提高電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)頻率穩(wěn)定度問題的探討

沈君 羅旻

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，我國的工業(yè)發(fā)展也迎來了新的機(jī)遇，并在近些年取得了令人矚目的成就。為進(jìn)一步提升我國的工業(yè)水平，現(xiàn)階段我國的工業(yè)產(chǎn)品采用了國際統(tǒng)一化標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)的機(jī)械振動(dòng)臺(tái)穩(wěn)定性基本都是通過可控調(diào)速控制直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的。如何保障使得機(jī)械振動(dòng)臺(tái)在運(yùn)行過程中維持一定的頻率穩(wěn)定度，是現(xiàn)階段我國機(jī)電行業(yè)需要著重解決的問題之一。本文通過對(duì)電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)運(yùn)行現(xiàn)狀以及其頻率穩(wěn)定度維持的措施進(jìn)行探討，以期為相關(guān)工作者提供指導(dǎo)和幫助。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)振動(dòng)臺(tái) 頻率穩(wěn)定 穩(wěn)定維持 探究

一、影響電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)頻率穩(wěn)定度的因素

1.1電壓電源穩(wěn)定性不足

在電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)運(yùn)行時(shí)，倘若電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的電壓超過規(guī)定電壓的10%，就會(huì)直接導(dǎo)致電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而使得振動(dòng)臺(tái)的頻率穩(wěn)定度下降。

1.2直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載波動(dòng)

供給電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)電力能量的直流電動(dòng)機(jī)，倘若其負(fù)載出現(xiàn)波動(dòng)，便可能會(huì)對(duì)電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)頻率穩(wěn)定度造成影響。一般來說，直流電動(dòng)機(jī)在一定負(fù)荷范圍內(nèi)具有自我穩(wěn)定調(diào)節(jié)能力，在直流電動(dòng)機(jī)正常負(fù)荷范圍內(nèi)，其負(fù)載波動(dòng)并不會(huì)對(duì)電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的頻率穩(wěn)定度造成影響。但是倘若直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載超過了正常的工作范圍，便會(huì)嚴(yán)重影響電動(dòng)正動(dòng)態(tài)的頻率穩(wěn)定度。在實(shí)際使用的過程中，導(dǎo)致電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載變化的因素有很多種，例如，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)在使用過程中位置發(fā)生改變、電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)加速度發(fā)生變化、外界負(fù)荷的增加以及電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)運(yùn)行時(shí)間增加等。直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載的增加會(huì)使得電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的輸出電路增加，導(dǎo)致輸出電壓降低，從而影響電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的頻率穩(wěn)定程度。

1.3電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的溫度波動(dòng)

現(xiàn)階段，電動(dòng)正動(dòng)態(tài)的規(guī)定工作溫度范圍為0-40℃，但是通過研究以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，盡管在正常的工作溫度范圍內(nèi)，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)頻率也會(huì)隨著溫度的變化而發(fā)生變化。這是因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境溫度變化會(huì)使得電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)可控硅的壓降受到影響，最終影響電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的輸出電壓以及頻率穩(wěn)定性。

二、提升電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)頻率穩(wěn)定度的策略探究

2.1電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的結(jié)構(gòu)分析

相較于其他類型的振動(dòng)臺(tái)，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)主要用于10赫茲以上的振動(dòng)測量，同時(shí)，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)主要是通過電動(dòng)原理獲取能量進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)的?，F(xiàn)階段的電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，主要包括勵(lì)磁裝置、控制系統(tǒng)以及振動(dòng)裝置等三個(gè)部分。勵(lì)磁裝置，是指對(duì)磁圈進(jìn)行信號(hào)輸出，從而產(chǎn)生電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)工作所需要的能量?，F(xiàn)階段，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)勵(lì)磁裝置通常采用雙磁路線圈結(jié)構(gòu)以及自生成骨架動(dòng)圈，用來保障電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)能量來源的穩(wěn)定性，盡可能的避免由于勵(lì)磁裝置不穩(wěn)定而帶來的振動(dòng)頻率波動(dòng)；控制系統(tǒng)主要包括顯示器以及控制線路等結(jié)構(gòu)，為提升控制線路的操作簡便性，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的顯示器多采用臺(tái)灣高精度數(shù)字顯示表，同時(shí)，控制線路能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于任意頻率振動(dòng)的調(diào)節(jié)，并將其震動(dòng)誤差降低在0.01-0.1赫茲之間；振動(dòng)裝置；顧名思義就是負(fù)責(zé)進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)的結(jié)構(gòu)，振動(dòng)裝置的穩(wěn)定性是電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一。

2.2降低電源電壓波動(dòng)對(duì)振動(dòng)臺(tái)頻率穩(wěn)定性的影響

上文提到，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的電源電壓波動(dòng)會(huì)影響振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)裝置的電能供應(yīng)，從而導(dǎo)致電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的頻率穩(wěn)定性受到影響，為減少電源電壓帶來的影響，可以在電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)上加入交流穩(wěn)壓器。交流穩(wěn)壓器，能夠在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電壓的穩(wěn)定維持，因此，用它來進(jìn)行電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)電源電壓穩(wěn)定的控制是極為有效的。但是，交流穩(wěn)壓器也存在著一些問題，具體來說，交流穩(wěn)壓器本身體積就大，裝配交流穩(wěn)壓器使得電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)極為笨重，不易操作；另外，交流穩(wěn)壓器是一種較為昂貴的電氣設(shè)備，在電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)上安裝交流穩(wěn)壓器會(huì)使得電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的工作成本顯著增高。

其次，也可以通過調(diào)節(jié)電樞電壓，使其用作電機(jī)轉(zhuǎn)速的負(fù)反饋電壓，從而實(shí)現(xiàn)振動(dòng)臺(tái)頻率穩(wěn)定性的提升。具體來說，將電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)電流線路兩端的電阻以及分壓器取出，使其成為電壓的負(fù)反饋電壓，接著將其與振動(dòng)臺(tái)的輸入電壓合并，從而得到新的輸入電壓，新的輸入電壓便可以通過對(duì)可控硅的壓降進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的改變。

2.3降低電動(dòng)機(jī)負(fù)載變化對(duì)振動(dòng)臺(tái)頻率穩(wěn)定性的影響

因電動(dòng)機(jī)負(fù)載變化導(dǎo)致的振動(dòng)臺(tái)頻率穩(wěn)定度下降，主要是由于電動(dòng)機(jī)的力矩特性差導(dǎo)致的。想要實(shí)現(xiàn)振動(dòng)臺(tái)的頻率穩(wěn)定性，便需要對(duì)其力矩特性進(jìn)行修正，使得力矩特性從軟特性提升為硬特性。為達(dá)到這一目標(biāo)，我們可以選擇采用速度負(fù)反饋調(diào)節(jié)的方法。通過將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，使得電動(dòng)機(jī)在負(fù)載較大時(shí)也能夠通過速度負(fù)反饋來穩(wěn)定其轉(zhuǎn)速的變化范圍，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)頻率穩(wěn)定性的提升。

2.4降低工作溫度變化對(duì)電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)頻率穩(wěn)定性的影響

工作溫度的變化會(huì)使得電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)可控硅的壓降發(fā)生變化，從而導(dǎo)致頻率穩(wěn)定性發(fā)生變化。因此，我們采用在電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)機(jī)箱內(nèi)部安裝軸流風(fēng)機(jī)的方法來實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)，當(dāng)工作溫度出現(xiàn)較大范圍的變化，軸流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，進(jìn)行物理降溫，從而實(shí)現(xiàn)工作溫度趨于穩(wěn)定，達(dá)到提升電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)頻率穩(wěn)定度的目的。

三、結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段我國的電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)頻率穩(wěn)定性受多個(gè)方面的影響，為保障其工作時(shí)的頻率穩(wěn)定性，可以采用穩(wěn)定工作環(huán)境溫度以及電動(dòng)機(jī)負(fù)載、保障電動(dòng)機(jī)電源電壓穩(wěn)定性的方法實(shí)現(xiàn)電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)頻率穩(wěn)定度的提升。

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