一种大推力电动振动台动圈自适应冷却系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种大推力电动振动台动圈自适应冷却系统，冷却系统包括经管路依次串联形成循环回路的水箱、过滤器、液压泵、驱动线圈以及热交换器，液压泵配置有驱动电机，驱动线圈呈螺旋管状结构，两端分别形成有进出水口一与进出水口二，中央还开设有进出水口三，冷却系统还包括：三位四通换向阀，布置于液压泵与驱动线圈相连的管路上，温度传感器一、温度传感器二以及温度传感器三，分别布置于进出水口一、进出水口二以及进出水口三处；电流传感器，布置于驱动线圈上；控制器，用以改变驱动电机的转速与驱动线圈内水流流动方向。本发明专利技术能够自适应的调节驱动电机转速，控制冷却系统流量，提高了冷却系统的利用效率。提高了冷却系统的利用效率。提高了冷却系统的利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种大推力电动振动台动圈自适应冷却系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及振动台
，更具体涉及一种大推力电动振动台动圈自适应冷却系统及控制方法。

技术介绍

[0002]电动振动台主要用于模拟被试件所处的振动力学环境，检验被试件在振动环境的可靠性与耐久性，广泛应用于航空航天、船舶车辆、轨道交通、工程机械等领域。对于电动振动台来说，动圈绕组、励磁绕组和短路环等零部件来说，由于它们的工作电流密度值都比较大，故这些零件工作中产生的热量往往很大，如果不对这些线圈进行冷却处理散发热量，那么在很短的时间内，线圈的温度就会逐渐升高，直至被高温烧坏，导致设备停机，故电动振动台一般都会有通风或通水冷却系统，其中通风冷却系统主要用于小推力电动振动台，通水冷却系统主要用于大推力电动振动台。
[0003]对于工作线圈通水(蒸馏水)冷却的大推力电动振动台来说，其线圈均为空心线圈，用以通水冷却。目前在大推力电动振动台冷却时，一般采用供恒定流量冷却水的方式对驱动线圈进行冷却，随着振动台功率的增大，存在如下问题：
①
冷却水在驱动线圈进水口时温度低，冷却效果好，而循环到出水口时水温升高，冷却效果变差，造成驱动线圈冷却效果不均衡，驱动线圈进出口温差大；
②
对于不同的负载，电动振动台运行时驱动线圈所产生的热量也不同，若采用相同的较大流量进行冷却，会造成能耗的浪费。
[0004]有鉴于此，有必要对现有技术中大推力电动振动台工作方式予以改进，以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于公开一种大推力电动振动台动圈自适应冷却系统及控制方法，以解决上述技术问题，通过加入三位四通换向阀对驱动线圈进出水口进行交换，以降低驱动线圈进出水口的温差，同时通过自适应的调节驱动电机转速，控制冷却系统流量，提高了冷却系统的利用效率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种大推力电动振动台动圈自适应冷却系统，所述冷却系统包括经管路依次串联形成循环回路的水箱、过滤器、液压泵、驱动线圈以及热交换器，所述液压泵配置有驱动电机，所述驱动线圈呈螺旋管状结构，两端分别形成有进出水口一与进出水口二，中央还开设有进出水口三，所述冷却系统还包括：
[0007]三位四通换向阀，布置于所述液压泵与所述驱动线圈相连的管路上，具有P、A、B、T四个口，其中，P口通过管路与所述液压泵出水口相连，A口通过管路与驱动线圈进出水口一、进出水口二相连，B口通过管路与所述进出水口三相连，T口通过管路与所述热交换器的入水口相连；
[0008]温度传感器一、温度传感器二以及温度传感器三，分别布置于所述进出水口一、进出水口二以及进出水口三处；
[0009]电流传感器，布置于所述驱动线圈上，用于监测所述驱动线圈的驱动电流；
[0010]控制器，用于接收所述温度传感器、电流传感器的采集数据，并对所述三位四通换向阀、驱动电机进行控制，以改变所述驱动电机的转速与所述驱动线圈内水流流动方向。
[0011]本专利技术还公开了一种大推力电动振动台动圈自适应冷却系统的控制方法，包括以下步骤：
[0012]S1，在振动台工作状态下，通过温度传感器一、温度传感器二以及温度传感器三实时检测驱动线圈的进出水口一、进出水口二以及进出水口三的温度T
in1
、T
in2
、T
out
；
[0013]S2，通过电流传感器检测所述驱动线圈实际电流I
e
，预设电流强度最低阈值λ
low
*I
n
与最高阈值λ
high
*I
n
，比较驱动线圈实际电流I
e
与最低阈值λ
low
*I
n
、最高阈值λ
high
*I
n
的大小，初次调整驱动电机的转速；
[0014]S3，判断驱动电机的转速是否达到额定转速n，若驱动电机的转速未达到额定转速n，再次调整驱动电机的转速；
[0015]S4，当驱动电机的转速达到额定转速n，并检测到进出水口三的温度值T
out
超过进出水口一T
in1
、进出水口二T
in2
的平均温度值至
△
T2以上时，则控制三位四通换向阀，改变冷却系统进出水口方向，完成驱动线圈内冷却水的换向。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述S1步骤中，通过比较T
avg
与T
lim
的大小，确定是否启用冷却系统，
[0017]当T
avg
≤T
lim
时，不启用冷却系统；
[0018]当T
avg
>T
lim
时，开启冷却系统；
[0019]其中T
lim
为根据实际设备所设定的温度阈值，T
avg
为驱动线圈进出水口的平均温度
[0020]作为本专利技术的进一步改进，所述S2步骤中，调整方式具体为：
[0021]当I
e
≤λ
low
％
·
I
n
时，调整驱动电机的转速为额定转速的λ
low
*n；
[0022]当λ
low
％
·
I
n
<I
e
≤λ
high
％
·
I
n
时，调整驱动电机的转速为额定转速的λ
high
*n；
[0023]当I
e
>λ
high
％
·
I
n
时，调整驱动电机的转速为额定转速n。
[0024]作为本专利技术的进一步改进，所述S3步骤中，再次调整驱动电机的转速方式为：S31，重新对驱动线圈进出水口一、进出水口二以及进出水口三的温度T
in1
、T
in2
、T
out
进行检测；
[0025]S32，判定经过
△
t时间后，检测驱动线圈进出水口的平均温度T
avg
是否升高
△
T1；
[0026]S33，若升高
△
T1，提升驱动电机转速δ％n；
[0027]S34，继续比较驱动电机的转速是否达到额定转速n，若达到或超过额定转速n时，调整驱动电机的转速为额定转速n；
[0028]若依旧未达到额定转速n时，则依次重复所述S31、S32、S33步骤，直至驱动电机的转速达到或超过额定转速n；
[0029]其中
△
t、
△
T1为根据实际设备所设定的时间量与温度量，δ为根据实际设备所设定的电机转速增量。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大推力电动振动台动圈自适应冷却系统，所述冷却系统包括经管路依次串联形成循环回路的水箱、过滤器、液压泵、驱动线圈以及热交换器，所述液压泵配置有驱动电机，其特征在于，所述驱动线圈呈螺旋管状结构，两端分别形成有进出水口一与进出水口二，中央还开设有进出水口三，所述冷却系统还包括：三位四通换向阀，布置于所述液压泵与所述驱动线圈相连的管路上，具有P、A、B、T四个口，其中，P口通过管路与所述液压泵出水口相连，A口通过管路与驱动线圈进出水口一、进出水口二相连，B口通过管路与所述进出水口三相连，T口通过管路与所述热交换器的入水口相连；温度传感器一、温度传感器二以及温度传感器三，分别布置于所述进出水口一、进出水口二以及进出水口三处；电流传感器，布置于所述驱动线圈上，用于监测所述驱动线圈的驱动电流；控制器，用于接收所述温度传感器、电流传感器的采集数据，并对所述三位四通换向阀、驱动电机进行控制，以改变所述驱动电机的转速与所述驱动线圈内水流流动方向。2.一种大推力电动振动台动圈自适应冷却系统的控制方法，基于权利要求1所述的一种大推力电动振动台动圈自适应冷却系统，其特征在于，包括以下步骤：S1，在振动台工作状态下，通过温度传感器一、温度传感器二以及温度传感器三实时检测驱动线圈的进出水口一、进出水口二以及进出水口三的温度T
in1
、T
in2
、T
out
；S2，通过电流传感器检测所述驱动线圈实际电流I
e
，预设电流强度最低阈值λ
low
*I
n
与最高阈值λ
high
*I
n
，比较驱动线圈实际电流I
e
与最低阈值λ
low
*I
n
、最高阈值λ
high
*I
n
的大小，初次调整驱动电机的转速；S3，判断驱动电机的转速是否达到额定转速n，若驱动电机的转速未达到额定转速n，再次调整驱动电机的转速；S4，当驱动电机的转速达到额定转速n，并检测到进出水口三的温度值T
out
超过进出水口一T
in1
、进出水口二T
in2
的平均温度值至
△
T2以上时，则控制三位四通换向阀，改变冷却系统进出水口方向，完成驱动线圈内冷却水的换向。3.根据权利要求2所述的一种大推力电动振动台动圈自适应冷却系统的控制方法，其特征在于，所述S1步骤中，通过比较T
avg
与T
lim
的大小，确定是否启用冷却系统，当T
avg
≤T
lim
时，不启用冷却系统；当T
avg
>T
lim
时，开启冷却系统；其中T
lim
为根据实际设备所设定的温度阈值，T
avg
为驱动线圈进出水口的平均温度4.根据权利要求2所述的一种大推力电动振动台动圈自适应冷却系统的控制方法，其特征在于，所述S2步骤中，调整方式具体为：当I
e
≤λ<...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤裕，沈刚，朱真才，叶腾波，府晓宏，凌疆语，柏德恩，王威，徐琳洋，薄开栋，
申请(专利权)人：苏州东菱振动试验仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：