振動試驗機

產品技術方案書

設備名稱： 4T三綜合振動試驗系統

（一）設備總體介紹

1、系統名稱：*三軸電動振動試驗系統

2、型號：KD-4000（40KN）

3、系統配置

序號       名   稱      型 號     單位       數量

一    振動臺臺體部分

1     振動發生機    CK-4000 套    01

2     冷卻風機       FP-3000  套    01

二    功放部分

1     數字式開關功率放大器（含勵磁電源）    CK-45     套    01

三    水平滑臺       CK-0606 套    01

四    垂直擴展臺面       CK-0606 套    01

五    振動控制儀

1     硬件：2通道輸入、1通道輸出。

含品牌電腦、彩色打印機；

軟件功能：正弦、隨機、沖擊.   CK-2      套    01

2     傳感器線(含電纜 )              套       01

六    其他

1     附屬附件                    

2     隨機備件              套    01

3     附屬工具              套    01

1、系統名稱：高低溫交變試驗箱

2、型號：CK-GDW-800LZ

序列       名稱       型號       單位       數量

一    綜合試驗箱體       CK-GDW-800LZ   臺    1

1     溫度范圍       -40-150度          

2     濕度范圍       20%-98%        

3     內箱尺寸       800X800X800mm        

4     升降機構       KD-300H       臺    1

4、系統性能指標

振動臺發生機(型號CK-4000)

正弦推力       40KN

隨機推力       40KN

頻率范圍       DC～2500Hz

zui大位移      51mm

zui大速度      1.8m/s

zui大加速度  981m/s2

動圈直徑       Φ320mm

運動部件等效質量       40kg

zui大靜態載荷      500kg

一階諧振頻率       2100Hz±5%

載荷連接點    17個連接點

臺面螺釘尺寸（標準）       M10

軸向隔振頻率       ＜3Hz

漏磁       ≤1mT

尺寸約（無包裝）（L×W×H）    1380mm×1120mm×900mm

振動臺重量約       2200kg

開關功率放大器(型號KD-45)

功放輸出       40kVA

信噪比    ＞65dB

額定輸出電壓       120Vrms

功放效率       ＞90%

系統保護       整個功率放大器具有：電網過壓、電網欠壓、電網缺相、邏輯故障、功率模塊保護 、功率模塊溫度、輸出過流、輸出過壓、驅動電源、臺體位移、臺體溫度、外部連鎖等保護電路，任何故障發生時，關閉輸出，同時聲光報警。除以上保護外,還具有RMS值超差保護、緊急停機裝置等完善運行的保護功能.

尺寸（無包裝）（L×W×H） 550mm×800mm×2070mm

功放重量（無包裝）    450kg

垂直擴展臺面（型號KD-0606）

臺面尺寸       600mm×600mm

等效質量       80kg

上限頻率       500Hz

臺面材質       鋁合金（或鎂合金）

水平滑臺（型號SC-0606）（選購）

臺面尺寸       600mm×600mm

厚度       50mm

使用頻率       1000Hz

運動部件有效質量       120kg

油泵       提供

臺面材質       鋁合金

外觀參考圖：

（二）設備分項介紹 KD-4000-40                

1.1概述                                              

1.1 概述

上海荷效壹科技有限公司生產的電動振動臺充分消化吸收了國內外在電動振動臺研究、設計和制造上成熟的和發展中的技術，使得我公司在電動振動臺技術上處于*水平。

?    雙磁路結構使磁場強度高，漏磁小；特殊的消磁結構能把臺面漏磁降到1mT以下。

?    采取動力學優化設計的無骨架動圈在減輕運動部件質量的同時提高了一階諧振頻率，展寬了電動振動臺的上限工作頻率。

?    內置支撐空氣彈簧承載、承載力大，低頻特性好。

?    耳軸采用空氣彈簧隔振，直線軸承導向；大負載工作時，臺體運動平穩；在垂直振動時可免用地基。

?    系統具有臺體過熱、過載、過電流、過電壓、過位移等保護。電網過壓、欠壓、缺相等保護。驅動電源保護、限流保護、軟啟動設置、溫度保護、勵磁開路、短路保護、模塊故障保護等保護功能。

?    與美國SUPER數字式振動控制儀配套可實現正弦、隨機、經典沖擊、沖擊響應譜、隨機+正弦振動、隨機+隨機振動等各種環境適應性試驗。

?    系統對電網電壓波動要求低（≤±10%）。

?    系統對接地電阻要求低（≤4Ω）。

?    系統可靠性高，特別適宜長時間運行的工作環境。

1.2.3動圈制作

?    動圈結構采用無骨架動圈：由于省去動圈骨架，活動系統重量輕，空載加速度大，動圈一階共振頻率高，從而使全頻帶波形畸變小，動圈散熱好。

?    驅動線圈采用進口的高強度環氧粘接，并采用硬模定型、真空固化的新工藝，大大增強了動圈的強度，增加了動圈的可靠性與使用壽命，提高了動圈的一階軸向共振頻率。

?    動圈的繞制采用二進一出的有利于繞組冷卻的通水結構，提高了冷卻效果

。1.2.4 臺體隔振系統：耳軸隔振，采用八組進口空氣囊，隔振效果好，調整方便。垂直位置3Hz左右水平位置2Hz左右。

振動試驗系統配置方案原理圖

2、數字式開關功率放大器（型號：KD-45）

2.1概述                                            

本系統采用正弦脈沖寬度調制技術的數字式功率放大器。其工作原理是：利用MOSFET場效應管的高頻開關能力，將控制儀輸入的低電壓信號通過數字電路進行放大并還原成原信號，然后將其輸出至振動臺的動圈線路，推動振動臺臺面運動。數字式功率放大器的主要組成部分：前置控制，功放模塊，保護電路，電源部分和電柜。本系統通過模塊化設計驅動小推力、中推力和大推力系列的振動臺。功率放大器的輸出范圍為1kVA～300kVA。系統技術指標適用于現有的或新的風冷或水冷型電動振動臺。

2.2 特點

?    吸收日本和歐美技術，并且結合自有的高頻開關電源控制技術優勢，經二次開發技術更，性能更可靠，并全面模塊化，出口歐美等其他國家。

?    前置控制詳細顯示系統各種數據及運行狀態和故障判斷。

?    采用模塊化設計，組合容易，裝配簡潔，工作可靠，維護方便。

?    信噪比高，總諧波失真低。

?    功放模塊N+1冗余組合，自動均流提高可靠性。

?    轉換效率高（大于90%），調制轉換頻率高。

?    保護功能齊全，整個功率放大器具有：電網過壓、電網欠壓、電網缺相、邏輯故障、功率模塊保護 、功率模塊溫度、輸出過流、輸出過壓、驅動電源、臺體位移、臺體溫度、外部連鎖等保護電路，任

   何一故障發生時，關閉輸出，同時聲光報警。。

?    通用性強。

3、水平滑臺(型號：CK-0606（選購）

3.1概述：CK系列水平滑臺設計具有較高的傾覆力矩和橫向限制。同時保持導向油膜阻尼特性。水平滑臺由滑板、連接頭、天然花崗巖平板、水平滑臺基座所組成

3.2.高壓油通過阻尼器成為低壓油，在滑臺臺面的底面和花崗巖平板之間形成一層油膜，該油膜主要起到潤滑作用，減少滑臺臺面在花崗巖平板上運動時所產生的摩擦力，使水平滑臺臺面能夠在花崗巖平板上自由運動。高壓油源與水平滑臺通過高壓油管連接在一起，使得水平滑臺系統結構簡單、操作與維修方便、工作可靠。

4、垂直擴展臺面（型號：CK-0606）

擴展臺面為垂直方向測試提供比動圈更大的安裝臺面。擴展臺面由質量較輕的鎂合金材料制作而成，具有較高的強度重量比。擴展臺面可以同時對多個項目進行測試，減少測試時間。配有載荷輔助支撐的擴展臺面可以可靠的安裝和測試大尺寸的試件，降低損壞振動臺懸掛系統的風險,提高臺面的負載能力。帶輔助支撐的擴展臺面可以用于對大而重的設備進行測試，還可以利用增加了額外限制條件和負載的、測試條件較為苛刻的設備進行測試。

5、控制儀（型號：CK-2）

5.1 系統特點                                    

KD-2振動控制器是美國Vicon科技公司產品，其設計上采用xian進的分布式系統結構體系，其核心采用TI公司TMS320系列32位浮點高速處理器。系統采用低噪聲設計技術、浮點數字濾波技術和24位分辨率的ADC/DAC。振動控制采用自適應控制算法， 將振動控制系統技術性能提高到一個新的水平。SUPER振動控制器其特點如下：

?    性能價格比和可靠性高

硬件采用模塊化和低噪聲設計技術，系統實現閉環控制的硬件電路均置于控制箱中，獨立于計算機，前端控制箱采用USB2.0接口與PC機的通訊。

?    控制精度高、動態范圍寬

采用雙DSP并行處理結構，24位分辨率的ADC/DAC，配合高精度浮點數字濾波和低噪聲設計技術，該控制系統具有很高的動態范圍和控制精度。

?    完善的自動安全檢測和保護功能，試驗安全性高

系統設有：系統參數設置保護，振動臺極限值限制保護，控制譜上中斷保護，控制譜下中斷保護，控制譜上報警保護，控制譜下報警保護，手動緊急中斷、預試驗保護，控制通道均方根值保護，自檢zui大輸出電壓保護，運行zui大輸出電壓保護，試驗過程中能進行連續檢測、過載檢查、中斷容差帶檢查、有效值檢查等完 善的安全保護措施，保證試驗的安全運行。

?    輸入方式靈活多樣

除可直接輸入電壓信號外，系統內置電荷放大器和ICP恒流源，可與ICP型和電荷型加速度傳感器直接相連。

?    基于Win2000/XP的應用軟件，操作簡便。用戶可以任意選擇中、英文界面

控制系統由DSP實現閉環控制，使PC軟件獨立于控制環，真正實現了Windows的多任務機制和圖形界面，

用戶操作方便，顯示形式豐富。

?    自動生成Microsoft Word試驗報告

在試驗過程中和試驗結束后，能自動或手動生成Microsoft Word試驗報告，試驗報告內容可編輯，用戶自定義報表內容。

?    即插即用，使用方便。通訊接口采用當前流行的USB2.0(或PCI)，實現Windows2000即插即用功能，保證PC主機的維修后備，控制軟件程序的安裝十分便利

?    完善的控制功能：正弦、隨機、典型沖擊、諧振搜索與駐留、隨機加隨機、正弦加隨機。

5.2 硬件指標

?    輸入

通 道 數：4通道同步輸入

通道設置：每個通道獨立設置通道類型、量程（0.1V、1V、10V）、傳感器類型、傳感器靈敏度、耦合方式（差分AC、差分DC、單端AC、單端DC）

分 辨 率：24位模數轉換（ADC）

輸入阻抗：220k?

輸入方式：內置電荷放大器和ICP恒流源，電壓、ICP加速度傳感器、電荷型加速度傳感器均可直接接入

信 噪 比：大于100dB

?    輸出

通 道 數：1通道

分 辨 率：24位模數轉換（DAC）

幅值精度：2mV

輸出阻抗：30?

5.3 控制軟件指標

5.3.1隨機性能指標 （RANDOM）

控制方法：   高期隨機分布信號的PSD控制

頻率范圍：   DC-4800Hz，（可擴展至11000Hz ）

分 辨 率：  100、200、400、800、1600、3200線

動態范圍：   90dB

閉環時間：   典型值為100mS

控制精度：   ±1dB ,在200自由度內達到90%可信度

窄帶上升速率：0-60dB/S

5.3.2正弦性能指標 （SINE）

控制方法：    正弦波形幅值控制

頻率范圍：    1.0-5000Hz，（可擴展至12000Hz）

控制動態范圍：100dB

閉環時間：    10mS；

控制精度：    ±1dB；

頻率分辨率：  0.001%

掃頻速率：    線性掃頻，0-6000Hz/S，對數掃頻，0-100oct/Min；

波形失真度：<0.3%；

5.3.3典型沖擊控制 （SHOCK）

控制方法：  有限長時域波形控制；

沖擊類型：  半正弦、前峰鋸齒形、后峰鋸齒形、三角形、矩形、梯形、鐘形波；

頻率范圍：  DC-22000Hz；

幀 大 小：  zui大32K；

持續時間：  0.5-3000mS；

補償方法：  前、后脈沖，前脈沖，后脈沖；

四、用戶安裝準備要求：

（一）安裝條件

1、系統供電的三相動力電源

①頻率           50Hz

②線、線電壓值： 380V

③電壓波動范圍   ＜10%

2、用戶配有振動臺系統獨立使用的三相隔離電源總開關

功放zui大輸出功率80kVA

（二）使用環境條件檢查

1、溫度范圍：5℃～35℃；

2、濕度范圍：≤80%；

3、安裝地點地面平坦、周圍無腐蝕氣體、少塵，帶有空調。

（三）地線

振動試驗系統必須配有實驗室的地線。

地線接地電阻小于4Ω。

（四）吊裝條件檢查

用戶應準備好相應的吊具、叉車。

五、技術支持及售后服務承諾：

（一）質量保證期

產品質保期一年。

（二） 安裝、調試、驗收

我公司將負責在用戶現場安裝、調試設備并交付使用，自帶必要的工具，安裝、調試及所派人員的一切費用由我公司承擔。設備驗收分預驗收和zui終驗收，預驗收在我公司現場進行，zui終驗收在用戶現場安裝、調試完成后進行。

我公司將安排不定期的用戶回訪，提供全方面的服務。

（三）培訓

我公司提供設備的技術培訓，在設備調試過程中對用戶進行現場培訓，對用戶使用人員進行技術講解，操作指導，培訓課程包括設備的操作、編程、調試，機械結構、電氣、液壓、氣動及日常維護保養和故障診斷直至受培訓人員掌握。培訓作為設備終驗收的一部分，在設備終驗收時進行，終驗收合格后雙方在簽訂終驗收協議上簽字確認。

本方案并不代表我們的zui終結果，我們將根據您的需要，提供能更完善的服務。真誠歡迎你們與我們的進一步溝通，以便我們能為您提供更好的服務。如有技術上的疑問請致電于我總工程師！再次非常感謝你對我司業務上的支持與信任。

產品主要零部件明細表

序號       關鍵部件名稱       產地       生產廠家       備注

一    振動臺

1     空氣簧    日本       橫濱橡膠      

2     氣囊       日本       橫濱橡膠      

3     環氧樹脂       日本       THREE BOND株式會社      

4     不銹鋼網板    日本       金屬工業株式會社      

5     尼龍王導向板       日本          

6     防塵罩    日本       橫濱橡膠      

二    功率放大器

1     功率MOSFET模塊驅動       美國       IR  

2     功率MOSFET模塊       德國       IXYS

3     可編程邏輯電路    美國       LATTICE

4     熱繼電器       德國       施邁賽  

5     熔斷器座/芯  法國       維納爾  

6     限位開關       德國       施邁賽  

7     空氣隔離開關       法國       施耐德  

8     交流接觸器    德國       西門子  

9     電流傳感器    瑞士       LEM

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