长期以来，电动式激振器依赖于国外进口，化费了大量外汇。本课题组在自力更生，艰苦奋斗的方针指引下，我校赵淳生教授从60年代开始就从事激振器的研究工作。特别是1992年他成功地研制了HEV－50型（激振力为50公斤）高能激振器，它的体积和重量都比普通的电动式激振器小得多，而恒力的频率范围却宽得多。1992－1995年期间该型激振器在沈阳飞机公司、哈尔滨飞机公司、南昌飞机公司、航天部702研究所等单位推广应用，得到了高度评价，并于1995年荣获国家发明专利。

　　为了满足航空航天以及其他国民经济领域对激振器不同规格的要求，原航空部科技局于1996年下达了"九五"期间的预研任务――"HEV高能激振器系列的研制"，要求从激振力2公斤到100公斤填平补齐。这样，无论模型结构，中型结构或大型结构的振动试验，都可以从HEV系列激振器中选到合适的激振器了。

　　本项目所研制的HEV系列激振器，包括HEV－2、HEV－5、HEV－10、HEV－20、HEV－50A、HEV－100等型号，如图1所示。其主要性能指标如表1所示。

图1　从左到右：HEV－100、HEV－50A、HEV－20、
HEV－10、HEV－5和HEV－2系列高能激振器

型号

性能

HEV－2

HEV－5

HEV－10

HEV－20

HEV－50A

HEV－100

EX420D

最大激振力/N

20

50

100

200

500

1000

1000

最高使用频率/Hz

5000

3000

2500

2000

2000

1000

400

最大振幅/mm

±5

±5

±5

±10

±10

±10

±10

力常数/N/A）

7

13

20

7.5

16

25

7.5

最大峰值电流/A

3

4

5

28

32

40

140

激振力对电流的非线性

∠1‰

∠1‰

∠1‰

∠1‰

∠1‰

∠1‰

1%

动圈直流电阻/Ω

2.70

2.13

4.3

0.22

0.44

0.8

0.15

可动部件重量/g

65

130

265

610

1180

3200

3000

可动部件一阶固有频率/KHz

7.2

4.3

3.5

1.9

2.9

1.5

0.5

要求匹配功率放大器的功率/W

50

100

150

200

500

1200

1600

激振器的重量/Kg

2.0

5.3

10

14

22

47

155

激振器的尺寸/mm

Φ=85

H=90

Φ=110

H=118

Φ=110

H=160

Φ=180

H=250

Φ=180

H=220

Φ=260

H=400

Φ=285

H=551

　　（1）本系列高能激振器采用"分块式超高能Nd-Fe-B内磁式永久磁钢"，使激振器的体积和重量大大减少。据世界上最有影响的公司所生产的激振器的技术数据统计（见表（1））：推重比γ＝激振力／激振器重量＝0.32～0.66。而HEV系列激振器的γ＝1.4～2.13，后者高于前者的3倍以上。激振器的体积小，重量轻，价格低，使用和运输十分方便。

　　（2）Nd-Fe-B永久磁钢的矫顽力特别高，达6000～18000奥斯特，报告人所使用的Nd-Fe-B已达到10000奥斯特。而世界各国激振器采用的AlNiCo5永久磁钢，其矫顽力只有500奥斯特，前者为后者的20倍。这样，就能使激振器有稳定的磁场，免受外磁场的干扰和退磁，特别是使激振器所产生的激振力对动圈电流的非线性β大大减小。一般激振器（例如法国EX420D）的β≥0.5%，而HEV系列激振器β≤1‰。

　　（3）为降低激振器感抗随频率的增加而增高，研究者在激振器的空气隙两侧的软铁上装上铜环，使激振器在使用频率范围内的电阻抗近似为一常数。这一特性大大有利于功率放大器的匹配。由于感抗的无功功率部分大大减少，要求匹配的功率放大器功率将大大减少。据世界上最有影响的公司所生产的激振器的技术数据统计ε＝功率／激振力＝12～17w/kgf，而HEV系列激振器ε＝10w/kgf。本系列激振器要求的能源大大减少，所匹配的功率放大器的体积和重量大大减少。

　　（4）本系列高能激振器，用有限元分析和实验研究相结合的方法，优化设计出激振器的可动系统，使应用频率范围达到预定的指标。