Thiết bị thử nghiệm rung cho Pin Lithium & Ắc quy - Thiết bị điện tử

THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM RUNG

I. Giới thiệu hệ thống

Hệ thống thử nghiệm rung điện động được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực: hàng không vũ trụ, khí tài, tàu thủy, ô tô, viễn thông, điện tử, điện gia dụng, viện nghiên cứu khoa học… Đây là thiết bị quan trọng trong các phòng thí nghiệm, dùng để đánh giá khả năng thích ứng của sản phẩm hoặc linh kiện khi chịu tác động của vận chuyển và môi trường làm việc thực tế, cũng như phát hiện các điểm yếu tiềm ẩn. Hệ thống thường được sử dụng trong: phát triển sản phẩm mới, thử nghiệm mẫu, kiểm định chất lượng, và đánh giá – phê duyệt sản phẩm.

Hệ thống được thiết kế và sản xuất theo yêu cầu thử nghiệm độ tin cậy của khách hàng, có thể thực hiện nhiều phương pháp thử nghiệm môi trường rung động, bao gồm:

• Rung điều hòa (Sine vibration)

• Rung ngẫu nhiên (Random vibration)

• Xung tiêu chuẩn (Classical shock)

• Xung dạng chuẩn đặc biệt (Typical shock)

• Quét tần số và xác định cộng hưởng (Resonance search & dwell)

Ngoài ra, hệ thống có thể mở rộng thêm các mô-đun và phụ kiện chuyên dụng như:

• Bộ khuếch đại gia tốc phụ trợ

• Máy rung ngẫu nhiên

• Máy rung điều hòa

• Mô phỏng mặt đường gồ ghề (Road simulation)

• Thử nghiệm va đập nhiều lần (Multiple shock test)

• Thử nghiệm va đập liên tục (Continuous impact test)

Cấu hình hệ thống bao gồm bốn phần chính:

1. Bàn rung điện động (Electrodynamic shaker) – tạo dao động theo biên độ, tần số và lực kích thích yêu cầu.

2. Bộ khuếch đại công suất (Power amplifier) – cung cấp công suất lớn và ổn định cho bàn rung.

3. Bàn trượt ngang (Horizontal slip table) – phục vụ thử nghiệm rung động theo phương ngang.

4. Hệ thống điều khiển (Control system) – thực hiện điều khiển dạng sóng, giám sát và phân tích dữ liệu thử nghiệm.

Hình dưới minh họa sơ đồ cấu tạo hệ thống (kích thước bàn rung tham chiếu theo thông số kỹ thuật).

Tiếp theo là sơ đồ nguyên lý vận hành của hệ thống.

Cấu hình hệ thống

• Bàn rung với quạt làm mát ít tiếng ồn, kèm bộ giảm âm.

• Bộ khuếch đại công suất thông minh, tích hợp 13 chế độ bảo vệ, điều khiển cảm ứng, hiển thị đồ thị động theo thời gian thực và giám sát nhiệt độ cuộn dây kích từ.

• Bàn làm việc mở rộng thẳng đứng.

• Hệ thống điều khiển 2 kênh bao gồm: bộ điều khiển rung, phần mềm với các chức năng rung hình sin, rung ngẫu nhiên, xung, tìm tần số cộng hưởng và duy trì; màn hình LCD 19 inch; máy in phun màu; cảm biến gia tốc kèm cáp truyền dẫn chống ồn thấp.

• Phụ kiện gồm cáp điện và dụng cụ chuyên dụng.

Đặc điểm hệ thống rung

• Cấu trúc mạch từ đôi giúp đảm bảo cường độ từ trường cao và giảm rò từ;
  Cấu trúc khử từ chuyên dụng giúp giảm rò từ xuống dưới 1 mT
• Lò xo chữ U, con lăn và vòng bi tuyến tính nhằm tăng khả năng chịu tải lệch tâm (tải lệch trục)
• Lò xo khí (Air Spring) dùng để cách ly rung; hệ thống rung hoạt động ổn định ngay cả với tải nặng;
  Không yêu cầu lắp đặt nền móng chuyên dụng
• Trang bị hệ thống bảo vệ an toàn cho:
• Quá nhiệt
• Quá tải
• Quá dòng
• Quá áp
• Quá hành trình (độ lệch vượt mức)

Hệ thống bảo vệ điện bao gồm:

• Bảo vệ quá áp/ thấp áp/ mất pha
• Bảo vệ nguồn dẫn động, giới hạn dòng, khởi động mềm, bảo vệ quá nhiệt, ngắn mạch, lỗi module
• Có thể thực hiện đầy đủ các bài test môi trường: sine, random, shock/impact
• Yêu cầu ổn định điện áp thấp; biến thiên điện áp trong phạm vi ±10% vẫn hoạt động bình thường
• Yêu cầu tiếp địa thấp; điện trở tiếp địa ≤ 4Ω đạt yêu cầu
• Độ tin cậy cao, đặc biệt phù hợp cho vận hành liên tục dài hạn

Bộ khuếch đại công suất DA-10

Hệ thống này áp dụng công nghệ điều chế độ rộng xung dạng sine của bộ khuếch đại công suất kỹ thuật số.
Nguyên lý làm việc của nó là: sử dụng nguồn công tắc tần số cao hiệu ứng trường MOSFET, thông qua mạch kỹ thuật số để khuếch đại và khôi phục tín hiệu điện áp thấp được nhập vào bởi bộ điều khiển; sau đó xuất tín hiệu gốc đến mạch cuộn dây chuyển động của máy thử rung, và dẫn động chuyển động của bàn mở rộng của máy thử rung.

Các phần chính của bộ khuếch đại công suất kỹ thuật số: bảng điều khiển phía trước, mô-đun khuếch đại công suất, mạch bảo vệ, bộ nguồn và tủ điện.

Tính Năng

Dễ bảo trì:

Hộp mô-đun nguồn có thể thay thế, thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm không gian, dễ bảo trì.

Màn hình LCD:

Mô-đun logic sử dụng bộ xử lý chip CPU máy tính vi mô, có chức năng hiển thị LCD;
Có thể hiển thị nhiều dữ liệu hệ thống chi tiết (giá trị RMS thực đầu ra của bộ khuếch đại công suất, với màn hình hiển thị dữ liệu bổ sung) và trạng thái vận hành và ghi lỗi.

Chức năng bảo vệ hoàn chỉnh:

Bộ khuếch đại công suất được thiết lập bảo vệ đối với: quá áp nguồn điện lưới, thấp áp nguồn điện lưới, mất pha nguồn điện lưới, lỗi logic, mô-đun nguồn, mô-đun nhiệt độ nguồn, đầu ra quá dòng, đầu ra quá áp, nguồn điều khiển, độ dịch chuyển của bàn rung, nhiệt độ bàn rung, v.v.

Khi xảy ra bất kỳ lỗi nào, hệ thống sẽ ngừng đầu ra, đồng thời cảnh báo bằng âm thanh và đèn báo.

Ngoài các chức năng bảo vệ trên, còn có bảo vệ khi giá trị RMS kém, và chức năng dừng khẩn cấp.

Kích thước: W545 × H1750 × D840 mmv

Bộ điều khiển rung kỹ thuật số

Áp dụng kiến trúc hệ thống phân tán tiên tiến quốc tế,
và lõi của nó là bộ xử lý tốc độ cao dấu động 32-bit dòng TMS320 mới nhất của hãng TI// Hoặc tương đương.

Báo cáo kiểm tra được tạo tự động trong Microsoft Word.

Thông số phần cứng

Ngõ vào (Input):

1. 1 kênh
2. Độ phân giải: chuyển đổi tương tự-sang-số 24-bit (ADC)
3. Trở kháng ngõ vào: 220 kΩ
4. Tích hợp bộ khuếch đại điện tích và nguồn dòng không đổi ICP,
   cảm biến điện áp & cảm biến gia tốc ICP có thể được kết nối trực tiếp
5. Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR): >100 dB

Ngõ ra (Output):

1. 2 kênh
2. Độ phân giải: chuyển đổi số-sang-tương tự 16-bit (DAC)
3. Độ chính xác biên độ: 2 mV

Trở kháng đầu ra: 30 Ω

Chỉ số hiệu năng dạng sóng sinus (Sinusoidal Performance Index)

1. Chế độ điều khiển: điều khiển dạng sóng sinusoidal
2. Dải tần số: 0 đến 5000 Hz (1.0 đến 12000 Hz là tùy chọn)
3. Dải động điều khiển: 100 dB
4. Thời gian vòng lặp kín (Closed-Loop Time): 10 ms
5. Độ chính xác điều khiển: ±1 dB
6. Độ phân giải tần số: 01%

1. Tốc độ quét:
   • Tuyến tính: 0 đến 6000 Hz/s
   • Logarit: 0 đến 100 Oct/min
2. Méo dạng sóng: <0.3%

Dạng sóng ngẫu nhiên (Random Wave)

1. Chế độ điều khiển: PSD
2. Dải tần số: DC đến 4800 Hz (DC đến 11000 Hz là tùy chọn)
3. Độ phân giải: tối đa 1600 lines
4. Dải động điều khiển: 90 dB
5. Thời gian vòng lặp kín: thường là 100 ms
6. Độ chính xác điều khiển: ±1 dB

Dạng sóng sốc (Shock Wave)

1. Chế độ điều khiển: có thể điều khiển dạng sóng
2. Dạng sóng sốc: nửa chu kỳ hình sin (half-sine)
3. Dải tần số: DC đến 22000 Hz
4. Khung dữ liệu (Frame): tối đa 32K
5. Thời lượng xung: 5–3000 ms
6. Chế độ bù: xung trước (pre-pulse), xung sau (after-pulse), xung trước/sassu (pre/after-pulse)

Bảng lựa chọn model:

Hình ảnh sản phẩm

Tag: Vibration Test Bench