本發(fā)明涉及電力變換技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)可調(diào)勵(lì)磁電源。

背景技術(shù)：

目前電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)利用電磁學(xué)原理產(chǎn)生振動(dòng)，可以對(duì)產(chǎn)品和試件進(jìn)行力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)，廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍工、航空航天、船舶、鐵路、汽車(chē)、電子等行業(yè)中。如圖1所示，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)主要由振動(dòng)臺(tái)體10、功率放大器20、勵(lì)磁電源30、控制儀40組成，其主要部件之一的勵(lì)磁電源30是用來(lái)給振動(dòng)臺(tái)體10的靜圈4繞組供電從而產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)的設(shè)備。勵(lì)磁電源的工作原理是從電網(wǎng)獲得三相交流電，然后經(jīng)過(guò)三相整流、濾波得到直流電，送入振動(dòng)臺(tái)靜圈。傳統(tǒng)的振動(dòng)臺(tái)勵(lì)磁電源采用三相橋式不可控整流電路結(jié)構(gòu)，整流元件采用電力二極管，利用二極管自然換相將三相交流電整流成電壓固定的直流電，由于其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出直流電壓諧波較小，得到了廣泛的應(yīng)用。但是傳統(tǒng)勵(lì)磁電源的整流電壓不可控，無(wú)法實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁功率的調(diào)節(jié)，在小量級(jí)試驗(yàn)或者暫停試驗(yàn)時(shí)，勵(lì)磁電源始終滿(mǎn)功率工作，消耗大量能量。后來(lái)有的廠家采用可控硅來(lái)解決此問(wèn)題，應(yīng)用三相橋式全控整流電路實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)功能，但是這種裝置的電壓調(diào)節(jié)范圍一般在額定輸出電壓的70％～100％之間，在低電壓輸出時(shí)常常因?yàn)橹C波電流過(guò)大不能長(zhǎng)時(shí)間工作。由于勵(lì)磁電壓不能全程連續(xù)調(diào)節(jié)，不同型號(hào)的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)不能共用勵(lì)磁電源，這也限制了每一套勵(lì)磁電源的使用對(duì)象，對(duì)振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)人員造成了極大的麻煩。此外由于振動(dòng)臺(tái)靜圈是一個(gè)感性繞組，在勵(lì)磁電源關(guān)閉瞬間存在較大的反電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)常造成電源損壞，而現(xiàn)有勵(lì)磁電源因?yàn)槿狈ο鄳?yīng)的保護(hù)電路導(dǎo)致故障率高、可靠性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決現(xiàn)有的電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)勵(lì)磁電源的整流電壓不可控，無(wú)法實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁功率的調(diào)節(jié)，在小量級(jí)試驗(yàn)或者暫停試驗(yàn)時(shí)，勵(lì)磁電源始終滿(mǎn)功率工作，消耗大量能量的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)可調(diào)勵(lì)磁電源，包括勵(lì)磁切換裝置、整流變壓器、觸發(fā)控制電路以及依次與電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的靜圈并聯(lián)的全控整流電路和濾波電路，所述整流變壓器的輸入端與三相交流電源連接，輸出端與所述全控整流電路連接，所述勵(lì)磁切換裝置包括多個(gè)交流接觸器，多個(gè)所述交流接觸器均與所述整流變壓器的輸入端連接，每個(gè)所述交流接觸器對(duì)應(yīng)一個(gè)所述整流變壓器的變壓檔位，以通過(guò)控制各所述交流接觸器通斷從而切換所述整流變壓器的變壓檔位；所述觸發(fā)控制電路與所述全控整流電路連接。

其中，所述全控整流電路為多條整流電路并聯(lián)而成，每條所述整流電路包括兩個(gè)串聯(lián)的可控硅，所述可控硅的觸發(fā)端與所述觸發(fā)控制電路連接。

其中，還包括吸收電路，所述吸收電路分別與每個(gè)所述可控硅并聯(lián)，所述吸收電路包括阻容吸收電路和壓敏電阻，所述阻容吸收電路和壓敏電阻并聯(lián)。

其中，還包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路包括溫度開(kāi)關(guān)和反電動(dòng)勢(shì)吸收裝置，所述溫度開(kāi)關(guān)設(shè)置于所述整流電路的散熱器上，所述反電動(dòng)勢(shì)吸收裝置包括串聯(lián)連接的二極管和電阻，設(shè)置于所述濾波電路與所述電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的靜圈之間且與所述全控整流電路并聯(lián)，所述反電動(dòng)勢(shì)吸收裝置中的電流方向與所述整流電路中的電流方向相反。

其中，所述整流變壓器包括初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，各所述交流接觸器與所述初級(jí)繞組連接，所述次級(jí)繞組連接形成三角形結(jié)構(gòu)，所述全控整流電路包括三條所述整流電路，所述次級(jí)繞組的三個(gè)電源輸出端與三條所述整流電路一一對(duì)應(yīng)連接，且每個(gè)所述電源輸出端連接于其對(duì)應(yīng)的一條所述整流電路的兩個(gè)所述可控硅之間。

其中，當(dāng)所述變壓檔位為兩個(gè)檔位時(shí)，所述勵(lì)磁切換裝置包括兩個(gè)所述交流接觸器，一個(gè)所述交流接觸器與所述初級(jí)繞組并聯(lián)，另一個(gè)所述交流接觸器與所述初級(jí)繞組串聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)連通一個(gè)所述交流接觸器可使所述初級(jí)繞組在三角形和星形兩種連接結(jié)構(gòu)中切換。

其中，所述濾波電路為并聯(lián)的電解電容。

其中，所述觸發(fā)控制電路為CA6100可控硅觸發(fā)板。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)可調(diào)勵(lì)磁電源，三相交流電首先經(jīng)過(guò)勵(lì)磁切換裝置選擇相應(yīng)的檔位，然后經(jīng)過(guò)整流變壓器變壓進(jìn)入全控整流電路，通過(guò)全控整流電路及觸發(fā)控制電路的整流作用，整流后的脈動(dòng)直流電經(jīng)過(guò)濾波電路濾除交流紋波得到穩(wěn)定的直流電送入電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的靜圈，勵(lì)磁切換裝置作用是用來(lái)選擇整流變壓器檔位，一般分2到3個(gè)檔位，也可以根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)需要分更多檔位，采用多個(gè)交流接觸器來(lái)控制連接不同的整流變壓器抽頭，或者更換整流變壓器的繞組連接方式后，再控制連接不同的整流變壓器抽頭，從而改變整流變壓器繞組的變壓比，最終改變整流變壓器的輸出電壓。由此本發(fā)明可以根據(jù)需要選擇相應(yīng)的變壓檔位，每一檔都可以輸出該檔位額定電壓的70％～100％，這樣可以極大的降低諧波電流，在低電壓輸出時(shí)能夠長(zhǎng)時(shí)間正常工作，減少能源消耗，實(shí)現(xiàn)全程連續(xù)可調(diào)功能，適用任意型號(hào)的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)，提高了勵(lì)磁電源的通用性和可靠性。

除了上面所描述的本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題、構(gòu)成的技術(shù)方案的技術(shù)特征以及有這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明的其他技術(shù)特征及這些技術(shù)特征帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)，將結(jié)合附圖作出進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)可調(diào)勵(lì)磁電源的原理示意圖；

圖3是本發(fā)明電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)可調(diào)勵(lì)磁電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)可調(diào)勵(lì)磁電源的吸收電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：10：振動(dòng)臺(tái)體；20：功率放大器；30：勵(lì)磁電源；40：控制儀；1：勵(lì)磁切換裝置；2：整流變壓器；3：觸發(fā)控制電路；4：靜圈；5：全控整流電路；6：濾波電路；7：吸收電路；8：保護(hù)電路；9：三相交流電源；11：交流接觸器；21：初級(jí)繞組；22：次級(jí)繞組；51：整流電路；511：可控硅；71：阻容吸收電路；72：壓敏電阻；81：反電動(dòng)勢(shì)吸收裝置；811：二極管；812：電阻。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”、“多根”、“多組”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，“若干個(gè)”、“若干根”、“若干組”的含義是一個(gè)或一個(gè)以上。

如圖2和圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)可調(diào)勵(lì)磁電源，包括勵(lì)磁切換裝置1、整流變壓器2、觸發(fā)控制電路3以及依次與電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的靜圈4并聯(lián)的全控整流電路5和濾波電路6，整流變壓器2的輸入端與三相交流電源9連接，整流變壓器2的輸出端與全控整流電路5連接，勵(lì)磁切換裝置1包括多個(gè)交流接觸器11，多個(gè)交流接觸器11均與整流變壓器2的輸入端連接，每個(gè)交流接觸器11對(duì)應(yīng)一個(gè)整流變壓器2的變壓檔位，以通過(guò)控制各交流接觸器11通斷從而切換整流變壓器2的變壓檔位；觸發(fā)控制電路3與全控整流電路5連接。

本發(fā)明電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)可調(diào)勵(lì)磁電源，三相交流電首先經(jīng)過(guò)勵(lì)磁切換裝置選擇相應(yīng)的檔位，然后經(jīng)過(guò)整流變壓器變壓進(jìn)入全控整流電路，通過(guò)全控整流電路及觸發(fā)控制電路的整流作用，整流后的脈動(dòng)直流電經(jīng)過(guò)濾波電路濾除交流紋波得到穩(wěn)定的直流電送入電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的靜圈，勵(lì)磁切換裝置作用是用來(lái)選擇整流變壓器檔位，一般分2到3個(gè)檔位，也可以根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)需要分更多檔位，采用多個(gè)交流接觸器來(lái)控制連接不同的整流變壓器抽頭，或者更換整流變壓器的繞組連接方式后，再控制連接不同的整流變壓器抽頭，從而改變整流變壓器繞組的變壓比，最終改變整流變壓器的輸出電壓。由此本發(fā)明可以根據(jù)需要選擇相應(yīng)的變壓檔位，每一檔都可以輸出該檔位額定電壓的70％～100％，這樣可以極大的降低諧波電流，在低電壓輸出時(shí)能夠長(zhǎng)時(shí)間正常工作，減少能源消耗，實(shí)現(xiàn)全程連續(xù)可調(diào)功能，適用任意型號(hào)的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)，提高了勵(lì)磁電源的通用性和可靠性。

其中，全控整流電路5為多條整流電路51并聯(lián)而成，每條整流電路51包括兩個(gè)串聯(lián)的可控硅511，可控硅511的觸發(fā)端與觸發(fā)控制電路3連接。整流電路是由兩個(gè)大功率可控硅串聯(lián)組成的，全控整流電路為多條整流電路并聯(lián)形成的三相橋式全控整流電路，可將三相交流電變換成脈動(dòng)直流電。可控硅的觸發(fā)端與觸發(fā)控制電路連接，根據(jù)用戶(hù)的增益調(diào)節(jié)，觸發(fā)控制電路調(diào)節(jié)可控硅的門(mén)極延遲觸發(fā)角，從而獲得指定的整流電壓輸出。

具體的，如圖4所示，本發(fā)明電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)可調(diào)勵(lì)磁電源還包括吸收電路7，吸收電路7分別與每個(gè)可控硅511并聯(lián)，吸收電路7包括阻容吸收電路71和壓敏電阻72，阻容吸收電路71和壓敏電阻72并聯(lián)。為了抑制在全控整流主電路中可控硅的電壓上升率，本發(fā)明還設(shè)計(jì)了吸收電路，主要由阻容吸收電路組成，并聯(lián)在可控硅兩端，這樣可以避免可控硅誤導(dǎo)通，保護(hù)整流元件。同時(shí)為了抑制雷擊等原因產(chǎn)生的短時(shí)間、高峰值、大能量的過(guò)電壓損壞可控硅，吸收電路中還有與阻容吸收電路并聯(lián)的壓敏電阻保護(hù)，吸收電路需要盡量靠近可控硅以減少線(xiàn)路寄生電感。

其中，本發(fā)明電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)可調(diào)勵(lì)磁電源還包括保護(hù)電路8，保護(hù)電路8包括溫度開(kāi)關(guān)和反電動(dòng)勢(shì)吸收裝置81，溫度開(kāi)關(guān)設(shè)置于整流電路51的散熱器上，反電動(dòng)勢(shì)吸收裝置81包括串聯(lián)連接的二極管811和電阻812，設(shè)置于濾波電路6與電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的靜圈4之間且與全控整流電路5并聯(lián)，反電動(dòng)勢(shì)吸收裝置81中的電流方向與整流電路51中的電流方向相反。為了解決現(xiàn)有勵(lì)磁電源故障率高的問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了保護(hù)電路，包含兩個(gè)溫度開(kāi)關(guān)和一個(gè)反電動(dòng)勢(shì)吸收裝置。溫度開(kāi)關(guān)安裝在整流電路的散熱器上，盡量選擇溫度最高的地方，用來(lái)保護(hù)可控硅開(kāi)關(guān)管不至于過(guò)熱燒毀。反電動(dòng)勢(shì)吸收裝置由一個(gè)二極管和一個(gè)電阻串聯(lián)組成，反向并聯(lián)在全控整流電路的電源輸出端，當(dāng)電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的靜圈產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)時(shí)，電流通過(guò)二極管和電阻釋放，對(duì)電源裝置起到保護(hù)作用，提高了系統(tǒng)的安全性。

因此本發(fā)明的吸收電路和保護(hù)電路能夠有效吸收可控硅開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的電壓尖峰，保護(hù)整流元件，起到提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，延長(zhǎng)勵(lì)磁電源的使用壽命作用。

進(jìn)一步的，整流變壓器2包括初級(jí)繞組21和次級(jí)繞組22，各交流接觸器11與初級(jí)繞組21連接，次級(jí)繞組22連接形成三角形結(jié)構(gòu)，全控整流電路5包括三條整流電路51，次級(jí)繞組22的三個(gè)電源輸出端與三條整流電路51一一對(duì)應(yīng)連接，且每個(gè)電源輸出端連接于其對(duì)應(yīng)的一條整流電路51的兩個(gè)可控硅511之間。整流變壓器的輸入端設(shè)計(jì)成多路抽頭，輸出端為單一抽頭，用來(lái)提供不同檔位的電壓變比。整流變壓器的次級(jí)繞組連接成三角形，可使3的倍數(shù)的高次諧波被抑制而不會(huì)竄入交流電網(wǎng)引起電壓畸變。通過(guò)這種切換可獲得100％和70％兩個(gè)檔位的整流變壓器變比。

其中，濾波電路6為并聯(lián)的電解電容。

其中，觸發(fā)控制電路3為CA6100可控硅觸發(fā)板。觸發(fā)控制電路選用CA6100可控硅觸發(fā)板，它具有通用特性，用于控制可控硅的門(mén)極延遲觸發(fā)角，從而實(shí)現(xiàn)移相控制。0～5V的直流輸入電壓信號(hào)，可以控制輸出脈沖的移相范圍從5°～175°連續(xù)線(xiàn)性可調(diào)。CA6100觸發(fā)板集缺相保護(hù)、軟起動(dòng)等功能為一體，功能密集程度較高，不必再去另外設(shè)計(jì)檢測(cè)控制電路，能夠保證有效的傳輸控制信號(hào)，極大地提高了勵(lì)磁電源系統(tǒng)的可靠性。它的功能強(qiáng)大，可靠性高，從而提高了勵(lì)磁電源系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明中全控整流電路中共6個(gè)可控硅的觸發(fā)端均直接連接到CA6100可控硅觸發(fā)板上，根據(jù)用戶(hù)的增益調(diào)節(jié)，CA6100可控硅觸發(fā)板調(diào)節(jié)可控硅的門(mén)極延遲觸發(fā)角，從而獲得指定的整流電壓輸出。

如圖3所示，當(dāng)變壓檔位為兩個(gè)檔位時(shí)，勵(lì)磁切換裝置1包括兩個(gè)交流接觸器11，一個(gè)交流接觸器11與初級(jí)繞組21并聯(lián)，另一個(gè)交流接觸器11與初級(jí)繞組21串聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)連通一個(gè)交流接觸器11可使初級(jí)繞組21在三角形和星形兩種連接結(jié)構(gòu)中切換。

本實(shí)施例提供的電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)可調(diào)勵(lì)磁電源有兩個(gè)變壓檔位，三相交流電源直接與勵(lì)磁切換裝置相連，勵(lì)磁切換裝置包含兩個(gè)交流接觸器，分別串、并聯(lián)在整流變壓器的初級(jí)繞組中，根據(jù)用戶(hù)的檔位選擇，兩個(gè)交流接觸器分別吸合，從而使得整流變壓器的初級(jí)繞組在星形和三角形兩種連接方式中切換，即當(dāng)串聯(lián)的交流接觸器接通，并聯(lián)的交流接觸器斷開(kāi)時(shí)，初級(jí)繞組為星形連接方式，當(dāng)并聯(lián)的交流接觸器接通，串聯(lián)的交流接觸器斷開(kāi)時(shí)，初級(jí)繞組為三角形連接方式，

綜上所述，本發(fā)明電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)可調(diào)勵(lì)磁電源，三相交流電首先經(jīng)過(guò)勵(lì)磁切換裝置選擇相應(yīng)的檔位，然后經(jīng)過(guò)整流變壓器變壓進(jìn)入全控整流電路，通過(guò)全控整流電路及觸發(fā)控制電路的整流作用，整流后的脈動(dòng)直流電經(jīng)過(guò)濾波電路濾除交流紋波得到穩(wěn)定的直流電送入電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的靜圈，勵(lì)磁切換裝置作用是用來(lái)選擇整流變壓器檔位，一般分2到3個(gè)檔位，也可以根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)需要分更多檔位，采用多個(gè)交流接觸器來(lái)控制連接不同的整流變壓器抽頭，或者更換整流變壓器的繞組連接方式后，再控制連接不同的整流變壓器抽頭，從而改變整流變壓器繞組的變壓比，最終改變整流變壓器的輸出電壓。由此本發(fā)明可以根據(jù)需要選擇相應(yīng)的變壓檔位，每一檔都可以輸出該檔位額定電壓的70％～100％，這樣可以極大的降低諧波電流，在低電壓輸出時(shí)能夠長(zhǎng)時(shí)間正常工作，減少能源消耗，實(shí)現(xiàn)全程連續(xù)可調(diào)功能，適用任意型號(hào)的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)，提高了勵(lì)磁電源的通用性和可靠性。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。