振动试验机

产品技术方案书

设备名称： 4T三综合振动试验系统

（一）设备总体介绍

1、系统名称：*三轴电动振动试验系统

2、型号：KD-4000（40KN）

 3、系统配置

序号       名   称      型 号     单位       数量

一    振动台台体部分

1     振动发生机    CK-4000 套    01

2     冷却风机       FP-3000  套    01

二    功放部分

1     数字式开关功率放大器（含励磁电源）    CK-45     套    01

三    水平滑台       CK-0606 套    01

四    垂直扩展台面       CK-0606 套    01

五    振动控制仪

1     硬件：2通道输入、1通道输出。

含品牌电脑、彩色打印机；

软件功能：正弦、随机、冲击.   CK-2      套    01

2     传感器线(含电缆 )              套       01

六    其他

1     附属附件                    

2     随机备件              套    01

3     附属工具              套    01

1、系统名称：高低温交变试验箱

2、型号：CK-GDW-800LZ

序列       名称       型号       单位       数量

一    综合试验箱体       CK-GDW-800LZ   台    1

1     温度范围       -40-150度           

2     湿度范围       20%-98%        

3     内箱尺寸       800X800X800mm        

4     升降机构       KD-300H       台    1

4、系统性能指标 

振动台发生机(型号CK-4000)

正弦推力       40KN

随机推力       40KN

频率范围       DC～2500Hz

zui大位移      51mm

zui大速度      1.8m/s

zui大加速度  981m/s2

动圈直径       Φ320mm

运动部件等效质量       40kg

zui大静态载荷      500kg

一阶谐振频率       2100Hz±5%

载荷连接点    17个连接点

台面螺钉尺寸（标准）       M10

轴向隔振频率       ＜3Hz

漏磁       ≤1mT

尺寸约（无包装）（L×W×H）    1380mm×1120mm×900mm

振动台重量约       2200kg

开关功率放大器(型号KD-45)

功放输出       40kVA

信噪比    ＞65dB

额定输出电压       120Vrms

功放效率       ＞90%

系统保护       整个功率放大器具有：电网过压、电网欠压、电网缺相、逻辑故障、功率模块保护 、功率模块温度、输出过流、输出过压、驱动电源、台体位移、台体温度、外部连锁等保护电路，任何故障发生时，关闭输出，同时声光报警。除以上保护外,还具有RMS值超差保护、紧急停机装置等完善运行的保护功能.

尺寸（无包装）（L×W×H） 550mm×800mm×2070mm

功放重量（无包装）    450kg

垂直扩展台面（型号KD-0606）

台面尺寸       600mm×600mm

等效质量       80kg

上限频率       500Hz

台面材质       铝合金（或镁合金）

水平滑台（型号SC-0606）（选购）

台面尺寸       600mm×600mm

厚度       50mm

使用频率       1000Hz

运动部件有效质量       120kg

油泵       提供

台面材质       铝合金

外观参考图：

（二）设备分项介绍 KD-4000-40                

1.1概述                                              

1.1 概述

上海长肯试验设备有限公司生产的电动振动台充分消化吸收了国内外在电动振动台研究、设计和制造上成熟的和发展中的*技术，使得我公司在电动振动台技术上处于国内外*水平。

    双磁路结构使磁场强度高，漏磁小；特殊的消磁结构能把台面漏磁降到1mT以下。

    采取动力学优化设计的无骨架动圈在减轻运动部件质量的同时提高了一阶谐振频率，展宽了电动振动台的上限工作频率。

    内置支撑空气弹簧承载、承载力大，低频特性好。

    耳轴采用空气弹簧隔振，直线轴承导向；大负载工作时，台体运动平稳；在垂直振动时可免用地基。

    系统具有台体过热、过载、过电流、过电压、过位移等保护。电网过压、欠压、缺相等保护。驱动电源保护、限流保护、软启动设置、温度保护、励磁开路、短路保护、模块故障保护等保护功能。

    与美国SUPER数字式振动控制仪配套可实现正弦、随机、经典冲击、冲击响应谱、随机+正弦振动、随机+随机振动等各种环境适应性试验。

    系统对电网电压波动要求低（≤±10%）。

    系统对接地电阻要求低（≤4Ω）。

    系统可靠性高，特别适宜长时间运行的工作环境。

1.2.3动圈制作

    动圈结构采用无骨架动圈：由于省去动圈骨架，活动系统重量轻，空载加速度大，动圈一阶共振频率高，从而使全频带波形畸变小，动圈散热好。

    驱动线圈采用进口的高强度环氧粘接，并采用硬模定型、真空固化的新工艺，大大增强了动圈的强度，增加了动圈的可靠性与使用寿命，提高了动圈的一阶轴向共振频率。

    动圈的绕制采用二进一出的有利于绕组冷却的通水结构，提高了冷却效果

。1.2.4 台体隔振系统：耳轴隔振，采用八组进口空气囊，隔振效果好，调整方便。垂直位置3Hz左右水平位置2Hz左右。

振动试验系统配置方案原理图

2、数字式开关功率放大器（型号：KD-45）

2.1概述                                            

本系统采用正弦脉冲宽度调制技术的数字式功率放大器。其工作原理是：利用MOSFET场效应管的高频开关能力，将控制仪输入的低电压信号通过数字电路进行放大并还原成原信号，然后将其输出至振动台的动圈线路，推动振动台台面运动。数字式功率放大器的主要组成部分：前置控制，功放模块，保护电路，电源部分和电柜。本系统通过模块化设计驱动小推力、中推力和大推力系列的振动台。功率放大器的输出范围为1kVA～300kVA。系统技术指标*适用于现有的或新的风冷或水冷型电动振动台。

2.2 特点

    吸收日本和欧美*技术，并且结合自有的高频开关电源控制技术优势，经二次开发技术更*，性能更可靠，并全面模块化，出口欧美等其他。

    前置控制详细显示系统各种数据及运行状态和故障判断。

    采用模块化设计，组合容易，装配简洁，工作可靠，维护方便。

    信噪比高，总谐波失真低。

    功放模块N+1冗余组合，自动均流提高可靠性。

    转换效率高（大于90%），调制转换频率高。

    保护功能齐全，整个功率放大器具有：电网过压、电网欠压、电网缺相、逻辑故障、功率模块保护 、功率模块温度、输出过流、输出过压、驱动电源、台体位移、台体温度、外部连锁等保护电路，任

    何一故障发生时，关闭输出，同时声光报警。。

    通用性强。

3、水平滑台(型号：CK-0606（选购）

3.1概述：CK系列水平滑台设计具有较高的倾覆力矩和横向限制。同时保持导向油膜阻尼特性。水平滑台由滑板、连接头、天然花岗岩平板、水平滑台基座所组成

3.2.高压油通过阻尼器成为低压油，在滑台台面的底面和花岗岩平板之间形成一层油膜，该油膜主要起到润滑作用，减少滑台台面在花岗岩平板上运动时所产生的摩擦力，使水平滑台台面能够在花岗岩平板上自由运动。高压油源与水平滑台通过高压油管连接在一起，使得水平滑台系统结构简单、操作与维修方便、工作可靠。

4、垂直扩展台面（型号：CK-0606）

扩展台面为垂直方向测试提供比动圈更大的安装台面。扩展台面由质量较轻的镁合金材料制作而成，具有较高的强度重量比。扩展台面可以同时对多个项目进行测试，减少测试时间。配有载荷辅助支撑的扩展台面可以可靠的安装和测试大尺寸的试件，降低损坏振动台悬挂系统的风险,提高台面的负载能力。带辅助支撑的扩展台面可以用于对大而重的设备进行测试，还可以利用增加了额外限制条件和负载的、测试条件较为苛刻的设备进行测试。

5、控制仪（型号：CK-2）

5.1 系统特点                                    

KD-2振动控制器是美国Vicon科技公司产品，其设计上采用xian进的分布式系统结构体系，其核心采用TI公司TMS320系列32位浮点高速处理器。系统采用低噪声设计技术、浮点数字滤波技术和24位分辨率的ADC/DAC。振动控制采用自适应控制算法， 将振动控制系统技术性能提高到一个新的水平。SUPER振动控制器其特点如下：

    性能价格比和可靠性高

硬件采用模块化和低噪声设计技术，系统实现闭环控制的硬件电路均置于控制箱中，独立于计算机，前端控制箱采用USB2.0接口与PC机的通讯。

    控制精度高、动态范围宽

采用双DSP并行处理结构，24位分辨率的ADC/DAC，配合高精度浮点数字滤波和低噪声设计技术，该控制系统具有很高的动态范围和控制精度。

    完善的自动安全检测和保护功能，试验安全性高

系统设有：系统参数设置保护，振动台极限值限制保护，控制谱上中断保护，控制谱下中断保护，控制谱上报警保护，控制谱下报警保护，手动紧急中断、预试验保护，控制通道均方根值保护，自检zui大输出电压保护，运行zui大输出电压保护，试验过程中能进行连续检测、过载检查、中断容差带检查、有效值检查等完 善的安全保护措施，保证试验的安全运行。

    输入方式灵活多样

除可直接输入电压信号外，系统内置电荷放大器和ICP恒流源，可与ICP型和电荷型加速度传感器直接相连。

    基于Win2000/XP的应用软件，操作简便。用户可以任意选择中、英文界面

控制系统由DSP实现闭环控制，使PC软件独立于控制环，真正实现了Windows的多任务机制和图形界面，

用户操作方便，显示形式丰富。

    自动生成Microsoft Word试验报告

在试验过程中和试验结束后，能自动或手动生成Microsoft Word试验报告，试验报告内容可编辑，用户自定义报表内容。

    即插即用，使用方便。通讯接口采用当前流行的USB2.0(或PCI)，实现Windows2000即插即用功能，保证PC主机的维修后备，控制软件程序的安装十分便利

    完善的控制功能：正弦、随机、典型冲击、谐振搜索与驻留、随机加随机、正弦加随机。

5.2 硬件指标

    输入

通 道 数：4通道同步输入

通道设置：每个通道独立设置通道类型、量程（0.1V、1V、10V）、传感器类型、传感器灵敏度、耦合方式（差分AC、差分DC、单端AC、单端DC）

分 辨 率：24位模数转换（ADC）

输入阻抗：220kΩ

输入方式：内置电荷放大器和ICP恒流源，电压、ICP加速度传感器、电荷型加速度传感器均可直接接入

信 噪 比：大于100dB

    输出

通 道 数：1通道

分 辨 率：24位模数转换（DAC）

幅值精度：2mV

输出阻抗：30Ω

5.3 控制软件指标

5.3.1随机性能指标 （RANDOM）

控制方法：   高期随机分布信号的PSD控制

频率范围：   DC-4800Hz，（可扩展至11000Hz ）

分 辨 率：  100、200、400、800、1600、3200线

动态范围：   90dB

闭环时间：   典型值为100mS

控制精度：   ±1dB ,在200自由度内达到90%可信度

窄带上升速率：0-60dB/S

5.3.2正弦性能指标 （SINE）

控制方法：    正弦波形幅值控制

频率范围：    1.0-5000Hz，（可扩展至12000Hz）

控制动态范围：100dB

闭环时间：    10mS；

控制精度：    ±1dB；

频率分辨率：  0.001%

扫频速率：    线性扫频，0-6000Hz/S，对数扫频，0-100oct/Min；

波形失真度：  <0.3%；

5.3.3典型冲击控制 （SHOCK）

控制方法：  有限长时域波形控制；

冲击类型：  半正弦、前峰锯齿形、后峰锯齿形、三角形、矩形、梯形、钟形波；

频率范围：  DC-22000Hz；

帧 大 小：  zui大32K；

持续时间：  0.5-3000mS；

补偿方法：  前、后脉冲，前脉冲，后脉冲；

四、用户安装准备要求：

（一）安装条件

1、系统供电的三相动力电源

①频率           50Hz

②线、线电压值： 380V

③电压波动范围   ＜10%

2、用户配有振动台系统独立使用的三相隔离电源总开关

功放zui大输出功率80kVA

（二）使用环境条件检查

1、温度范围：5℃～35℃；

2、湿度范围：≤80%；

3、安装地点地面平坦、周围无腐蚀气体、少尘，带有空调。

（三）地线

振动试验系统必须配有实验室的地线。

地线接地电阻小于4Ω。

（四）吊装条件检查

用户应准备好相应的吊具、叉车。

五、技术支持及售后服务承诺：

（一）质量保证期

产品质保期一年。

（二） 安装、调试、验收

我公司将负责在用户现场安装、调试设备并交付使用，自带必要的工具，安装、调试及所派人员的一切费用由我公司承担。设备验收分预验收和zui终验收，预验收在我公司现场进行，zui终验收在用户现场安装、调试完成后进行。

我公司将安排不定期的用户回访，提供全方面的服务。

（三）培训

我公司提供设备的技术培训，在设备调试过程中对用户进行现场培训，对用户使用人员进行技术讲解，操作指导，培训课程包括设备的操作、编程、调试，机械结构、电气、液压、气动及日常维护保养和故障诊断直至受培训人员*掌握。培训作为设备终验收的一部分，在设备终验收时进行，终验收合格后双方在签订终验收协议上签字确认。

本方案并不代表我们的zui终结果，我们将根据您的需要，提供能更完善的服务。真诚欢迎你们与我们的进一步沟通，以便我们能为您提供更好的服务。如有技术上的疑问请致电于我总工程师！再次非常感谢你对我司业务上的支持与信任。

产品主要零部件明细表

序号       关键部件名称       产地       生产厂家       备注

一    振动台

1     空气簧    日本       横滨橡胶      

2     气囊       日本       横滨橡胶      

3     环氧树脂       日本       THREE BOND株式会社      

4     不锈钢网板    日本       金属工业株式会社      

5     尼龙王导向板       日本       盾牌      

6     防尘罩    日本       横滨橡胶      

二    功率放大器

1     功率MOSFET模块驱动       美国       IR   

2     功率MOSFET模块       德国       IXYS

3     可编程逻辑电路    美国       LATTICE 

4     热继电器       德国       施迈赛   

5     熔断器座/芯  法国       维纳尔   

6     限位开关       德国       施迈赛   

7     空气隔离开关       法国       施耐德   

8     交流接触器    德国       西门子   

9     电流传感器    瑞士       LEM

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