Основы теории вибрационных испытаний
Как работает
виброгенератор?
Виброгенератор работает по следующем принципу: движение генерируется
током, проходящим через
катушку, расположенную в
магнитном поле. Сила, затраченная на ускорение движущегося элемента пропорциональна току возбуждения
и магнитному потоку. Таким
образом, контролируя ток,
мы можем контролировать
уровень вибрации виброгенератора.
В маленьких виброгенераторах магнитное поле
продуцируется постоянным
магнитом, тогда как для
виброгенераторов больших
размеров необходимы электромагниты. Возможный уровень ускорения определяется максимальным током и
нагрузкой. Однако в области
низких частот уровень ускорения будет ниже из-за ограничения на смещение движущегося элемента. Верхнюю
границу частоты определяет
резонанс движущегося элемента.
Управление
виброгенератором
Использование виброгенератора
предполагает постоянный уровень
вибрации на столе. Кривая частотной характеристики не плоская,
она содержит резонансы; другие
резонансы возникнут, когда на вибростенде будет установлен тестируемый объект. При работе во всем
диапазоне частот коэффициент усиления будет изменяться в соответствии с изменением частоты.
Усилитель мощности
Характеристика частоты виброгенератора на основе постоянного тока
состоит из трех областей, разных по
своей природе. Первые две области
это пружинно-массовая система из
подвижного элемента и его подвески
с резонансной частотой, как правило,
20 Гц. В третьей области (для больших
виброгенераторов это, зачастую, более
3 кГц), возникнут осевые резонансы
подвижного элемента, определяющие
верхнюю границу рабочей частоты виброгенератора.
График характеристики виброгенератора с входом постоянного тока имеет
те же три области, но нижний резонанс
существенно заглушается, это позволяет осуществлять более простую
регулировку уровня. Зачастую, предпочтительным является управление
напряжением, которое достигается с
помощью усилителя с низким сопротивлением. Но иногда, более удобно
управление током, например, если виброгенератор используется как силовой генератор, или если требуется
управление без обратной связи с использованием средней области частотного диапазона виброгенератора. Для
этого требуется выход с высоким
сопротивлением, поэтому усилители
часто оснащяются выходами с выбором
сопротивления.
Общая схема вибрационных испытаний