电磁振动台系统信号干扰消除方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电磁振动试验台系统中干扰信号的消除方法，包括220V电源、控制仪、功率放大器、功放配电柜相互之间的干扰信号隔离以及系统的接地处理方法。其中，将控制仪和控制仪的供电电源与设备地隔离和信号滤波处理；控制输出和功率放大器通过在控制仪输出端(DRIVE)和功放输入端之间增加一个隔离变压器进行干扰信号隔离；功率放大器和配电柜之间增加滤波器以降低功率放大器对整个楼体电网的影响；整个系统接入信号地。本发明专利技术的振动台系统中信号干扰消除方法避免了单独为设备进行土建改造埋接地桩施工量大、周期长、经费开销大的缺点，解决周期短，经济性好，具有很好的可移植性，保证了振动试验不因信号干扰带来超差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于力学环境试验
，具体来说，本专利技术涉及一种电磁振动台系统信号干扰消除的方法，主要涉及隔离变压器和滤波器在消除力学环境试验设备电磁振动试验台系统干扰信号中的应用。
技术介绍
振动试验是仿真产品在运输(Transportation)、安装(Installation)及使用(Use)环境中所遭遇到的各种振动环境影响，试验由电磁振动台系统实施。电磁振动台系统是力学环境试验的重要设备之一，主要由振动台台体、传感器、信号适调器、控制仪、功率放大器组成(如图1所示)，其中控制仪发出控制信号通过驱动信号输出端(DRIVE端口)输出到功率放大器，功率放大器将此信号放大后输出为大电流驱动电磁振动台面运动，台面的实际运动行为经传感器测量得到，传感器测回的信号由信号适调器放大和滤波处理后输入控制仪形成完整的闭环控制回路。控制仪所接电源来自民用220V、50Hz电源，驱动电磁振台动圈的功放电源来自380V动力电源。在调试新设备过程中，发现传感器输入的信号在50Hz有干扰信号存在，尤其是大功率设备(如焊机)工作时，甚至在使用不间断电源系统(UPS)供电时仍然有干扰存在。国家标准对振动试验容差有着具体要求，干扰信号的存在将使控制信号中叠加一个额外信号，从而导致试验结果有超差风险，例如航天领域环境试验标准GJB1027A-2005对随机振动试验容差的要求为：20～1000Hz容差为1.5dB，1000～2000Hz容差为3.0dB。50Hz干扰信号的直接影响是随机振动试验过程中由于叠加一个50Hz的干扰，导致控制信号超差，对于低量级的试验，超差更为明显。通常，为了消除振动台系统中的干扰信号，采用将振动台系统中各设备连接建筑地线的方式(如图2所示)，此种方式要求振动台设备所在建筑区域需预埋地线且留有接口，此外还要求在试验进行过程中，不能有使用同一地线的其它大功率设备(如电焊机、UPS电源等)开机工作，否则将会引入新的干扰，在小量级随机试验时试验结果超差的风险将大大增加。此外，若在无地线接口的建筑物内新安装振动试验台，采用新埋地线的方案不但工程周期长，经费成本也显著增大。在高层建筑、机场、车站、码头、工矿企业及隧道的输配电等场所，供电信号干扰问题常用隔离变压器，一般用来机器维修保养用，起保护、防雷、滤波作用。隔离变压器是指输入绕组与输出绕组在电气上彼此隔离的变压器，用以避免偶然同时触及带电体(或因绝缘损坏而可能带电的金属部件)和大地所带来的危险。对于弱电系统中干扰常采用滤波器。电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。电磁振动台系统出厂产品并不含有接地外的抗干扰设备。要快速简洁的地消除干扰信号，考虑到振动台系统中同时包含功率放大器强电设备和传感器、信号适调器、控制仪弱电设备，需考虑不同方式消除所有环节干扰信号。鉴于以上原因，研制了一种针对电磁振动试验台系统的干扰信号消除方法，以保证试验过程中控制信号满足试验容差要求，实现容易、经济性好、效果明显。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电磁振动试验台系统中干扰信号的消除方法，保证试验系统中控制信号不受外界电源影响，从而使试验满足容差要求。本专利技术通过如下技术方案实现：一种电磁振动试验台系统中干扰信号的消除方法，所述电磁振动试验台系统主要由振动台台体、传感器、信号适调器、控制仪、功率放大器，供电电源，功率放大器供电配电柜组成，所述消除方法包括如下步骤：1)将电磁振动台试验系统中的控制仪与其供电电源之间依次设置隔离变压器和滤波器进行干扰信号隔离；2)再将另一隔离变压器设置在电磁振动台试验系统中的控制仪输出端(DRIVE信号输出口)和功率放大器的输入端之间再次进行干扰信号隔离；3)同时将滤波器设置在功率放大器和功率放大器供电配电柜之间，降低整个建筑楼体的外部电网对功率放大器的信号干扰；4)将整个电磁振动试验台系统接入信号地。其中，所述隔离变压器的频率范围为0.2～15MHz；幅值失真为≤0.15％；工作温度为0～70℃；输出功率为1kW；铁芯形式为C型铁芯；其中，所述隔离变压器封装到金属壳内，输入端与输出端为BNC接口引出。其中，所述隔离变压器型号为DIN-LO-11FL，隔离变压器的次级全屏蔽。其中，所述金属壳的材质为1mm厚的冷轧钢板，外表面喷塑，内表面涂防锈漆。其中，所述滤波器型号为Q310-200KS。其中，所述滤波器封装到机箱内，机箱材质为1mm厚的冷轧钢板，外表面喷塑，内表面涂防锈漆；其中，所述机箱的输入、输出预留进、出线孔。本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术的振动台系统中信号干扰消除方法避免了单独为设备进行土建改造埋接地桩施工量大、周期长、经费开销大的缺点，解决周期短，经济性好，具有很好的可移植性，保证了振动试验不因信号干扰带来超差。且本发明能够快速实现，无需对建筑楼体进行单独施工。干扰信号完全消失，试验结果在满足国军标容差范围要求。对于干扰不明显的电磁试验台系统，采用此方式应用隔离变压器和滤波器可大大加强系统抗干扰能力。附图说明图1为现有技术的电磁振动台系统的结构示意图；图2显示了现有技术中的电磁振动台各设备连接建筑地线的方式。图3为本专利技术的隔离变压器及滤波器在电磁振动台控制仪与供电电源之间的隔离方案。图4为本专利技术的隔离变压器在电磁振动台控制仪和功率放大器之间的隔离方案。图5为本专利技术的滤波器在电磁振动台功率放大器和功率放大器配电柜之间的隔离方案。图6为本专利技术的电磁振动试验台系统中干扰信号消除方法的整体方案。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的隔离变压器和滤波器在电磁振动试验台系统中消除干扰信号的方法进行详细说明，具体实施方式仅为示例的目的，并不旨在限制本专利技术的保护范围。图3-5分别显示了本专利技术的隔离变压器和滤波器在电磁振动台试验系统中控制仪与控制仪供电电源之间、控制仪与功率放大器(简称功放)之间、功放与功放配电柜之间消除干扰信号的方法。本专利技术的隔离变压器和滤波器在电磁振台系统信号干扰消除方法，包括在电磁振动试验台系统各部分之间如何安装好一整套完整方法。在本专利技术的一具体实施方式中(参照图3)，将控制仪输入端的干扰信号隔离采用从220V电源依次连接隔离变压器及滤波器的方法，隔离变压器及滤波器具体技术指标为：a.隔离变压器指标：1)隔离变压器变比：1：1；2)变压器输出功率：1kW；3)变压器铁芯形式：C型铁芯；4)变压器次级全屏蔽；5)输入、输出及屏蔽层引出端子：M5螺栓引出；b.滤波器指标:1)型号：S320-6ES；c.滤波器和变压器封装到机箱内，机箱材质为1mm厚的冷轧钢板，外表面喷塑，内表面涂防锈漆；d.机箱输入端为标准电源线接口，输出端4个单相三极插座。在本专利技术的一具体实施方式中(参见图4)，本专利技术的控制仪和功放之间干扰信号隔离采用在控制仪和功放系统信号连接线之间增加一个隔离变压器的方法，对隔离变压器具体要求技术指标为：a.隔离变压器型号：DIN-LO-11FL；b.频率范围：0.2～15MHz；c.幅值失真：≤0.15％；d.工作温度：0～70℃；e.隔离变压器要封装到金属壳内，输入、输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁振动试验台系统中干扰信号的消除方法，所述电磁振动试验台系统主要由振动台台体、传感器、信号适调器、控制仪、功率放大器，供电电源，功率放大器供电配电柜组成，所述消除方法包括如下步骤：1)将电磁振动台试验系统中的控制仪与其供电电源之间依次设置隔离变压器和滤波器进行干扰信号隔离；2)再将另一隔离变压器设置在电磁振动台试验系统中的控制仪输出端(DRIVE信号输出口)和功率放大器的输入端之间再次进行干扰信号隔离；3)同时将滤波器设置在功率放大器和功率放大器供电配电柜之间，降低整个建筑楼体的外部电网对功率放大器的信号干扰；4)将整个电磁振动试验台系统接入信号地。

【技术特征摘要】
1.一种电磁振动试验台系统中干扰信号的消除方法，所述电磁振动试验台系统主要由振动台台体、传感器、信号适调器、控制仪、功率放大器，供电电源，功率放大器供电配电柜组成，所述消除方法包括如下步骤：1)将电磁振动台试验系统中的控制仪与其供电电源之间依次设置隔离变压器和滤波器进行干扰信号隔离；2)再将另一隔离变压器设置在电磁振动台试验系统中的控制仪输出端(DRIVE信号输出口)和功率放大器的输入端之间再次进行干扰信号隔离；3)同时将滤波器设置在功率放大器和功率放大器供电配电柜之间，降低整个建筑楼体的外部电网对功率放大器的信号干扰；4)将整个电磁振动试验台系统接入信号地。2.如权利要求1所述的消除方法，其中，所述隔离变压器的频率范围为0.2～15MHz；幅值失真为≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋超，吴儒亮，钱北行，刘闯，周原，刘文根，吴树迎，姚泽民，唐学伟，王鹏飞，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11