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電動振動臺的結(jié)構(gòu)形式與分類

上面兩圖是某空冷式電動振動臺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，對振動臺想深入學(xué)習(xí)的建議牢牢記住這兩張圖。其實，電動振動臺的結(jié)構(gòu)形式很多，一般可分為以下幾種。

1 按磁路和氣隙形式分類

單磁路（圖1中a、b、d）或雙磁路（圖1中c）或四磁路（圖1中e），上氣隙（圖1中b）或下氣隙（圖1中a）。在氣隙尺寸及磁通密度相同的條件下，雙磁路的中心磁極直徑比單磁路的小很多，減小動圈直徑，提高動圈的軸向共振頻率。另外，雙磁路比單磁路的臺面漏磁小，且氣隙中磁通密度沿軸向可對稱分布，有利于改善波形失真度。但雙磁路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，通風(fēng)或通水冷卻比較難，成本較高。單磁路氣隙在上方的結(jié)構(gòu)其缺點是臺面漏磁大；氣隙在下方的結(jié)構(gòu)臺面漏磁下，但振動臺面與動圈之阿健需要連接桿，降低了系統(tǒng)軸向彈性振動的固有頻率。圖1中d是雙氣隙磁路，臺面漏磁較大，激振力較大，波形較好。圖1中e是四極磁路，目的是磁感應(yīng)強度在工作氣隙中均勻分布，減少邊緣效應(yīng)造成的波形失真。

小推力的振動臺用單磁路比較多，大推力的振動臺用雙磁路比較多，每個廠家根據(jù)需求都有其擅長的設(shè)計方法和制造技術(shù)。

2 按激磁方式分為勵磁式和永磁式

勵磁式電動臺利用載有直流電流的線圈（勵磁線圈）產(chǎn)生恒定磁場，永磁式電動臺利用永久磁鐵產(chǎn)生恒定磁場，發(fā)熱量少，可惜制造困難，價格偏貴。永磁式工作的氣隙中的磁感應(yīng)遠遠比勵磁式低，不可做成大推力的振動臺。勵磁式臺子氣隙中磁感應(yīng)強度很高，勵磁電源也比較經(jīng)濟，但產(chǎn)生的磁場有交變成分，會使振動波形產(chǎn)生畸變。勵磁線圈本身發(fā)熱，需要配備冷卻單元?，F(xiàn)在，一般小型振動臺多采用永磁式，中大型振動臺采用勵磁式。

3 按冷卻方式分

自然冷卻效果差，僅僅適用發(fā)熱小的小型振動臺，結(jié)構(gòu)簡單、成本低。風(fēng)冷采用風(fēng)機進行強制冷卻，適用于中型振動臺。液體冷卻采用油或水等液體為介質(zhì)強制冷卻，冷卻效果好、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，適用于中大型振動臺。

4 按驅(qū)動方式分為直接驅(qū)動式和感應(yīng)式

直接驅(qū)動式振動臺中，功放直接與驅(qū)動線圈連接。在感應(yīng)式振動臺中，動圈的設(shè)計是按照變壓器工作原理設(shè)計的。主級線圈是剛性地安裝在振動臺體磁極氣隙邊緣的一對繞線繞組，次級線圈是懸掛在氣隙繞組間的單匝的鋁形環(huán)，此即動圈（圖2）。單匝次級線圈中的感應(yīng)電流和磁場繞組產(chǎn)生的直流磁場相互作用，從而在次級線圈感應(yīng)式動圈中產(chǎn)生交變推力，使振動臺面實現(xiàn)振動。因此在感應(yīng)式振動臺中，功率放大器是與相對不動的一對繞組相連接，動圈本身沒有任何電流引線和冷卻管道連接。

直接驅(qū)動式的優(yōu)點是效率高，不受低頻的限制；而感應(yīng)式的優(yōu)點是運動部件結(jié)構(gòu)簡單，無電纜和液體管路的連接，用風(fēng)冷即可。由于感應(yīng)式振動臺可以采用薄的金屬環(huán)，驅(qū)動線圈的重量也減小了，從而提高了運動部件的軸向共振頻率以及空載加速度值。并且，整個動圈處于零電位，無需絕緣，增加了可靠性和安全性。但低頻范圍受到限制，僅在大型振動中采用這種結(jié)構(gòu)，耗電量和比直接驅(qū)動式高。

5 按使用目的分

電動振動臺主要用于兩個方面，一是用于振動環(huán)境試驗，這是應(yīng)用最普遍的一種電動振動臺（圖3中a）；二是振動校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)振動臺（圖3中b）。和普通振動臺的不同主要在于，首先標(biāo)準(zhǔn)振動臺的勵磁大部分是永磁的，這可以減少交流勵磁的種種干撓和波紋。第二是其氣隙一般在下部（圖3中b），目的是減少臺面漏磁，第三是動圈一般都有導(dǎo)向措施，或用拉簧平衡，或用空氣軸承，甚至可加磁懸浮，目的是讓臺子工作在線性段，以減少邊緣效應(yīng)。此外，臺面內(nèi)部一般裝有一個內(nèi)裝標(biāo)準(zhǔn)傳感器，它是專門用于校準(zhǔn)的。這種校準(zhǔn)振動臺工作頻率范圍寬，波形失真很小，在大多數(shù)情況下為1%～3%。但是承載力一般不大，僅數(shù)十克至幾公斤。

上文中所說的都是垂直（Z）方向的振動，將臺體旋轉(zhuǎn)90度，既能產(chǎn)生水平振動，但由于承載力的作用關(guān)系，振動臺動圈會偏轉(zhuǎn)，所以需要增加水平滑臺承受負載力，在水平滑臺上將試驗體旋轉(zhuǎn)90度安裝，即可完成另一水平（X和Y）方向的振動，如下圖4。