一种振动试验系统及基于振动试验系统的励磁电源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种振动试验系统及基于振动试验系统的励磁电源装置，振动试验系统包括：振动台、加速度传感器、人机交互装置、振动控制器、功率放大器、励磁电源装置、冷却装置；加速度传感器设置在所述振动台上，并通过振动控制器与功率放大器电连接；人机交互装置分别通过功率放大器、励磁电源装置、冷却装置与振动台电连接。基于振动试验系统的励磁电源装置包括：励磁控制器，光耦隔离单元、检测处理单元、驱动执行单元；励磁控制器与光耦隔离单元电连接；励磁控制器还分别与检测处理单元以及驱动执行单元电连接。本实用新型专利技术通过依据不同工况和需求调整励磁电流，实现降低励磁线圈的电能输出以节约电能的目的。

A vibration test system and excitation power supply device based on vibration test system

The utility model provides a vibration test system and an excitation power supply device based on a vibration test system. The vibration test system includes a vibrating table, an acceleration sensor, a human-computer interaction device, a vibration controller, a power amplifier, an exciting power supply device, a cooling device, and a speed sensor set on the vibration table. The power amplifier is connected by the power amplifier, the excitation power supply device, the cooling device and the vibration table respectively. The excitation power device based on the vibration test system includes the excitation controller, the optocoupler isolation unit, the detection processing unit, the driving execution unit, the excitation controller and the optocoupler isolation unit, and the excitation controller is electrically connected to the detection processing unit and the driving execution unit respectively. The utility model adjusts the exciting current according to different working conditions and requirements, and realizes the purpose of reducing the energy output of the excitation coil to save energy.

【技术实现步骤摘要】
一种振动试验系统及基于振动试验系统的励磁电源装置
本技术涉及振动台控制
，尤指一种振动试验系统及基于振动试验系统的励磁电源装置。
技术介绍
随着航天航空、电子业、汽车的快速发展，各种用于仪器设备的振动试验系统也日益发展起来。振动试验作为模拟振动环境、检验设备可靠性及部件强度的一种有效手段，己经被广泛应用于设备的性能和强度鉴定中。电动振动试验系统具有波形好、承载范围广、工作频段宽、易控制等诸多优点，成为应用广泛的一种振动试验系统。直流励磁电源是电动振动试验系统的重要组成部分，为振动台建立强大的直流磁场提供所需要的直流电源。直流励磁电源自身的功率消耗以及对励磁线圈的精度控制直接影响振动台的测试过程及测试结果。当前大多数电动振动试验系统内励磁线圈的直流电源给定是由整流变压器或晶闸管整流电路实现的。整流变压器结构成本较高，体积较大、笨重不易安装，而且电源的输出是不可调节的，系统在运行时一直保持满励磁的状态，导致功率损耗大、不环保等诸多缺陷。晶闸管整流电路中选用了可控硅元件，实现了可控整流。但是由于晶闸管属于半控器件，只能通过控制其导通角来控制直流输出电压，其输出电压纹波较大，不利于电动振动台中直流励磁电源的精确控制，并且容易引起电网的谐波污染。针对上述情况，本申请提供了一种解决以上技术问题的技术方案。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种振动试验系统及基于振动试验系统的励磁电源装置，通过依据不同工况和需求调整励磁电流，实现降低励磁线圈的电能输出以节约电能。本技术提供的技术方案如下：一种振动试验系统，包括：振动台、加速度传感器、人机交互装置、振动控制器、功率放大器、励磁电源装置、冷却装置；所述加速度传感器设置在所述振动台上，并通过所述振动控制器与所述功率放大器电连接；所述人机交互装置分别通过所述功率放大器、所述励磁电源装置、所述冷却装置与所述振动台电连接。优选的，所述励磁电源装置包括：励磁控制器、光耦隔离单元、检测处理单元、驱动执行单元；所述励磁控制器包括FPGA电路，以及与所述FPGA电路电连接的继电器电路；所述FPGA电路通过所述光耦隔离单元与所述人机交互装置电连接；所述FPGA电路还分别与所述检测处理单元以及所述驱动执行单元电连接。优选的，所述驱动执行单元包括：驱动电路，以及与所述驱动电路电连接的励磁线圈；所述励磁线圈设置在所述振动台上；所述驱动电路与所述FPGA电路电连接；所述励磁线圈与所述检测处理单元电连接。优选的，所述检测处理单元包括：电流传感器、电压传感器、信号转换器、AD转换器；所述电流传感器和所述电压传感器设置在所述励磁线圈上；所述电流传感器和所述电压传感器依次通过所述信号转换器以及AD转换器与所述FPGA电路电连接。本技术还提供了一种基于振动试验系统的励磁电源装置，包括：励磁控制器，光耦隔离单元、检测处理单元、驱动执行单元；所述励磁控制器与所述光耦隔离单元电连接；所述励磁控制器还分别与所述检测处理单元以及所述驱动执行单元电连接；所述励磁控制器接收所述光耦隔离单元转换的方波信号以及所述检测处理单元转换的励磁电流当前值后，经过运算得到励磁电流给定值以及励磁电流调整值，并控制所述驱动执行单元输出励磁电流。优选的，所述励磁控制器包括：FPGA电路、继电器电路；所述FPGA电路与所述继电器电路电连接；所述FPGA电路与所述光耦隔离单元电连接；所述FPGA电路还分别与所述检测处理单元以及所述驱动执行单元电连接；所述FPGA电路接收所述光耦隔离单元转换的方波信号以及所述检测处理单元转换的励磁电流当前值后，经过运算得到励磁电流给定值以及励磁电流调整值；所述FPGA电路将接收的所述检测处理单元转换的励磁电流当前值以及励磁电压当前值与预设报警值进行比较，并将比较结果发送至所述继电器电路进行报警处理。优选的，所述驱动执行单元包括：驱动电路、励磁线圈；所述驱动电路与所述FPGA电路电连接；所述励磁线圈与所述检测处理单元电连接；所述驱动电路包括由IGBT全控型器件组成的BUCK型DC-DC变换器；所述驱动电路根据所述励磁电流给定值以及励磁电流调整值，控制输出励磁电流至所述励磁线圈。优选的，所述IGBT全控型器件组成的BUCK型DC-DC变换器包括：功率开关VT、二极管VD、电感L、电容C、负载电阻R；所述功率开关VT的门极与所述FPGA电路电连接；所述功率开关VT的集电极与励磁电源正极电连接；所述功率开关VT的发射极分别与所述二极管VD的阴极端、所述电感L的第一端电连接；所述电感L的第二端分别与所述电容C的第一端、所述负载电阻R的第一端电连接；所述二极管VD的阳极端、所述电容C的第二端、所述负载电阻R的第二端共同与所述励磁电源负极电连接。优选的，所述检测处理单元包括：电流传感器、电压传感器、信号转换器、AD转换器；所述电流传感器和所述电压传感器设置在所述励磁线圈上，用于采集励磁线圈的电流信号和电压信号；所述电流传感器和所述电压传感器依次通过所述信号转换器以及AD转换器与所述FPGA电路电连接；所述电流传感器和所述电压传感器采集的信号依次经过所述信号转换器以及AD转换器转换成励磁电流当前值以及励磁电压当前值，并所述将励磁电流当前值以及励磁电压当前值发送至所述FPGA电路。通过本技术提供的振动试验系统及基于振动试验系统的励磁电源装置，能够带来以下至少一种有益效果：1、在本技术中，采用人机交互装置输入不同的电流指令，可以根据不同的工况和需求输出可调节的励磁电流，使系统能够在保证正常运行的前提下，实现节能。2、在本技术中，采用FPGA作为控制器，可以达到超高运算速度，满足实时控制的要求。3、在本技术中，采用FPGA计算构成闭环控制，可以输出稳定的励磁电流，实现精确控制。4、在本技术中，采用IGBT全控型器件组成的BUCK型DC-DC变换器为驱动电路，有效改善了励磁电源装置中励磁控制的性能，使振动试验系统的直流励磁电源实现可调。5、在本技术中，采用传感器实时采集励磁电压和电流，起到过压/欠压、过流及系统保护。附图说明下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种振动试验系统及基于振动试验系统的励磁电源装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。图1是本技术一种振动试验系统的一个实施例的结构示意图；图2是本技术一种基于振动试验系统的励磁电源装置的一个实施例的结构示意图；图3是本技术一种基于振动试验系统的励磁电源装置的另一实施例的结构示意图；图4是本技术一种基于振动试验系统的励磁电源装置的工作流程图；图5是本技术IGBT全控型器件组成的BUCK型DC-DC变换器电路图。具体实施方式为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振动试验系统，其特征在于，包括：振动台、加速度传感器、人机交互装置、振动控制器、功率放大器、励磁电源装置、冷却装置；所述加速度传感器设置在所述振动台上，并通过所述振动控制器与所述功率放大器电连接；所述人机交互装置分别通过所述功率放大器、所述励磁电源装置、所述冷却装置与所述振动台电连接。

【技术特征摘要】
1.一种振动试验系统，其特征在于，包括：振动台、加速度传感器、人机交互装置、振动控制器、功率放大器、励磁电源装置、冷却装置；所述加速度传感器设置在所述振动台上，并通过所述振动控制器与所述功率放大器电连接；所述人机交互装置分别通过所述功率放大器、所述励磁电源装置、所述冷却装置与所述振动台电连接。2.根据权利要求1所述的振动试验系统，其特征在于，所述励磁电源装置包括：励磁控制器、光耦隔离单元、检测处理单元、驱动执行单元；所述励磁控制器包括FPGA电路，以及与所述FPGA电路电连接的继电器电路；所述FPGA电路通过所述光耦隔离单元与所述人机交互装置电连接；所述FPGA电路还分别与所述检测处理单元以及所述驱动执行单元电连接。3.根据权利要求2所述的振动试验系统，其特征在于，所述驱动执行单元包括：驱动电路，以及与所述驱动电路电连接的励磁线圈；所述励磁线圈设置在所述振动台上；所述驱动电路与所述FPGA电路电连接；所述励磁线圈与所述检测处理单元电连接。4.根据权利要求3所述的振动试验系统，其特征在于，所述检测处理单元包括：电流传感器、电压传感器、信号转换器、AD转换器；所述电流传感器和所述电压传感器设置在所述励磁线圈上；所述电流传感器和所述电压传感器依次通过所述信号转换器以及AD转换器与所述FPGA电路电连接。5.一种基于振动试验系统的励磁电源装置，所述励磁电源装置可以用于权利要求1-4任一所述的振动试验系统中，其特征在于，包括：励磁控制器，光耦隔离单元、检测处理单元、驱动执行单元；所述励磁控制器与所述光耦隔离单元电连接；所述励磁控制器还分别与所述检测处理单元以及所述驱动执行单元电连接；所述励磁控制器接收所述光耦隔离单元转换的方波信号以及所述检测处理单元转换的励磁电流当前值后，经过运算得到励磁电流给定值以及励磁电流调整值，并控制所述驱动执行单元输出励磁电流。6.根据权利要求5所述的基于振动试验系统的励磁电源装置，其特征在于，所述励磁控制器包括：FPGA电路、继电器电路；所述FPGA电路与所述继电器电路电连接；所述FPGA电路与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩金刚，杨振涛，刘书艳，汤天浩，
申请(专利权)人：上海千黎电气科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31