第二章機(jī)械液壓調(diào)速器ppt課件

1、趙斌娟 副教授,主 講 人,流 體 機(jī) 械 自 動 控 制,目 錄,第一章 概 述,第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第三章 電氣液壓調(diào)速器,第四章 微機(jī)調(diào)速器,第五章 調(diào)速器與調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性,第六章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性及參數(shù)整定,第七章 調(diào)節(jié)保證計(jì)算及設(shè)備選擇,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第一節(jié) 離心擺,一、離心擺的結(jié)構(gòu)及工作原理,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第一節(jié) 離心擺,二、離心擺特性 1. 運(yùn)動方程由二階簡化為比例方程,2. 離心擺的不均衡度 表征離心擺的測速范圍,3. 離心擺的放大系數(shù)

2、K ：轉(zhuǎn)速偏差1%時,下支持塊的位移偏差,放大系數(shù) K 的倒數(shù)稱為單位不均衡度u,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第一節(jié) 離心擺,二、離心擺特性 4. 靜特性,直線性：實(shí)踐表明菱形鋼帶式離心擺的靜特性在一定范圍內(nèi)線性度很好。 轉(zhuǎn)速死區(qū),靜特性曲線,一、第一級液壓放大機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu) 第一級液壓放大機(jī)構(gòu)由引導(dǎo)閥和輔助接力器組成，并與局部反饋杠桿共同工作,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第二節(jié) 第一級液壓放大機(jī)構(gòu),流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第二節(jié) 第一級液壓放大機(jī)構(gòu),二、第一級液壓放大機(jī)構(gòu)的特性 可簡化為比例環(huán)節(jié)，運(yùn)動方程為： s=K1L,三、放大系數(shù) K

3、1 的調(diào)整 通過調(diào)整局部反饋杠桿支點(diǎn)位置來實(shí)現(xiàn),流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第三節(jié) 第二級液壓放大機(jī)構(gòu),一、第二級液壓放大機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu) 機(jī)械液壓調(diào)速器的第二級液壓放大由主配壓閥和主接力器組成。（以YT型調(diào)速器為例,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第三節(jié) 第二級液壓放大機(jī)構(gòu),二、第二級液壓放大機(jī)構(gòu)的特性 1. 運(yùn)動方程 第二級液壓放大機(jī)構(gòu)中，配壓閥偏離中間位置的行程相對值 u 與 接力器的行程相對值y 之間的關(guān)系： 亦即 故將其稱為積分環(huán)節(jié),流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第三節(jié) 第二級液壓放大機(jī)構(gòu),二、第二級液壓放大機(jī)構(gòu)的特性

4、 2. 接力器關(guān)閉規(guī)律 從全開到全關(guān)的過程中，接力器的移動要經(jīng)過起動、加速、勻速移動和減緩等幾個階段。 （1）接力器不動時間 Tq（越小越好） （2）接力器最短關(guān)閉時Tf（重要，通過控制油的流速調(diào)整） （3）延緩關(guān)閉時Th（減速，防止接力器撞擊,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第三節(jié) 第二級液壓放大機(jī)構(gòu),二、第二級液壓放大機(jī)構(gòu)的特性 3. 接力器最短關(guān)閉時間的調(diào)整（調(diào)整限位螺母 ） （1）用開度限制機(jī)構(gòu)將接力器開到全開位置（一般比100的行程略小一點(diǎn)）。 （2）手動或電動使緊急停機(jī)電磁閥動作，實(shí)行緊急停機(jī)。 （3）用秒表記錄接力器由全行程75關(guān)至25的時間，該時間的兩倍即是接力器最短關(guān)閉時間Tf

5、。 （4）若測出的Tf值與設(shè)計(jì)值不符，則需改變限位螺母與框架的間隙，上方的間隙決定最短關(guān)閉時間，而下方的間隙則控制最短開啟時間。反復(fù)調(diào)、試直到符合設(shè)計(jì)值為止。最短開啟時間通常用最短關(guān)閉時間的11.5倍。 （5）調(diào)試完畢應(yīng)將限位螺母鎖緊，運(yùn)行中不允許松動,第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第四節(jié) 反 饋 機(jī) 構(gòu),一、硬反饋機(jī)構(gòu) （其中局部反饋已歸結(jié)到第一級液壓放大機(jī)構(gòu)。） 實(shí)質(zhì)是一個杠桿系統(tǒng)比例環(huán)節(jié)。 h =p Y 該環(huán)節(jié)的比例系數(shù)即決定了調(diào)速器的永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第四節(jié) 反 饋 機(jī) 構(gòu),二、軟反饋機(jī)構(gòu)

6、 緩沖裝置的結(jié)構(gòu)及動作原理,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第四節(jié) 反 饋 機(jī) 構(gòu),二、軟反饋機(jī)構(gòu) 緩沖裝置的結(jié)構(gòu)及動作原理,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第四節(jié) 反 饋 機(jī) 構(gòu),二、軟反饋機(jī)構(gòu) 2. 緩沖裝置的運(yùn)動方程和回復(fù)特性 令 主動活塞位移為z1； 從動活塞位移為z2， 當(dāng) 則,自由回復(fù)過程,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第四節(jié) 反 饋 機(jī) 構(gòu),二、軟反饋機(jī)構(gòu) 3. 緩沖時間常數(shù)Td,標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)衰減曲線,t=0，z=z0 t=Td ， z=0.368z0 t=2Td，z=0.135z0 t=3Td，z=0.05z0 t=4T

7、d，z=0,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第四節(jié) 反 饋 機(jī) 構(gòu),二、軟反饋機(jī)構(gòu) 軟反饋通道的運(yùn)動方程 令 接力器活塞相對位移為y 引導(dǎo)閥針塞相對位移為x 將軟反饋通道轉(zhuǎn)換成硬反饋模式，由此所產(chǎn)生的 靜態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)即是暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bt,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),一、機(jī)械液壓型調(diào)速器調(diào)節(jié)規(guī)律 二、各種調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)速器的特性,第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第五節(jié) 調(diào)速器的調(diào)節(jié)規(guī)律,比例積分型（PI,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第六節(jié) 油壓裝置,一、油壓裝置的作用和分類 油壓裝置是供給調(diào)速器操作所需壓力油的設(shè)備，也可為蝴蝶閥、球閥等液壓操作系統(tǒng)提供壓力油。 作為

8、能源設(shè)備，油壓裝置必須儲備足夠的能量，確保在任何情況下調(diào)速器的工作容量大于水輪機(jī)需要的調(diào)速功。所提供的壓力油不僅數(shù)量、壓力應(yīng)滿足工作需要，而且油質(zhì)也應(yīng)符合技術(shù)要求。 油壓裝置按布置方式不同分為組合式和分離式兩大類。前者壓力油罐安裝在回油箱上，結(jié)構(gòu)緊湊但維修較難，適用于中、小型水電站。后者壓力油罐與回油箱彼此獨(dú)立，可分別布置在不同地方，多用于大、中型水電站,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第六節(jié) 油壓裝置,一、油壓裝置的作用和分類 我國的油壓裝置已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，油壓裝置的型號由三部分代號組成： 第一部分為類型代號，用漢語拼音的字首表達(dá)，YZ為分離式，HYZ為組合式； 第二部分以分

9、數(shù)形式表達(dá)壓力油罐的容積和個數(shù)，分子的數(shù)字為壓力油罐總?cè)莘e（m3 字母為產(chǎn)品改進(jìn)標(biāo)記，無字母為基本型。分母的數(shù)字為壓力油罐個數(shù)，無分母則表示只有一個壓力油罐； 第三部分用數(shù)字表達(dá)額定油壓(MPa)，無數(shù)字則額定油壓為2.5MPa,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第六節(jié) 油壓裝置,二、YT小型調(diào)速器油壓裝置的組成與原理 組成：回油箱、油泵、補(bǔ)氣閥、安全閥、中間油罐、壓力油罐等。常用30號透平油作工作介質(zhì),流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第六節(jié) 油壓裝置,二、YT小型調(diào)速器油壓裝置的組成與原理 基本工作原理：正常情況下，壓力油罐中存有三分之一的油，并保持額定

10、壓力。油壓下降一定值后油泵將回油箱中的油加壓經(jīng)補(bǔ)氣閥組、中間油罐輸送至壓力油罐。達(dá)到壓力上限后，油泵停止工作。 若油泵故障不能停止，壓力繼續(xù)上升，安全閥動作油泵輸出的油直接送至回油箱,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第六節(jié) 油壓裝置,二、YT小型調(diào)速器油壓裝置的組成與原理 補(bǔ)氣閥,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第六節(jié) 油壓裝置,二、YT小型調(diào)速器油壓裝置的組成與原理 自動補(bǔ)氣,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第七節(jié) 調(diào)速器的操作控制機(jī)構(gòu),一、轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu),流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第七節(jié) 調(diào)速器的操作控制機(jī)

11、構(gòu),二、開度限制機(jī)構(gòu) 1. 開度限制作用 正常運(yùn)行時開限針塞的中間閥盤高于閥套的中部油孔，引導(dǎo)閥與輔助接力器之間的油路保持暢通。引導(dǎo)閥輸出的油壓控制信號可到達(dá)輔助接力器。 接力器開至一定開度時，針塞的中閥盤使通向輔助接力器的油孔封閉，此時無論引導(dǎo)閥窗口開多大，壓力油也無法流向輔助接力器，接力器的開度也就受到限制不能再增大。換句話說開限閥起了限制開度的作用,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第七節(jié) 調(diào)速器的操作控制機(jī)構(gòu),二、開度限制機(jī)構(gòu) 2. 開停機(jī)作用 （1） 開機(jī)。起動前接力器全關(guān)，轉(zhuǎn)動套在最低位，引導(dǎo)閥輸出壓力油，但開限閥切斷了通往使輔助接力器上腔的油路。 人為動作電動機(jī)

12、或手輪使開限螺母上升，則開限針塞上升，壓力油流入輔助接力器上腔，接力器從全關(guān)逐步開大，機(jī)組起動。 起動過程中輔助接力器的下降、主接力器的開大都經(jīng)過杠桿使開限針塞降低，即傳回與人為動作方向相反的反饋位移。由于杠桿的比例特性，使接力器的行程與開限螺母上升的距離成正比。 轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值時，系統(tǒng)進(jìn)入自動調(diào)節(jié)狀態(tài),流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第七節(jié) 調(diào)速器的操作控制機(jī)構(gòu),二、開度限制機(jī)構(gòu) 2. 開停機(jī)作用 （2） 停機(jī)。機(jī)組運(yùn)行當(dāng)中如果人為使開限螺母下降 （即減小限制開度），在開限針塞中閥盤堵住中間油孔（此時開度表上兩針重合）以后繼續(xù)使它下降，則會使輔助接力器經(jīng)開限閥的排油孔排油，造成接力器關(guān)小以至最后完全關(guān)閉,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第七節(jié) 調(diào)速器的操作控制機(jī)構(gòu),三、手動、自動切換閥 結(jié)構(gòu)及工作原理,當(dāng)切換閥位于手動位置時，開度限制機(jī)構(gòu)可作為手動操作機(jī)構(gòu)用。 若開限螺母上移，壓力油就進(jìn)入輔助接力器上腔，使配壓閥下移，打開導(dǎo)葉； 若開限螺母下移，在開限針塞中閥盤下降，則會使輔助接力器經(jīng)開限閥的排油孔排油，造成接力器關(guān)小以至最后完全關(guān)閉,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)速器,第七節(jié) 調(diào)速器的操作控制機(jī)構(gòu),三、手動、自動切換閥,流體機(jī)械自動控制,江蘇大學(xué),第二章 機(jī)械液壓調(diào)