水輪機調速器的機械液壓系統(tǒng)

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1、水輪機調速器的機械液壓系統(tǒng)一、概述在水輪機調速器中，機械液壓部分的主要功能是將微機調節(jié)器的輸出電信號成比例的轉換成接力器的機械位移，并以足夠的大的推力驅動導水機構，控制進入水輪機的水流大小，實現(xiàn)機組轉速和功率的調整。微機調速器的機械液壓部分是微機調速器的液壓放大和執(zhí)行機構，它接受的機械、電氣或液壓輸入的控制信號較弱，經(jīng)過轉換和放大而成為相當大的能量機械位移輸出，是一個功率增益很大的系統(tǒng)。要精確控制增益如此大的系統(tǒng)，就必須采用閉環(huán)控制。因此，微機調速器的機械液壓系統(tǒng)是一個閉環(huán)系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代水輪機微機調速器

2、的品種和數(shù)量不斷增加，出現(xiàn)了很多工作原理和系統(tǒng)結構各異的機械液壓系統(tǒng)。歸納起來，目前我國水輪機微機調速器的機械液壓系統(tǒng)根據(jù)反饋信號的物理性質可分為兩類，即電液隨動系統(tǒng)和機械液壓隨動系統(tǒng)。前者的反饋量為電氣信號，后者的反饋量為機械位移。它們主要由電液轉換、液壓放大（包括前置液壓放大器）、液壓執(zhí)行（主配壓閥、主接力器等）、緊急停機裝置、電氣反饋元件及過濾器等主要部件組成。這一節(jié)主要介紹以上兩種常用的機械液壓系統(tǒng)及其主要部件。二、電液隨動系統(tǒng)電液隨動系統(tǒng)在電子調節(jié)器加電液隨動系統(tǒng)結構的調速器中，起執(zhí)行機構的作

3、用。它是一個閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，接受電子調節(jié)器輸出信號VPID的控制，其輸出量Y將跟隨控制信號VPID成比例地變化，電液隨動系統(tǒng)地輸出量是主接力器的位置。因此，電液隨動系統(tǒng)實現(xiàn)了主接力器位置跟隨調節(jié)器輸出變化，執(zhí)行了調節(jié)器控制主接力器的任務。電液隨動系統(tǒng)中的轉換元件的輸出量有機械位移和流量兩種形式。電液轉換元件的輸出形式不同，電液隨動系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)結構和配置差別較大。因此，現(xiàn)代水輪機調速器的電液隨動系統(tǒng)有兩大類，即采用流量輸出轉換元件的電液隨動系統(tǒng)和采用位移輸出轉換元件的電液隨動系統(tǒng)。2.1采用流量

4、輸出轉換部件的電液隨動系統(tǒng)在采用轉換元件為流量輸出的電液隨動系統(tǒng)中，轉換部件的輸出流量都是控制主配壓閥的輔助接力器。為使輔助接力器位移與轉換部件輸出流量成比例（亦與電液比例閥控制信號成比例），一般用兩種方式構成閉環(huán)控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。一種方式是采用液壓內反饋，即當輔助接力器受流量控制產(chǎn)生位移的同時，也反饋一個流量與輸入流量相抵消（平衡）；另一種方式采用內環(huán)電氣反饋，即在輔助接力器上安裝位置傳感器，將輔助接力器位置信號反饋到電液比例閥的放大器中，與控制電液比例閥的信號相平衡，使輔助接力器位置與電液比例閥的控制

5、信號成比例。（1）具有液壓內反饋的電液隨動系統(tǒng)該電液隨動系統(tǒng)由電液比例閥、主配壓閥、緊急停機電磁閥、手動操作閥及位移傳感器等組成。其系統(tǒng)結構見圖5.3-22。圖5.3-22具有液壓內反饋的電液隨動系統(tǒng)原理框圖傳統(tǒng)主配壓閥的輔助接力器是一個積分環(huán)節(jié)。而在該系統(tǒng)中主配壓閥內置了液壓內反饋環(huán)節(jié)，將輔助接力器的輸出Sf與轉換元件的輸入Qa改變成比例關系，即其輸出位移Sf與輸入流量Qa成正比，成為流量—位移轉換環(huán)節(jié)。所謂內部流量反饋，由電液比例閥流量輸入Qa產(chǎn)生輔助接力器位移Sf，此位移與內反饋閥共同形成與輸入流

6、量相反的流量Qf負反饋，兩流量平衡時得到，輔助接力器的位移。其系統(tǒng)工作原理見圖5.3-23。圖5.3-23具有液壓內反饋的電液隨動系統(tǒng)原理圖動作原理：自油壓裝置的壓力油一路進入主配壓閥的壓力油腔，另一路經(jīng)雙聯(lián)濾油器③過濾后進入電液比例閥⑨和手動換向閥12。電液比例閥經(jīng)手自動切換閥接通主配壓閥輔助接力器控制腔。正常運行時，緊急停機電磁閥與手自動切換閥均為通路，主配引導閥接通壓力油。電氣控制信號與主接力器位置信號之差為零時，電液比例閥閥芯在復位彈簧作用下復中，切斷輔助接力器控制腔的油路，主配壓閥準確地穩(wěn)定于

7、中位，主接力器也將穩(wěn)定不動。當電氣控制信號減小時，電液比例閥向關機方向運動，使輔助接力器控制腔接通排油時，主配壓閥自中間位置向上移動一定距離，主接力器向關機方向運動。同時帶動位移傳感器移動，直到與電氣控制信號相等，兩差值信號為零時，電液比例閥和主配壓閥便隨之復中，主接力器便停止運動。反之，如電氣控制信號增大時，電液比例閥向開機方向運動，使輔助接力器控制腔接通壓力油時，主接力器將向開機方向運動相應距離。這樣，主接力器將按一定比例隨動于微機調節(jié)器控制信號，構成了電液隨動系統(tǒng)。