CN206180876U - 一种电动振动台可调励磁电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力变换技术领域，尤其涉及一种电动振动台可调励磁电源，包括励磁切换装置、整流变压器、触发控制电路以及依次与电动振动台的静圈并联的全控整流电路和滤波电路，整流变压器的输入端与三相交流电源连接，输出端与全控整流电路连接，励磁切换装置包括多个交流接触器，多个交流接触器均与整流变压器的输入端连接，每个交流接触器对应一个整流变压器的变压档位，以通过控制各交流接触器通断从而切换整流变压器的变压档位；触发控制电路与全控整流电路连接。本实用新型可以选择相应的变压档位，每一档都输出该档位额定电压的70％～100％，极大的降低谐波电流，能够长时间正常工作，实现全程连续可调功能，提高了励磁电源的通用性和可靠性。

Description

一种电动振动台可调励磁电源

技术领域

本发明涉及电力变换技术领域，尤其涉及一种电动振动台可调励磁电源。

背景技术

目前电动振动台利用电磁学原理产生振动，可以对产品和试件进行力学环境试验和可靠性试验，广泛应用于国防军工、航空航天、船舶、铁路、汽车、电子等行业中。如图1所示，电动振动台系统主要由振动台体10、功率放大器20、励磁电源30、控制仪40组成，其主要部件之一的励磁电源30是用来给振动台体10的静圈4绕组供电从而产生恒定磁场的设备。励磁电源的工作原理是从电网获得三相交流电，然后经过三相整流、滤波得到直流电，送入振动台静圈。传统的振动台励磁电源采用三相桥式不可控整流电路结构，整流元件采用电力二极管，利用二极管自然换相将三相交流电整流成电压固定的直流电，由于其电路结构简单，输出直流电压谐波较小，得到了广泛的应用。但是传统励磁电源的整流电压不可控，无法实现励磁功率的调节，在小量级试验或者暂停试验时，励磁电源始终满功率工作，消耗大量能量。后来有的厂家采用可控硅来解决此问题，应用三相桥式全控整流电路实现励磁电压调节功能，但是这种装置的电压调节范围一般在额定输出电压的70％～100％之间，在低电压输出时常常因为谐波电流过大不能长时间工作。由于励磁电压不能全程连续调节，不同型号的振动台系统不能共用励磁电源，这也限制了每一套励磁电源的使用对象，对振动台系统研发设计人员造成了极大的麻烦。此外由于振动台静圈是一个感性绕组，在励磁电源关闭瞬间存在较大的反电动势，经常造成电源损坏，而现有励磁电源因为缺乏相应的保护电路导致故障率高、可靠性差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有的电动振动台励磁电源的整流电压不可控，无法实现励磁功率的调节，在小量级试验或者暂停试验时，励磁电源始终满功率工作，消耗大量能量的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电动振动台可调励磁电源，包括励磁切换装置、整流变压器、触发控制电路以及依次与电动振动台的静圈并联的全控整流电路和滤波电路，所述整流变压器的输入端与三相交流电源连接，输出端与所述全控整流电路连接，所述励磁切换装置包括多个交流接触器，多个所述交流接触器均与所述整流变压器的输入端连接，每个所述交流接触器对应一个所述整流变压器的变压档位，以通过控制各所述交流接触器通断从而切换所述整流变压器的变压档位；所述触发控制电路与所述全控整流电路连接。

其中，所述全控整流电路为多条整流电路并联而成，每条所述整流电路包括两个串联的可控硅，所述可控硅的触发端与所述触发控制电路连接。

其中，还包括吸收电路，所述吸收电路分别与每个所述可控硅并联，所述吸收电路包括阻容吸收电路和压敏电阻，所述阻容吸收电路和压敏电阻并联。

其中，还包括保护电路，所述保护电路包括温度开关和反电动势吸收装置，所述温度开关设置于所述整流电路的散热器上，所述反电动势吸收装置包括串联连接的二极管和电阻，设置于所述滤波电路与所述电动振动台的静圈之间且与所述全控整流电路并联，所述反电动势吸收装置中的电流方向与所述整流电路中的电流方向相反。

其中，所述整流变压器包括初级绕组和次级绕组，各所述交流接触器与所述初级绕组连接，所述次级绕组连接形成三角形结构，所述全控整流电路包括三条所述整流电路，所述次级绕组的三个电源输出端与三条所述整流电路一一对应连接，且每个所述电源输出端连接于其对应的一条所述整流电路的两个所述可控硅之间。

其中，当所述变压档位为两个档位时，所述励磁切换装置包括两个所述交流接触器，一个所述交流接触器与所述初级绕组并联，另一个所述交流接触器与所述初级绕组串联，以实现单独连通一个所述交流接触器可使所述初级绕组在三角形和星形两种连接结构中切换。

其中，所述滤波电路为并联的电解电容。

其中，所述触发控制电路为CA6100可控硅触发板。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明电动振动台可调励磁电源，三相交流电首先经过励磁切换装置选择相应的档位，然后经过整流变压器变压进入全控整流电路，通过全控整流电路及触发控制电路的整流作用，整流后的脉动直流电经过滤波电路滤除交流纹波得到稳定的直流电送入电动振动台的静圈，励磁切换装置作用是用来选择整流变压器档位，一般分2到3个档位，也可以根据不同实验需要分更多档位，采用多个交流接触器来控制连接不同的整流变压器抽头，或者更换整流变压器的绕组连接方式后，再控制连接不同的整流变压器抽头，从而改变整流变压器绕组的变压比，最终改变整流变压器的输出电压。由此本发明可以根据需要选择相应的变压档位，每一档都可以输出该档位额定电压的70％～100％，这样可以极大的降低谐波电流，在低电压输出时能够长时间正常工作，减少能源消耗，实现全程连续可调功能，适用任意型号的振动台系统，提高了励磁电源的通用性和可靠性。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是现有技术中电动振动台系统的结构示意图；

图2是本发明电动振动台可调励磁电源的原理示意图；

图3是本发明电动振动台可调励磁电源的结构示意图；

图4是本发明电动振动台可调励磁电源的吸收电路的结构示意图。

图中：10：振动台体；20：功率放大器；30：励磁电源；40：控制仪；1：励磁切换装置；2：整流变压器；3：触发控制电路；4：静圈；5：全控整流电路；6：滤波电路；7：吸收电路；8：保护电路；9：三相交流电源；11：交流接触器；21：初级绕组；22：次级绕组；51：整流电路；511：可控硅；71：阻容吸收电路；72：压敏电阻；81：反电动势吸收装置；811：二极管；812：电阻。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

如图2和图3所示，本发明实施例提供的电动振动台可调励磁电源，包括励磁切换装置1、整流变压器2、触发控制电路3以及依次与电动振动台的静圈4并联的全控整流电路5和滤波电路6，整流变压器2的输入端与三相交流电源9连接，整流变压器2的输出端与全控整流电路5连接，励磁切换装置1包括多个交流接触器11，多个交流接触器11均与整流变压器2的输入端连接，每个交流接触器11对应一个整流变压器2的变压档位，以通过控制各交流接触器11通断从而切换整流变压器2的变压档位；触发控制电路3与全控整流电路5连接。

本发明电动振动台可调励磁电源，三相交流电首先经过励磁切换装置选择相应的档位，然后经过整流变压器变压进入全控整流电路，通过全控整流电路及触发控制电路的整流作用，整流后的脉动直流电经过滤波电路滤除交流纹波得到稳定的直流电送入电动振动台的静圈，励磁切换装置作用是用来选择整流变压器档位，一般分2到3个档位，也可以根据不同实验需要分更多档位，采用多个交流接触器来控制连接不同的整流变压器抽头，或者更换整流变压器的绕组连接方式后，再控制连接不同的整流变压器抽头，从而改变整流变压器绕组的变压比，最终改变整流变压器的输出电压。由此本发明可以根据需要选择相应的变压档位，每一档都可以输出该档位额定电压的70％～100％，这样可以极大的降低谐波电流，在低电压输出时能够长时间正常工作，减少能源消耗，实现全程连续可调功能，适用任意型号的振动台系统，提高了励磁电源的通用性和可靠性。

其中，全控整流电路5为多条整流电路51并联而成，每条整流电路51包括两个串联的可控硅511，可控硅511的触发端与触发控制电路3连接。整流电路是由两个大功率可控硅串联组成的，全控整流电路为多条整流电路并联形成的三相桥式全控整流电路，可将三相交流电变换成脉动直流电。可控硅的触发端与触发控制电路连接，根据用户的增益调节，触发控制电路调节可控硅的门极延迟触发角，从而获得指定的整流电压输出。

具体的，如图4所示，本发明电动振动台可调励磁电源还包括吸收电路7，吸收电路7分别与每个可控硅511并联，吸收电路7包括阻容吸收电路71和压敏电阻72，阻容吸收电路71和压敏电阻72并联。为了抑制在全控整流主电路中可控硅的电压上升率，本发明还设计了吸收电路，主要由阻容吸收电路组成，并联在可控硅两端，这样可以避免可控硅误导通，保护整流元件。同时为了抑制雷击等原因产生的短时间、高峰值、大能量的过电压损坏可控硅，吸收电路中还有与阻容吸收电路并联的压敏电阻保护，吸收电路需要尽量靠近可控硅以减少线路寄生电感。

其中，本发明电动振动台可调励磁电源还包括保护电路8，保护电路8包括温度开关和反电动势吸收装置81，温度开关设置于整流电路51的散热器上，反电动势吸收装置81包括串联连接的二极管811和电阻812，设置于滤波电路6与电动振动台的静圈4之间且与全控整流电路5并联，反电动势吸收装置81中的电流方向与整流电路51中的电流方向相反。为了解决现有励磁电源故障率高的问题，本发明设计了保护电路，包含两个温度开关和一个反电动势吸收装置。温度开关安装在整流电路的散热器上，尽量选择温度最高的地方，用来保护可控硅开关管不至于过热烧毁。反电动势吸收装置由一个二极管和一个电阻串联组成，反向并联在全控整流电路的电源输出端，当电动振动台的静圈产生反电动势时，电流通过二极管和电阻释放，对电源装置起到保护作用，提高了系统的安全性。

因此本发明的吸收电路和保护电路能够有效吸收可控硅开关产生的电压尖峰，保护整流元件，起到提高系统的可靠性和安全性，延长励磁电源的使用寿命作用。

进一步的，整流变压器2包括初级绕组21和次级绕组22，各交流接触器11与初级绕组21连接，次级绕组22连接形成三角形结构，全控整流电路5包括三条整流电路51，次级绕组22的三个电源输出端与三条整流电路51一一对应连接，且每个电源输出端连接于其对应的一条整流电路51的两个可控硅511之间。整流变压器的输入端设计成多路抽头，输出端为单一抽头，用来提供不同档位的电压变比。整流变压器的次级绕组连接成三角形，可使3的倍数的高次谐波被抑制而不会窜入交流电网引起电压畸变。通过这种切换可获得100％和70％两个档位的整流变压器变比。

其中，滤波电路6为并联的电解电容。

其中，触发控制电路3为CA6100可控硅触发板。触发控制电路选用CA6100可控硅触发板，它具有通用特性，用于控制可控硅的门极延迟触发角，从而实现移相控制。0～5V的直流输入电压信号，可以控制输出脉冲的移相范围从5°～175°连续线性可调。CA6100触发板集缺相保护、软起动等功能为一体，功能密集程度较高，不必再去另外设计检测控制电路，能够保证有效的传输控制信号，极大地提高了励磁电源系统的可靠性。它的功能强大，可靠性高，从而提高了励磁电源系统的可靠性。本发明中全控整流电路中共6个可控硅的触发端均直接连接到CA6100可控硅触发板上，根据用户的增益调节，CA6100可控硅触发板调节可控硅的门极延迟触发角，从而获得指定的整流电压输出。

如图3所示，当变压档位为两个档位时，励磁切换装置1包括两个交流接触器11，一个交流接触器11与初级绕组21并联，另一个交流接触器11与初级绕组21串联，以实现单独连通一个交流接触器11可使初级绕组21在三角形和星形两种连接结构中切换。

本实施例提供的电动振动台可调励磁电源有两个变压档位，三相交流电源直接与励磁切换装置相连，励磁切换装置包含两个交流接触器，分别串、并联在整流变压器的初级绕组中，根据用户的档位选择，两个交流接触器分别吸合，从而使得整流变压器的初级绕组在星形和三角形两种连接方式中切换，即当串联的交流接触器接通，并联的交流接触器断开时，初级绕组为星形连接方式，当并联的交流接触器接通，串联的交流接触器断开时，初级绕组为三角形连接方式，

综上所述，本发明电动振动台可调励磁电源，三相交流电首先经过励磁切换装置选择相应的档位，然后经过整流变压器变压进入全控整流电路，通过全控整流电路及触发控制电路的整流作用，整流后的脉动直流电经过滤波电路滤除交流纹波得到稳定的直流电送入电动振动台的静圈，励磁切换装置作用是用来选择整流变压器档位，一般分2到3个档位，也可以根据不同实验需要分更多档位，采用多个交流接触器来控制连接不同的整流变压器抽头，或者更换整流变压器的绕组连接方式后，再控制连接不同的整流变压器抽头，从而改变整流变压器绕组的变压比，最终改变整流变压器的输出电压。由此本发明可以根据需要选择相应的变压档位，每一档都可以输出该档位额定电压的70％～100％，这样可以极大的降低谐波电流，在低电压输出时能够长时间正常工作，减少能源消耗，实现全程连续可调功能，适用任意型号的振动台系统，提高了励磁电源的通用性和可靠性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电动振动台可调励磁电源，其特征在于：包括励磁切换装置、整流变压器、触发控制电路以及依次与电动振动台的静圈并联的全控整流电路和滤波电路，所述整流变压器的输入端与三相交流电源连接，输出端与所述全控整流电路连接，所述励磁切换装置包括多个交流接触器，多个所述交流接触器均与所述整流变压器的输入端连接，每个所述交流接触器对应一个所述整流变压器的变压档位，以通过控制各所述交流接触器通断从而切换所述整流变压器的变压档位；所述触发控制电路与所述全控整流电路连接。

2.根据权利要求1所述的电动振动台可调励磁电源，其特征在于：所述全控整流电路为多条整流电路并联而成，每条所述整流电路包括两个串联的可控硅，所述可控硅的触发端与所述触发控制电路连接。

3.根据权利要求2所述的电动振动台可调励磁电源，其特征在于：还包括吸收电路，所述吸收电路分别与每个所述可控硅并联，所述吸收电路包括阻容吸收电路和压敏电阻，所述阻容吸收电路和压敏电阻并联。

4.根据权利要求2所述的电动振动台可调励磁电源，其特征在于：还包括保护电路，所述保护电路包括温度开关和反电动势吸收装置，所述温度开关设置于所述整流电路的散热器上，所述反电动势吸收装置包括串联连接的二极管和电阻，设置于所述滤波电路与所述电动振动台的静圈之间且与所述全控整流电路并联，所述反电动势吸收装置中的电流方向与所述整流电路中的电流方向相反。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的电动振动台可调励磁电源，其特征在于：所述整流变压器包括初级绕组和次级绕组，各所述交流接触器与所述初级绕组连接，所述次级绕组连接形成三角形结构，所述全控整流电路包括三条所述整流电路，所述次级绕组的三个电源输出端与三条所述整流电路一一对应连接，且每个所述电源输出端连接于其对应的一条所述整流电路的两个所述可控硅之间。

6.根据权利要求5所述的电动振动台可调励磁电源，其特征在于：当所述变压档位为两个档位时，所述励磁切换装置包括两个所述交流接触器，一个所述交流接触器与所述初级绕组并联，另一个所述交流接触器与所述初级绕组串联，以实现单独连通一个所述交流接触器可使所述初级绕组在三角形和星形两种连接结构中切换。

7.根据权利要求5所述的电动振动台可调励磁电源，其特征在于：所述滤波电路为并联的电解电容。

8.根据权利要求5所述的电动振动台可调励磁电源，其特征在于：所述触发控制电路为CA6100可控硅触发板。