁极直径)，(mm)；DT：短路环的外径，(mm)；hT：短路环的高度；(mm)；ρ：短路环材料的电阻率，(Ω·mm2/m)，铜为：ρ=0.0176 .4.3 短路环电感计算表达式严格地计算短路环的电感是一个十分复杂的问题.当磁路中的磁通在不饱和的情况下，通常可以忽略磁钢中的磁阻，这时短路环中的电感便是一个不变的常数，这时短路环的全磁通φT为：从而得出短路环的电感LT为：式中：δ：工作气隙的宽度，(cm)；hp：工作气隙的高度，(cm)；hT：短路环的高度，(cm)；μ0：空气磁导率系数，μ0=0.4π×10-8 (H/cm )；Dcp：短路环平均直径，.4.4 短路环与动圈互感MTd计算表达式短路环与动圈之间的互感可以由短路环中的电流iT所建立的磁通键链于动圈的全磁通来求得.而键链于动圈的全磁通φTd为：当Dcp≫δ时，则有：从而得到短路环与动圈之间的互感MTd为：式中：h：动圈线圈的高度，(cm). n：动圈线圈的匝数.其它符号的含义及单位如前所述.前面论述的这些参数，关系着电动振动台性能的优与劣，工作频率范围宽与窄；而动圈输入阻抗计算是否准确至关重要，电气功率放大器就是根据这一参数而设计计算确定功率放大器各个相关的参数；所以它关系着机械部分与电气部分功率放大器能否相匹配的问题，也就是说该电动振动台能否正常工作的问题.已知某电动振动台与设计计算有关的主要性能技术参数为：①最大正弦激振力：29400 N；②额定频率范围：5～2500 Hz；③扫频范围：5～2500 Hz；④空载额定位移：(峰-峰值)51 ；⑤额定加速度：850 m/sec2 ；⑥额定负载：500 kg；⑦工作台面尺寸：φ320 mm ，等等.要求设计计算：①振动台振动体系统上、下限谐振频率；②动圈的输入阻抗等.这些参数的确定是需要经过多次的设定和计算，最后才能得到最佳的组合参数.5.1 动圈基本参数的设计计算5.1.1 设计并确定动圈的线圈导线相关参数(1)设定工作气隙的磁感应强度B=16000 GS，工作气隙的高度hp=126 mm；(2) 初选动圈线圈导线截面为：2.5×3=7.5 mm2，高强度漆包铜线，并计算导线有效长度L有m.式中：0.92为填充系数，2为线圈的层数.由于振幅的需要，线圈实际高度为176 mm，故线圈的总匝数n=65×2=130匝，需要导线总长度为：L 总=161 m.由此就可以计算出输入动圈线圈的交变电流I为：5.1.2 计算动圈骨架的刚度按图2所示，则有：D0=320 mm，动圈的外径，D=1.25D0=1.25×320=400 mm，其中：1.25为动圈骨架下端直径(也是线圈直径)与工作台面直径之比，是经验数据.初设定动圈骨架高度为：H1=350 mm ；筋扳厚度t=12 mm .骨架的材料为ZL302铝合金，其杨氏模量为：E=7.0×105 kg/cm2.则=215353935.1.3 计算不锈钢网孔薄板结和线圈与骨架粘贴影响而造成的弹簧刚度K25.1.4 计算振动台可动系统的上限谐振频率fn上(1)计算几个相关的参数工作台面的质量M1，M1 =5.25 (kg )；联接环的质量M2，M2 =2.69 ( kg)线圈的质量M3， M3=10.72 (kg )；筋板的质量M01，M01=12.56 ( kg)不锈钢网孔薄板的质量M02，M02=1.036 (kg )；；；).(2) 计算振动台可动系统上限频率fn上5.2 计算振动台可动系统下限谐振频率5.2.1 振动台可动系统(动圈总成)的质量振动台可动系统(动圈总成)的质量由骨架、线圈、台面螺套以及其它辅助件等质量的总和，即：W=W1+W2+W稿=20.5+11.76+1.94=34.25.2.2 计算空气弹簧支承的弹刚度K弹如图3所示，设定支承空气弹簧结构尺寸的数值.(1) 计算皮囊形状系数α(2)计算气压承受平面的面积 A(3) 计算空气弹簧气室容积 V(4)计算支承空气弹簧的弹簧刚度 K弹K弹5.2.3 计算振动台可动系统下限谐振频率fn下5.3 计算动圈的阻抗Z(1)计算动圈的电感Ld与线圈导线直流电阻力Rd(2)计算短路环的电感LT与直流电阻RT(3)计算短路环与动圈互感 MTd(4)按式(25)计算数个频率点的阻抗Z的数值上面设计计算的电动振动台的参数，在动圈与磁路键链以后，我们对整机的各个参数进行了测试，检测的结果为：最大正弦激振力为29550 N ；最大加速度为860 m/s2；振动位移幅值为(峰-峰值)51 mm.并同时进行了扫频试验检测，从电频记录议画出其工作频率段5～2500 Hz加速度-频率特性曲线，如图8所示.并且与计算各个频率点的阻抗值绘制成的阻抗-频率特性曲线基本相吻合.【相关文献】[1] 张维屏.机械振动学[M].冶金工业出版社，1983.[2] 谷口修.振动工程大全[日][M].尹传家译，机械工业出版社，1986.[3] 秦曾煌.电工学[M].高等教育出版社，1964.。

目录1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2课题来源 (1)1.3振动台的分类及国内外发展现状 (2)1.3.1振动台的分类 (2)1.3.2振动台的主要用途 (2)1.3.3国内外发展现状 (3)2电动振动台的相关特性 (4)2.1电动振动台概述 (4)2.1.1振动试验的目的 (4)2.1.2电动振动台工作原理 (5)2.2振动台的部件及工作特性 (6)2.2.1电动振动台台体 (6)2.2.2驱动线圈的阻抗特性 (6)2.2.3动圈结构 (7)2.2.4金属绕线壁筒对性能的影响 (7)2.2.5磁路系统 (7)2.2.6悬挂装置与导向装置 (8)2.2.7冷却装置 (9)2.2.8振动台台体的隔振方法 (10)2.3振动台的选型 (10)2.3.1选型前的准备 (10)2.3.2振动台类别的选择 (10)2.3.3电动振动台的选型 (11)3电动振动台控制系统设计 (13)3.3电气控制系统设计 (13)3.1.1变频部分设计 (13)3.1.2控制仪的选用 (13)3.1.3功率放大器设计 (15)4总结 (18)参考文献 (19)致谢 (20)附录 (21)1绪论1.1引言在车辆、航空、航天等工程领域，产品在使用过程中都存在于一定的振动环境中。

振动引起的破坏是其服役过程中发生故障的主要因素之一，许多机载设备的故障都与振动直接或者间接的有关。

许多国家都投入了大量的人力和物力研究模拟各种产品在在使用该过程中的振动问题。

振动环境的研究已经日益引起人们的重视，成为产品进行动态设计必不可少的重要环节。

振动试验的目的在于确定所设计、制造的机器、构件在运输和使用过程中承受外来振动台或者自身产生的振动而不到破坏，并发挥其性能、达到能预定寿命的可靠性。

随着对产品，尤其是航空航天产品可靠性要求的提高，作为可靠性试验关键设备的振动试验系统的发展显得越来越重要。

振动台可以用于加速度计的校准，也可用于电声器件的振动性能测和其耸的振动试验。

电动仿真转台的组成及设计基本方案【摘要】本论文来源于具体的工程项目。

随着航天技术的发展，电动仿真转台做为导弹系统地面半实物仿真试验中的关键设备，其性能的优劣直接影响到测试实验的可靠性和置信度。

本文简单介绍下其发展、组成、原理及发展情况。

【关键词】机电一体化；电动仿真转台1、背景半实物电动仿具转台是通过模拟导弹和飞行器的实际飞行环境，用仿真设备在地面进行测试、评价制导的各项性能指标，检测系统的工作状态和跟踪精度。

具有提高制导控制系统质量，缩短研制周期和节省研制经费等特点。

2、国、内外转台的发展状况世界上第一台转台是由美国麻省理工学院在1945年研制成功的，其它一些国家深受美国影响，陆续开展着转台的研究。

我国转台研制起步于七十年代，1974年由航天部704所研制成功，可以实现低速测试。

至1985年由哈尔滨工业大学研制出我国第一台计算机控制转台，提高了控制精度和自动化水平，转台的测角分辨率达到0.36”，位置精度达到了1”，是当时全国范围内性能指标最高的半实物仿真转台。

近几年来，哈尔滨工业大学相继成功研制了一系列电动仿真测试转台，这些转台都是以高性能计算机作为测控系统的核心，顺应计算机参与转台控制与测试这一发展趋势，进而大大提高了转台的自动化水平，使我国的转台研制在某些方面接近或已经赶上了国际先进水平。

3、电动仿真转台组成及原理半实物仿真转台由三大部分组成，一部分为转台的机械台体部分、一部分为与机械台体相连的控制部分（即电气部分）、一部分为电源供电部分。

三个部分通过专制电缆相连接。

机械台体用于承载用户需要试验或测试的产品，实现姿态角的运动。

电机主要是驱动轴系带动框架运动；测量元件用于测量轴系旋转的角位置信号并反馈给控制系统，以实现角位置的闭环控制。

电控系统用于控制转台系统完成用户所需要进行的试验或测试，包括逻辑控制和伺服控制两部分。

电源系统用于给转台系统提供隔离的三相动力电源，主要包括隔离变压器，将三相380V电源进行隔离变压，形成三相220V的电源给转台电机驱动控制器供电。

振动台设计及其应用研究振动台是一种常用的实验设备，广泛应用于工程、地震学、材料力学等领域。

本文将从振动台的基本原理、设计要点、应用研究等方面进行论述。

一、振动台的基本原理振动台的基本原理是利用电机产生的振动力将被试体或模型等放置在振动台上，通过改变振动台的运动特性来模拟实际工程或地震等振动环境。

振动台的振动特性可以用振幅、频率和相位等参数来描述。

振幅是指振动台的最大位移，可以通过改变电机转速和设定控制参数来调整。

频率是指振动台振动的周期性，可以通过改变电机转速和调整振动台的固有频率来控制。

相位是指振动台与外界振动源的时间关系，通常在实验中需要与外界振动源进行同步。

二、振动台的设计要点1. 动力系统设计: 振动台的动力系统一般由电机、传动装置和悬挂装置等组成。

合理选择和设计这些装置对于振动台的性能有着重要影响。

例如，电机的功率和转速需要满足振动台所需的振动力和频率要求，传动装置需要保证电机的振动动力传递到振动台上，悬挂装置需要提供足够的支撑和稳定性。

2. 控制系统设计: 振动台的控制系统一般由控制器和传感器等组成。

控制器负责调节振动台的振动特性，传感器负责感知振动台和被试体的振动状态。

合理选择和设计这些装置对于振动台的控制精度和稳定性至关重要。

3. 结构设计: 振动台的结构设计需要考虑振动台的载荷条件和材料选择等因素。

振动台的结构应具备足够的刚度和强度，以承受工作载荷和外界振动引起的应力。

材料的选择应考虑其阻尼性能和抗振性能等因素。

三、振动台的应用研究1. 工程领域中的应用: 振动台在工程领域中被广泛用于模拟结构的振动响应和工作环境下的振动载荷。

通过在振动台上进行振动试验，可以评估结构的稳定性和安全性，优化结构设计并验证结构的可靠性。

2. 地震学研究中的应用: 振动台在地震学研究中扮演着重要角色。

地震模拟试验是研究地震波作用下结构响应的重要手段之一。

通过模拟地震波的载荷和振动台的运动，可以研究结构的抗震性能，提出抗震设计的建议。

电动式振动台介绍编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（电动式振动台介绍）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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电动式振动台介绍电动式振动台是目前使用最广泛的一种振动设备.它的频率范围宽，小型振动台频率范围为0～10kHz，大型振动台频率范围为0～2kHz。

电动式振动台是根据电磁感应原理设计的，当通电导体处在恒定磁场中将受到力的作用,当导体中通以交变电流时将产生振动。

振动台的驱动线圈正式处在一个高磁感应强度的空隙中，当需要的振动信号从信号发生器或振动控制仪产生并经功率放大器放大后通到驱动线圈上,这时振动台就会产生需要的振动波形。

驱动线圈和运动部件是振动台的核心部件，它的一阶共振频率决定着振动台的使用频率范围。

振动台驱动线圈电流的产生方式有直接式和感应式。

直接式就是将放大器输出的电流直接加到驱动线圈上,这种方式是振动台的主流。

感应式是将交变电流通入一固定线圈，然后通过感应方式在驱动线圈产生电流。

感应式振动台的驱动线圈不需要引出电缆，结构简单，但这种振动台效率相对较低。

美国的UD公司的一些振动台采用了这种结构。

702所和其他公司的产品采用的是直接式，由于很好地解决了驱动线圈引出电缆问题，其产品更实用。

振动台的磁场产生方式可分为永磁型和励磁型。

永磁型的恒定磁场是由永久磁钢产生的，由于大体积的磁钢制作较困难，目前这种结构只适用于小型振动台。

如702所生产的2202型振动台和B&K（丹麦Brüel ＆ Kjær）公司的4808型振动台都属于永磁型。

而对于大型振动台则需要在励磁线圈中通以直流电流来产生恒定磁场,这就是励磁型振动台。

电动振动台结构示意图
产品名称：电动振动台
厂家：东莞环仪仪器科技有限公司
用途：电动振动试验机系统的工作原理类似于扬声器。

即通电导体在磁场中受到电磁力的作用而运动。

当振动台磁路中的动圈通过交变电流信号时产生激振力磁路中即产生振动运动。

电动振动台- 计算方法
试验所需激振力的计算
振动试验所需的激振力可按总的加载质量和最大试验加速度进行计算：
1、振动试验有四个基本单位
推力F［N］、加速度A［m/s2］、速度V［m/s］、和位移D［mmop］。

当总质量为m（单位:kg），试验加速度a（单位：m/s2）。

正弦振动时所需振动试验系统的激振力为：
F 推力[N]
F=ma M质量[kg]
A 加速度[m/s2]
2、运动部件质量
若垂直扩展台面或水平滑台面（含连接头）质量：m1
动圆质量：m2
气候试验箱连接轴质量：m3
夹具质量：m4
试件质量：m5
试验加速度为：a
则振动试验所需要的激振力可根据F=ma式计算如下：
F=（m1+m2+m3+m4+m5）a
3、位移、速度和加速度之间的关系
在正弦振动的情况下，频率（Hz）、位移d（mmo-p单振幅）、速度V（m/s）和加速度a 之间的关系如下。

电动振动台:1、设备名称、数量及用途：1.1 设备名称：电动振动试验台1.2 数量： 1套1.3 设备用途：主要用于结构性振动试验，要求其可靠性高、控制精度高，性能稳定、操作使用和维护方便，售后服务优良。

招标货物一览表2、基本要求2.1设备设计符合国家标准GB/T13310-91 电动振动台技术条件的要求，结构先进、制作精良、性能优异，适用于长期满负荷加工。

2.2 满足试验方法标准： GB/T 2423电工电子产品环境试验；GJB360B-2009 电子及电气元件试验方法；GJB150A-2009 军用装备试验室环境试验方法。

▲2.3 验收按照国家计量检定规程JJG948-1999标准A级要求执行。

2.4 运行控制稳定可靠，易于操作和维修。

2.5 本系统要组成三综合试验系统，要求振动台必须能够移动。

3 主要技术规格及参数3.1 台体3.1.1振动台▲3.1.1.1 正弦推力≥20kNf (2000kgf)▲3.1.1.2 随机推力≥20kNf (2000kgf)3.1.1.3 冲击推力≥40kN（4000kgf）▲3.1.1.4 台面尺寸≥Φ320mm▲3.1.1.5 频率范围5～3000Hz▲3.1.1.6 最大位移≥51mmp-p▲3.1.1.7 最大加速度≥980m/s2 (100g)▲3.1.1.8 最大速度≥2.0m/s▲3.1.1.9 最大载荷≥300kg3.1.1.10一阶谐振频率≥2400Hz3.1.1.11加速度信噪比≥60db3.1.1.12 漏磁≤1.0mT3.1.1.13允许偏心力矩≥2450Nm(25000kgfcm)3.1.1.14耳轴隔振带直线轴承导向，空气弹簧隔振系统3.1.1.15隔振频率≤2.5Hz3.1.1.16保护电路过电流保护，过电压保护，过位移保护，过热保护，过载保护，冷却系统保护，电源过压保护，电源欠压保护，缺相保护等功能。

3.1.1.17冷却方式风冷3.1.3 扩展台面3.1.3.1 上限工作频率正弦2000Hz 随机2000Hz3.1.3.2 工作台面尺寸≥500mm×500mm（方形）3.1.4 元器件试验用子母夹具3.1.4.1 上限工作频率正弦3000Hz 随机3000Hz3.1.4.2 母夹具尺寸：约200mm×200mm×200mm立方体或根据振动台台面设计3.1.4.3 子夹具尺寸：根据实际情况配置，招标完成后双方协商决定3.1.4.4 夹具示例：3.1.4.4.1 母夹具示例3.1.4.4.2 子夹具示例1（6件）3.1.4.4.3 子夹具示例2（6件）3.1.4.4.4 子夹具示例3（6件）3.1.4.4.5 子夹具示例4（6件）3.1.4.4.6 子夹具示例5（6件）3.1.4.4.7 子夹具示例6（6件）3.1.4.4.8 子夹具示例7（6件）3.1.4.4.9 子夹具示例8（6件）3.1.4.4.10 子夹具示例9（6件）3.2 振动控制器部分3.2.1硬件配置3.2.1.1 计算机3.2.1.2 彩色激光打印机3.2.1.3 电荷放大器（如无需电荷放大器情况下可以正常使用，可以不配）、传感器（高低温传感器），数量与振动控制器通道数相同，配10m可拆卸高低温传感器电缆。