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)用于國防軍工、航空航天、船舶、鐵路、汽車、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，無法實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁功率的調(diào)節(jié)，在小量級試驗(yàn)或者暫停試驗(yàn)時(shí)，勵(lì)磁電源始終滿功率工作，消耗大量能量。后來有的廠家采用可控硅來解決此問題，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波電流過大不能長時(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)磁電源的使用對象，對振動(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，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)問題

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

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，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)所述交流接觸器對應(yīng)一個(gè)所述整流變壓器的變壓檔位，以通過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)電路包括溫度開關(guān)和反電動(dòng)勢吸收裝置，所述溫度開關(guān)設(shè)置于所述整流電路的散熱器上，所述反電動(dòng)勢吸收裝置包括串聯(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繞組和次級繞組，各所述交流接觸器與所述初級繞組連接，所述次級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，所述次級繞組的三個(gè)電源輸出端與三條所述整流電路一一對應(yīng)連接，且每個(gè)所述電源輸出端連接于其對應(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繞組并聯(lián)，另一個(gè)所述交流接觸器與所述初級繞組串聯(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)過勵(lì)磁切換裝置選擇相應(yīng)的檔位，然后經(jīng)過整流變壓器變壓進(jìn)入全控整流電路，通過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)特征帶來的優(yōu)點(diǎn)，將結(jié)合附圖作出進(jìn)一步說明。

附圖說明

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：初級繞組；22：次級繞組；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，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“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，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(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對應(yīng)一個(gè)整流變壓器2的變壓檔位，以通過控制各交流接觸器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)過勵(lì)磁切換裝置選擇相應(yīng)的檔位，然后經(jīng)過整流變壓器變壓進(jìn)入全控整流電路，通過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?？煽毓璧挠|發(fā)端與觸發(fā)控制電路連接，根據(jù)用戶的增益調(diào)節(jié)，觸發(fā)控制電路調(diào)節(jié)可控硅的門極延遲觸發(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包括溫度開關(guān)和反電動(dòng)勢吸收裝置81，溫度開關(guān)設(shè)置于整流電路51的散熱器上，反電動(dòng)勢吸收裝置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題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了保護(hù)電路，包含兩個(gè)溫度開關(guān)和一個(gè)反電動(dòng)勢吸收裝置。溫度開關(guān)安裝在整流電路的散熱器上，盡量選擇溫度最高的地方，用來保護(hù)可控硅開關(guān)管不至于過熱燒毀。反電動(dòng)勢吸收裝置由一個(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)勢時(shí)，電流通過二極管和電阻釋放，對電源裝置起到保護(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包括初級繞組21和次級繞組22，各交流接觸器11與初級繞組21連接，次級繞組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，次級繞組22的三個(gè)電源輸出端與三條整流電路51一一對應(yīng)連接，且每個(gè)電源輸出端連接于其對應(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，用來提供不同檔位的電壓變比。整流變壓器的次級繞組連接成三角形，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，可以控制輸出脈沖的移相范圍從5°～175°連續(xù)線性可調(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)檢測控制電路，能夠保證有效的傳輸控制信號，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)用戶的增益調(diào)節(jié)，CA6100可控硅觸發(fā)板調(diào)節(jié)可控硅的門極延遲觸發(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與初級繞組21并聯(lián)，另一個(gè)交流接觸器11與初級繞組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繞組中，根據(jù)用戶的檔位選擇，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)的交流接觸器斷開時(shí)，初級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)的交流接觸器斷開時(shí)，初級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)過勵(lì)磁切換裝置選擇相應(yīng)的檔位，然后經(jīng)過整流變壓器變壓進(jìn)入全控整流電路，通過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)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(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。