第四章汽輪機調(diào)節(jié)

1、 第四章第四章 汽輪機的調(diào)節(jié)汽輪機的調(diào)節(jié)v第一節(jié)第一節(jié) 汽輪機調(diào)節(jié)的任務(wù)與組成汽輪機調(diào)節(jié)的任務(wù)與組成v第二節(jié)第二節(jié) 典型國產(chǎn)調(diào)速系統(tǒng)簡介典型國產(chǎn)調(diào)速系統(tǒng)簡介v第三節(jié)第三節(jié) 汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性v第四節(jié)第四節(jié) 汽輪機液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)汽輪機液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)v第五節(jié)第五節(jié) 中間再熱機組的調(diào)節(jié)中間再熱機組的調(diào)節(jié)v第六節(jié)第六節(jié) 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的試驗與調(diào)整調(diào)節(jié)系統(tǒng)的試驗與調(diào)整v第七節(jié)第七節(jié) 汽輪機保護系統(tǒng)及主要裝置汽輪機保護系統(tǒng)及主要裝置v第八節(jié)第八節(jié) 汽輪機的供油系統(tǒng)汽輪機的供油系統(tǒng)v第九節(jié)第九節(jié) 數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 汽輪機調(diào)節(jié)的任務(wù)與組成汽輪

2、機調(diào)節(jié)的任務(wù)與組成v汽輪機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)汽輪機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)v運行對調(diào)速系統(tǒng)的要求運行對調(diào)速系統(tǒng)的要求v汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的基本原理汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的基本原理一一 汽輪機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)汽輪機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)v汽輪機為什么必需具備自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)？汽輪機為什么必需具備自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)？ 電能不能大量儲存，火電廠發(fā)出的電力必須隨時滿足用戶要求，電能不能大量儲存，火電廠發(fā)出的電力必須隨時滿足用戶要求，即在數(shù)量、質(zhì)量要求同時滿足用戶要求。即在數(shù)量、質(zhì)量要求同時滿足用戶要求。v數(shù)量要求數(shù)量要求：用戶對發(fā)電量的要求。這就是要求電力負荷根據(jù)用：用戶對發(fā)電量的要求。這就是要求電力負荷根據(jù)用戶要求來調(diào)整發(fā)電大小

3、，以滿足用戶要求。戶要求來調(diào)整發(fā)電大小，以滿足用戶要求。v供電質(zhì)量要求供電質(zhì)量要求：供電質(zhì)量就是指：供電質(zhì)量就是指頻率頻率和和電壓電壓。其中，電壓可以。其中，電壓可以通過變壓器解決。電網(wǎng)頻率則直接取決于汽輪機的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速通過變壓器解決。電網(wǎng)頻率則直接取決于汽輪機的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速高則頻率高，轉(zhuǎn)速低則頻率低。高則頻率高，轉(zhuǎn)速低則頻率低。 因此汽輪機必須具備調(diào)速系統(tǒng)，以保證汽輪發(fā)電機組根據(jù)用戶因此汽輪機必須具備調(diào)速系統(tǒng)，以保證汽輪發(fā)電機組根據(jù)用戶要求，供給所需電力，并保要求，供給所需電力，并保 證電網(wǎng)頻率穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)。證電網(wǎng)頻率穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)。v火電廠自身安全的需要火電廠自身安全的需要：汽輪發(fā)

4、電機組工作時，汽輪發(fā)電機組工作時， 轉(zhuǎn)子、葉轉(zhuǎn)子、葉輪、葉片等承受很大的離心力，而且離心力與轉(zhuǎn)速的平方成輪、葉片等承受很大的離心力，而且離心力與轉(zhuǎn)速的平方成正比。轉(zhuǎn)速增加，離心力將迅速增加。當轉(zhuǎn)速超過一定限度正比。轉(zhuǎn)速增加，離心力將迅速增加。當轉(zhuǎn)速超過一定限度時就會使部件破壞，出大事故。時就會使部件破壞，出大事故。v調(diào)速系統(tǒng)的任務(wù)：調(diào)速系統(tǒng)的任務(wù)：v滿足用戶足夠的電力（數(shù)量、質(zhì)量）；滿足用戶足夠的電力（數(shù)量、質(zhì)量）；v保證汽輪發(fā)電機組始終在額定轉(zhuǎn)速左右運行保證汽輪發(fā)電機組始終在額定轉(zhuǎn)速左右運行。 * * 除了調(diào)速系統(tǒng)之外，汽輪機組還必須具有除了調(diào)速系統(tǒng)之外，汽輪機組還必須具有保護系統(tǒng)保護系統(tǒng)（

5、超速保（超速保護、軸向位移保護等）。護、軸向位移保護等）。v汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子運動方程式：汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子運動方程式： 機組在工作時，作用在轉(zhuǎn)子上的力矩有三個：機組在工作時，作用在轉(zhuǎn)子上的力矩有三個：蒸汽主力矩、蒸汽主力矩、發(fā)電機反力矩、摩擦力矩發(fā)電機反力矩、摩擦力矩。在穩(wěn)定狀態(tài)下，三者的代數(shù)和為零：。在穩(wěn)定狀態(tài)下，三者的代數(shù)和為零： 通常，摩擦力矩很小，這樣一來，上式可寫成：通常，摩擦力矩很小，這樣一來，上式可寫成： （42） 機組運行時，只要蒸汽主力矩和發(fā)電機反力矩不平衡，就會產(chǎn)生機組運行時，只要蒸汽主力矩和發(fā)電機反力矩不平衡，就會產(chǎn)生角加速度。角加速度。v調(diào)速系統(tǒng)的功能：調(diào)速系統(tǒng)的功能：

6、蒸汽蒸汽主力矩主力矩和發(fā)電機和發(fā)電機反力矩反力矩隨轉(zhuǎn)速的變化如圖隨轉(zhuǎn)速的變化如圖4-1所示：所示：當轉(zhuǎn)速當轉(zhuǎn)速n增加時，蒸汽主力矩減小，發(fā)電機反力矩增加；當轉(zhuǎn)增加時，蒸汽主力矩減小，發(fā)電機反力矩增加；當轉(zhuǎn)速速n減小時，蒸汽主力矩增加，發(fā)電機反力矩減小。減小時，蒸汽主力矩增加，發(fā)電機反力矩減小。 A點是兩點是兩力矩力矩平衡狀態(tài)點平衡狀態(tài)點：曲線：曲線1、2之交點之交點。) 14.(.0fetMMM0etMMv 當當外界負荷減少外界負荷減少時，反力矩由時，反力矩由曲線曲線2變到曲線變到曲線2，而主力矩曲，而主力矩曲線線1不變。其工作點不變。其工作點 由由A移到移到B，機組轉(zhuǎn)速由（機組轉(zhuǎn)速由（自平衡

7、能力自平衡能力：當：當不考慮調(diào)速系統(tǒng)的功能作用下，不考慮調(diào)速系統(tǒng)的功能作用下，負荷變動時，機組能自動保持負荷變動時，機組能自動保持平衡狀態(tài)的能力）。平衡狀態(tài)的能力）。v當當調(diào)速系統(tǒng)動作調(diào)速系統(tǒng)動作，減小進汽量，減小進汽量，主力矩曲線由主力矩曲線由1 變?yōu)樽優(yōu)?，與反力，與反力矩曲線矩曲線2交于交于C點，點，機組轉(zhuǎn)速變機組轉(zhuǎn)速變?yōu)榻咏鼮榻咏＃?。圖圖4-1三三 汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的基本原理汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的基本原理 簡單的汽輪機自動調(diào)速系統(tǒng)（圖簡單的汽輪機自動調(diào)速系統(tǒng)（圖4-2）v主要部件主要部件：調(diào)速器，滑閥（錯油門），油動機，調(diào)節(jié)閥。：調(diào)速器，滑閥（錯油門），油動機，調(diào)節(jié)閥。v油路：油路：Po-

8、高壓油，高壓油，Pn-排油。排油。v工作原理工作原理：v 當外界負荷當外界負荷N減少減少，機組轉(zhuǎn)速，機組轉(zhuǎn)速n升高，調(diào)速器飛錘向外擴張，滑環(huán)升高，調(diào)速器飛錘向外擴張，滑環(huán)A上移，上移，杠桿杠桿ABC以以C點為支點帶動滑閥點為支點帶動滑閥B點上移，高壓油點上移，高壓油Po通過滑閥油口進入油通過滑閥油口進入油動機上油室，油動機下油室與排油動機上油室，油動機下油室與排油Pn相通，活塞下移，關(guān)小調(diào)節(jié)閥相通，活塞下移，關(guān)小調(diào)節(jié)閥5，減，減小進汽量，機組功率減小。同時，杠桿以小進汽量，機組功率減小。同時，杠桿以A點為支點帶動滑閥點為支點帶動滑閥B點下移，滑點下移，滑閥回中，切斷窗口，高壓油停止流動。調(diào)速系

9、統(tǒng)達到新的平衡狀態(tài)。閥回中，切斷窗口，高壓油停止流動。調(diào)速系統(tǒng)達到新的平衡狀態(tài)。1.當外界負荷當外界負荷N增加時，增加時，機組轉(zhuǎn)速機組轉(zhuǎn)速n下降，調(diào)速系統(tǒng)各部套調(diào)節(jié)過程相同，而下降，調(diào)速系統(tǒng)各部套調(diào)節(jié)過程相同，而動作方向相反。動作方向相反。圖4-2第二節(jié)第二節(jié) 典型國產(chǎn)調(diào)速系統(tǒng)簡介典型國產(chǎn)調(diào)速系統(tǒng)簡介v機械液壓調(diào)速系統(tǒng)機械液壓調(diào)速系統(tǒng)v徑向泵液壓調(diào)速系統(tǒng)徑向泵液壓調(diào)速系統(tǒng)v旋轉(zhuǎn)阻尼液壓調(diào)速系統(tǒng)（上汽）旋轉(zhuǎn)阻尼液壓調(diào)速系統(tǒng)（上汽）一一 機械液壓調(diào)速系統(tǒng)（哈爾濱汽輪機廠）機械液壓調(diào)速系統(tǒng)（哈爾濱汽輪機廠）v主要部件：主要部件：調(diào)速器（高速彈性調(diào)速器），隨動滑閥，調(diào)速器（高速彈性調(diào)速器），隨動滑閥，

10、 分配滑閥，同步器，油動機滑分配滑閥，同步器，油動機滑閥，油動機，反饋滑閥。閥，油動機，反饋滑閥。v油路：油路：高壓油高壓油Po，排油，排油Pb，控制油，控制油Px。v工作原理工作原理：v在任意在任意穩(wěn)定工況下穩(wěn)定工況下，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n一定，油動機滑閥在中間平衡位置，高壓油不流動。其一定，油動機滑閥在中間平衡位置，高壓油不流動。其余各部件都有相應(yīng)位置。余各部件都有相應(yīng)位置。v當外界負荷當外界負荷N減小減小，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n上升，調(diào)速器重塊向外擴張，擋油板右移，隨動滑閥右移。上升，調(diào)速器重塊向外擴張，擋油板右移，隨動滑閥右移。由于杠桿作用，使分配滑閥右移，油口由于杠桿作用，使分配滑閥右移，油口A開大，

11、泄油量增加，控制油壓開大，泄油量增加，控制油壓Px下降，滑下降，滑閥下移，打開閥下移，打開a、b油口，高壓油油口，高壓油Po進入油動機上油室，下油室與排油相通，活塞進入油動機上油室，下油室與排油相通，活塞在壓差作用下向下移動。關(guān)小調(diào)節(jié)閥，汽輪機功率減小。在壓差作用下向下移動。關(guān)小調(diào)節(jié)閥，汽輪機功率減小。 在油動機活塞下移的同時在油動機活塞下移的同時，由于斜板作用，反饋滑閥右移，開大反饋油口，由于斜板作用，反饋滑閥右移，開大反饋油口C, Px進進油量增加，油壓油量增加，油壓Px增加，滑閥上移回中，增加，滑閥上移回中， 切斷切斷a、b油口，高壓油不流動，油動機油口，高壓油不流動，油動機在某一位置，

12、使調(diào)速系統(tǒng)在某一位置，使調(diào)速系統(tǒng) 穩(wěn)定在一新的平衡位置。穩(wěn)定在一新的平衡位置。v當外界負荷當外界負荷N增加時增加時，機組轉(zhuǎn)速，機組轉(zhuǎn)速n下降，調(diào)速系統(tǒng)各部套調(diào)節(jié)過程相同，而調(diào)節(jié)方下降，調(diào)速系統(tǒng)各部套調(diào)節(jié)過程相同，而調(diào)節(jié)方 向相反。向相反。圖圖4-4二二 徑向泵液壓調(diào)速系統(tǒng)徑向泵液壓調(diào)速系統(tǒng)v主要部件：主要部件：徑向泵（調(diào)速器徑向泵（調(diào)速器 ），壓力變換器，滑閥，油動機），壓力變換器，滑閥，油動機,反饋油口，調(diào)節(jié)閥，同步器。反饋油口，調(diào)節(jié)閥，同步器。v油路：油路：高壓油高壓油Po，排油，排油Pb，控制油，控制油Px。v工作原理：工作原理： a，當外界負荷，當外界負荷N減小：減?。?b，當外界負荷

13、，當外界負荷N增加增加： 圖圖4-54-5三三 東方汽輪機廠汽輪機的調(diào)速系統(tǒng)東方汽輪機廠汽輪機的調(diào)速系統(tǒng)v主要部件主要部件：脈沖泵（調(diào)速器：脈沖泵（調(diào)速器 ），壓力變換器，滑閥，油動機，），壓力變換器，滑閥，油動機，反饋滑閥，調(diào)節(jié)閥，同步器。反饋滑閥，調(diào)節(jié)閥，同步器。v油路：油路：高壓油高壓油Po，排油，排油Pb，控制油壓，控制油壓Px1,Px2。v工作原理：工作原理： a，當外界負荷，當外界負荷N減小，減小，a,當外界負荷當外界負荷N增加時增加時圖46四四 旋轉(zhuǎn)阻尼液壓調(diào)速系統(tǒng)（上汽）旋轉(zhuǎn)阻尼液壓調(diào)速系統(tǒng)（上汽）v主要部件：主要部件：主油泵，旋轉(zhuǎn)阻尼（調(diào)速器主油泵，旋轉(zhuǎn)阻尼（調(diào)速器 ），放大

14、器，碟閥，），放大器，碟閥， 繼動器，滑閥，油動機，調(diào)節(jié)閥，同步器彈簧。繼動器，滑閥，油動機，調(diào)節(jié)閥，同步器彈簧。v油路油路：高壓油：高壓油Po，排油，排油Pb，一次油壓，一次油壓P1、二次油壓、二次油壓P2、v 三次油壓三次油壓P3（繼動油壓）。（繼動油壓）。v工作原理：工作原理： 當外界負荷當外界負荷N減小，減小，當外界負荷當外界負荷N增加：增加：圖圖4-74-7五五 改型后的旋轉(zhuǎn)阻尼液壓調(diào)速系統(tǒng)改型后的旋轉(zhuǎn)阻尼液壓調(diào)速系統(tǒng) 這里主要這里主要是放大器作是放大器作了改變。改了改變。改變前是，當變前是，當轉(zhuǎn)速升高時轉(zhuǎn)速升高時P1和和P2都升都升高；而改變高；而改變后是，當轉(zhuǎn)后是，當轉(zhuǎn)速升高時速

15、升高時P1升高而升高而P2、P3都下降都下降。圖48第三節(jié)第三節(jié) 汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性 v汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性v汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性一一 汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性v四方圖四方圖v速度變動率速度變動率v遲緩率遲緩率v靜態(tài)特性曲線的平移靜態(tài)特性曲線的平移( (同步器同步器) )v四方圖四方圖 汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線是由轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)、中間放大汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線是由轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)、中間放大機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)的靜態(tài)特性曲線所組成，如圖機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)的靜態(tài)特性曲線所組成

16、，如圖4-36、 圖圖4-37所示。其中，將調(diào)速器、中間放大機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)的靜態(tài)特所示。其中，將調(diào)速器、中間放大機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)的靜態(tài)特性曲線分別畫在直角坐標系的性曲線分別畫在直角坐標系的第二第二、三、四象限三、四象限，將，將調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線畫在直角坐標系的的靜態(tài)特性曲線畫在直角坐標系的第一象限第一象限，組成，組成四象限圖四象限圖。圖4-36圖4-37v 速度變動率（不等率）速度變動率（不等率）v定義定義：在穩(wěn)定工況下，汽輪機的功率由滿負荷減到零負荷時，：在穩(wěn)定工況下，汽輪機的功率由滿負荷減到零負荷時，其轉(zhuǎn)速其轉(zhuǎn)速 的改變量的改變量 n與額定轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速no（或者最高與最低轉(zhuǎn)速的

17、平（或者最高與最低轉(zhuǎn)速的平均值）之均值）之 比的百分數(shù)稱為比的百分數(shù)稱為速度變動率（速度變動率（圖圖4-38 ），用，用 表示：表示： （4-25） * 單機運行的機組單機運行的機組，由一臺機組向用戶供電，機組負荷等于用戶，由一臺機組向用戶供電，機組負荷等于用戶 消耗量，這樣，當功率變化時，轉(zhuǎn)速也要變化（圖消耗量，這樣，當功率變化時，轉(zhuǎn)速也要變化（圖4-39 ）。）。 * 并列運行的機組并列運行的機組，網(wǎng)內(nèi)所有機組同時向電網(wǎng)送電，再由電網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)所有機組同時向電網(wǎng)送電，再由電網(wǎng)向向 用戶供電。用戶供電。%100*)(21%100*minmaxminmax0maxnnnnnn圖4-38圖4-39并

18、列運行的機組，網(wǎng)內(nèi)頻率相同，所有機組轉(zhuǎn)速一并列運行的機組，網(wǎng)內(nèi)頻率相同，所有機組轉(zhuǎn)速一樣，機組總功率正好等于用戶總耗電量。當外界負荷變動而引樣，機組總功率正好等于用戶總耗電量。當外界負荷變動而引起電網(wǎng)頻率變化時，網(wǎng)內(nèi)各機組調(diào)速系統(tǒng)同時動作，自動增減起電網(wǎng)頻率變化時，網(wǎng)內(nèi)各機組調(diào)速系統(tǒng)同時動作，自動增減負荷，以適應(yīng)外界負荷變動的要求。負荷，以適應(yīng)外界負荷變動的要求。這種由調(diào)速系統(tǒng)隨電網(wǎng)周這種由調(diào)速系統(tǒng)隨電網(wǎng)周波變化波變化,自動控制機組負荷增減，以保證電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的方式，自動控制機組負荷增減，以保證電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的方式，稱為一次調(diào)頻。稱為一次調(diào)頻。如圖如圖4-40所示。所示。 圖4-40： 如圖如圖

19、4-40所示，兩臺機組并列運行，其速度變動率分別所示，兩臺機組并列運行，其速度變動率分別為為 、 ，額定功率分別為，額定功率分別為 、 。當電網(wǎng)頻率變化時，二者。當電網(wǎng)頻率變化時，二者轉(zhuǎn)速變化值相同（轉(zhuǎn)速變化值相同（ n）。這樣：）。這樣： 上式表明，上式表明，并列運行的機組，在一次調(diào)頻時，機組功率變化的相對并列運行的機組，在一次調(diào)頻時，機組功率變化的相對值與其速度變動率成反比值與其速度變動率成反比。即速度變動率。即速度變動率 大的機組，功率變大的機組，功率變化??；速度變動率化小；速度變動率 小的機組，功率變化大。小的機組，功率變化大。122N1N)264.(./.).(.2.11221222

20、011102202max022max21101max011max1NNNNnnNNnnNnNnnNnNnNnNnNnnNnNnNn則有：，：對于機；，：對于機（1）對于）對于承擔基本負荷承擔基本負荷的機組，希望運行穩(wěn)定，速度變動率的機組，希望運行穩(wěn)定，速度變動率 應(yīng)取應(yīng)取大一些，一般為大一些，一般為(46)%；（2）對于）對于承擔尖峰負荷承擔尖峰負荷的機組，希望增強對負荷的適應(yīng)性，速度的機組，希望增強對負荷的適應(yīng)性，速度變動率變動率 應(yīng)取小一些，一應(yīng)取小一些，一 般為般為(34)%。（3）為了保證機組在甩負荷時，其超速保護裝置不動作，對速度）為了保證機組在甩負荷時，其超速保護裝置不動作，對速度

21、變動率變動率 有一定的要求：有一定的要求： 從從靜態(tài)曲線靜態(tài)曲線上來看，機組功率由滿負上來看，機組功率由滿負荷變?yōu)榱阖摵蓵r，其轉(zhuǎn)速將由額定轉(zhuǎn)速荷變?yōu)榱阖摵蓵r，其轉(zhuǎn)速將由額定轉(zhuǎn)速no上升為（上升為（1+ )no；但從但從動態(tài)曲線動態(tài)曲線上來看，機組功率由滿負荷變?yōu)榱阖摵蓵r，其轉(zhuǎn)上來看，機組功率由滿負荷變?yōu)榱阖摵蓵r，其轉(zhuǎn)速將由額定轉(zhuǎn)速速將由額定轉(zhuǎn)速no上升為（上升為（1+1.5 )no。所以，。所以， 上限為上限為6%。：實際上，調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線為一實際上，調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線為一曲線，在不同的功率下曲線，在不同的功率下 有不同的速度變動率，即局部速度變動有不同的速度變動率，即局部速度變動

22、率率 。這樣，在電網(wǎng)頻率。這樣，在電網(wǎng)頻率 變動時，各機組的功率變化取決于工變動時，各機組的功率變化取決于工作點的局部速度變動率作點的局部速度變動率 ，而不是系統(tǒng)總速度變動率，而不是系統(tǒng)總速度變動率 。v遲緩率遲緩率 v遲緩現(xiàn)象遲緩現(xiàn)象：如下圖，當外界負荷下降而轉(zhuǎn)速上升時，機組功率并不馬上降低。而是：如下圖，當外界負荷下降而轉(zhuǎn)速上升時，機組功率并不馬上降低。而是當轉(zhuǎn)速上升到一定程度時，功率才開始下降當轉(zhuǎn)速上升到一定程度時，功率才開始下降.同樣同樣,當外界負荷上升當外界負荷上升,機組轉(zhuǎn)速下降時，機組轉(zhuǎn)速下降時，機組功率并不馬上增加，而是當機組功率并不馬上增加，而是當 轉(zhuǎn)速降低到一定時，功率才開始

23、上升。這就是說，轉(zhuǎn)速降低到一定時，功率才開始上升。這就是說，機組在同一功率下有不同的轉(zhuǎn)速，或者說在同一轉(zhuǎn)速下有不同的功率機組在同一功率下有不同的轉(zhuǎn)速，或者說在同一轉(zhuǎn)速下有不同的功率。 這就是調(diào)速這就是調(diào)速系統(tǒng)的遲緩現(xiàn)象。系統(tǒng)的遲緩現(xiàn)象。 圖442v產(chǎn)生遲緩的原因產(chǎn)生遲緩的原因：調(diào)速系統(tǒng)的各部件存在著摩擦、鉸練間隙、：調(diào)速系統(tǒng)的各部件存在著摩擦、鉸練間隙、滑閥重疊度。這樣，各部件的靜態(tài)特性曲線就不是一條線，而滑閥重疊度。這樣，各部件的靜態(tài)特性曲線就不是一條線，而是一個帶狀區(qū)域。因此，當電網(wǎng)頻率變化時，機組功率并不馬是一個帶狀區(qū)域。因此，當電網(wǎng)頻率變化時，機組功率并不馬上變動而是有一段遲緩。通常用

24、遲緩率上變動而是有一段遲緩。通常用遲緩率 （不靈敏度）來表示（不靈敏度）來表示這種遲緩程度的大小。這種遲緩程度的大小。v遲緩率遲緩率 ：同負荷條件下的最大轉(zhuǎn)速變動（：同負荷條件下的最大轉(zhuǎn)速變動（ - ）與額定轉(zhuǎn)速）與額定轉(zhuǎn)速 之比，即之比，即 （4-42）v機組最大負荷擺動機組最大負荷擺動 N N 從圖從圖4-42中的三角形相似就可以看出：中的三角形相似就可以看出：由于遲緩的存在，機組可能發(fā)生的最大負荷擺動為由于遲緩的存在，機組可能發(fā)生的最大負荷擺動為 N。1n2n0n%100*012nnn NNnnNN00v遲緩率遲緩率 的大小的大?。赫{(diào)速系統(tǒng)的遲緩率為各部件遲緩率的累積。：調(diào)速系統(tǒng)的遲緩率

25、為各部件遲緩率的累積。為了減小負荷擺動，一般要求為了減小負荷擺動，一般要求 不大于不大于0.5%，最好，最好 不大于不大于0.3%。要減小遲緩率，則應(yīng)在各元件的設(shè)計、制造、安裝和運。要減小遲緩率，則應(yīng)在各元件的設(shè)計、制造、安裝和運行個方面予以減小。行個方面予以減小。v靜態(tài)特性曲線的平移靜態(tài)特性曲線的平移( (同步器同步器) )v同步器的作用同步器的作用 單機運行的機組，單機運行的機組，當功率由當功率由 上升到上升到 時，轉(zhuǎn)速（頻率）時，轉(zhuǎn)速（頻率） 將由將由 降為降為 ，這樣，就不能滿足供電質(zhì)量的要求。，這樣，就不能滿足供電質(zhì)量的要求。 而同而同步器則可以平移調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特步器則可以平移調(diào)速

26、系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線（即用同步器改變機組的進性曲線（即用同步器改變機組的進汽量），使機組的轉(zhuǎn)速不變（汽量），使機組的轉(zhuǎn)速不變（ ），），如圖如圖4-43所示。所示。2n1n1n2N1N圖4-43 并列運行的機組并列運行的機組，可以用同步器調(diào)整網(wǎng)內(nèi)各機組的負荷，使，可以用同步器調(diào)整網(wǎng)內(nèi)各機組的負荷，使之按給定負荷運行，調(diào)整電網(wǎng)頻率，以維持電網(wǎng)穩(wěn)定在額定范圍之按給定負荷運行，調(diào)整電網(wǎng)頻率，以維持電網(wǎng)穩(wěn)定在額定范圍之內(nèi)。這種用同步器調(diào)頻的方式稱為之內(nèi)。這種用同步器調(diào)頻的方式稱為“二次調(diào)頻二次調(diào)頻”。如圖。如圖4-44a有兩臺并列運行的機組有兩臺并列運行的機組 ， 功率分別為功率分別為 、 。可以用同步

27、?？梢杂猛狡髟黾悠髟黾?N給給1 號機，而使二號機減少號機，而使二號機減少 N，而使總的功率不變，而使總的功率不變，轉(zhuǎn)速（頻率）不變。轉(zhuǎn)速（頻率）不變。 機組啟動時，可以用同步器改變進汽量以增加轉(zhuǎn)速，使之機組啟動時，可以用同步器改變進汽量以增加轉(zhuǎn)速，使之從從0轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速 -同步。同步。2N1N0n圖圖4-444-44v平移調(diào)速器的靜態(tài)特性曲線平移調(diào)速器的靜態(tài)特性曲線 如圖如圖4-45a，調(diào)速器飛錘離心力與，調(diào)速器飛錘離心力與a、b彈簧的彈力相平衡。當轉(zhuǎn)速不變彈簧的彈力相平衡。當轉(zhuǎn)速不變時，可以改變時，可以改變b彈簧的預(yù)緊力而改變調(diào)速器滑環(huán)的位置彈簧的預(yù)緊力而改變調(diào)速

28、器滑環(huán)的位置A，使調(diào)節(jié)閥開度改，使調(diào)節(jié)閥開度改變。相反，當轉(zhuǎn)速增加或者減少時，可以用同步器使調(diào)速器滑環(huán)位置變。相反，當轉(zhuǎn)速增加或者減少時，可以用同步器使調(diào)速器滑環(huán)位置A不不變。這就是說，同步器可以上下平移調(diào)速器的靜態(tài)特性曲線（變。這就是說，同步器可以上下平移調(diào)速器的靜態(tài)特性曲線（圖圖4-45b）。）。圖圖4-454-45v平移放大機構(gòu)的靜態(tài)特性曲線平移放大機構(gòu)的靜態(tài)特性曲線 如圖如圖4-47是高速彈性調(diào)速汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)。當轉(zhuǎn)速一定時，是高速彈性調(diào)速汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)。當轉(zhuǎn)速一定時，隨動滑閥位置一定。當用同步器通過杠桿改變調(diào)速器滑閥位置隨動滑閥位置一定。當用同步器通過杠桿改變調(diào)速器滑閥位置時，改變了油口開度

29、，使控制油壓改變，油動機位置變化，即時，改變了油口開度，使控制油壓改變，油動機位置變化，即 用同步器平移放大機構(gòu)的靜態(tài)特性曲線（用同步器平移放大機構(gòu)的靜態(tài)特性曲線（圖圖4-47b）。）。圖圖4-474-47v同步器的工作范圍同步器的工作范圍 為了滿足在額定參數(shù)、額定轉(zhuǎn)速下機組能從滿負荷到為了滿足在額定參數(shù)、額定轉(zhuǎn)速下機組能從滿負荷到0負荷負荷穩(wěn)定運行，同步器的工作范圍至少是等于大于調(diào)速系統(tǒng)所控制穩(wěn)定運行，同步器的工作范圍至少是等于大于調(diào)速系統(tǒng)所控制的轉(zhuǎn)速范圍。的轉(zhuǎn)速范圍。 a上限位置上限位置：應(yīng)能保證在電網(wǎng)頻率升高、初參數(shù)偏低而背壓升：應(yīng)能保證在電網(wǎng)頻率升高、初參數(shù)偏低而背壓升高時，能使機組帶

30、滿負荷；高時，能使機組帶滿負荷； b下限位置下限位置：應(yīng)能保證在電網(wǎng)頻率：應(yīng)能保證在電網(wǎng)頻率下降、初參數(shù)上升而背壓下降時，能下降、初參數(shù)上升而背壓下降時，能使機組減負荷到零。如使機組減負荷到零。如圖圖4-49所示所示。圖圖4-494-49v靜態(tài)特性曲線的合理形狀靜態(tài)特性曲線的合理形狀v帶不同負荷的機組對速度變動率帶不同負荷的機組對速度變動率 的要求：的要求： a帶基本負荷的機組帶基本負荷的機組，要求負荷穩(wěn)定，則速度變動率，要求負荷穩(wěn)定，則速度變動率 大一些好；大一些好； b帶尖峰負荷的機組帶尖峰負荷的機組，要求負荷適應(yīng)性好，速度變動率，要求負荷適應(yīng)性好，速度變動率 小一些小一些 。v調(diào)速系統(tǒng)動

31、態(tài)特性對速度變動率調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)特性對速度變動率 的要求：的要求： 速度變動率速度變動率 大，則機組甩負荷后的大，則機組甩負荷后的轉(zhuǎn)速飛升轉(zhuǎn)速飛升大，容易超速，大，容易超速，則要求則要求 速度變動率速度變動率 =（ 45)%。但速度變動率。但速度變動率 大，調(diào)速大，調(diào)速 系統(tǒng)系統(tǒng)穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好；速度變動率；速度變動率 小，調(diào)速系統(tǒng)小，調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性差穩(wěn)定性差，則要求速，則要求速度變動率度變動率 不小于不小于3%。v靜態(tài)特性曲線的合理形狀靜態(tài)特性曲線的合理形狀( (圖圖4-50)4-50)：v在在0負荷附近負荷附近（10%No10%No），局部速度變動率），局部速度變動率 要求大一些，以便要求大

32、一些，以便于機組并網(wǎng)；于機組并網(wǎng)；v在額定負荷附近在額定負荷附近，局部速度變動率，局部速度變動率 也要求大一些，為的是使也要求大一些，為的是使機組在經(jīng)濟負荷下機組在經(jīng)濟負荷下 穩(wěn)定運行，提高效率；穩(wěn)定運行，提高效率；v在中間應(yīng)較平滑在中間應(yīng)較平滑，但不允許有平直段，以免負荷不穩(wěn)定。，但不允許有平直段，以免負荷不穩(wěn)定。v調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性試驗（略）調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性試驗（略）v調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性的調(diào)整（略）調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性的調(diào)整（略）圖4-50v動態(tài)特性基本概念動態(tài)特性基本概念v靜態(tài)特性，靜態(tài)特性，是指汽輪機穩(wěn)定工況下的特性（是指汽輪機穩(wěn)定工況下的特性（n-N)，不涉及兩，不涉及兩個穩(wěn)定工況之間的過渡

33、過程；個穩(wěn)定工況之間的過渡過程；v 動態(tài)特性，動態(tài)特性，是研究調(diào)速系統(tǒng)從一個穩(wěn)定工況過渡到另一個穩(wěn)定是研究調(diào)速系統(tǒng)從一個穩(wěn)定工況過渡到另一個穩(wěn)定工況的過渡過程。動態(tài)特性是指過渡過程中，機組的功率、轉(zhuǎn)工況的過渡過程。動態(tài)特性是指過渡過程中，機組的功率、轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)閥開度等參數(shù)隨時間的變化規(guī)律。速、調(diào)節(jié)閥開度等參數(shù)隨時間的變化規(guī)律。 v調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)過程曲線調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)過程曲線 圖圖4-63v 發(fā)電機突然甩全負荷的功率曲線發(fā)電機突然甩全負荷的功率曲線，自時間，自時間 后，后， 功率功率 為為零；零； 0tnP二二 調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)過程調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)過程圖463v剛甩負荷時剛甩負荷時，轉(zhuǎn)速沒有突然升高

34、。在，轉(zhuǎn)速沒有突然升高。在 之后，由于之后，由于遲緩的存遲緩的存在在，調(diào)節(jié)閥仍，調(diào)節(jié)閥仍 在進汽，而發(fā)電機負荷為在進汽，而發(fā)電機負荷為0 0。因此，這時候進入。因此，這時候進入的蒸汽全部用于汽輪機升速，轉(zhuǎn)速升的蒸汽全部用于汽輪機升速，轉(zhuǎn)速升 高，調(diào)速系統(tǒng)開始動作，高，調(diào)速系統(tǒng)開始動作，調(diào)節(jié)閥逐漸關(guān)小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加率減慢。當調(diào)節(jié)閥關(guān)到空負荷調(diào)節(jié)閥逐漸關(guān)小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加率減慢。當調(diào)節(jié)閥關(guān)到空負荷位置時，轉(zhuǎn)速升高到新的位置（空負荷轉(zhuǎn)速）位置時，轉(zhuǎn)速升高到新的位置（空負荷轉(zhuǎn)速） = = (1+(1+ ) ) ；v 當機組甩負荷時當機組甩負荷時，由于遲緩較大，動作較慢，當轉(zhuǎn)速升高到，由于遲緩較大，動作較

35、慢，當轉(zhuǎn)速升高到nn時，調(diào)節(jié)閥還未關(guān)小到空負荷位置，轉(zhuǎn)速要超過時，調(diào)節(jié)閥還未關(guān)小到空負荷位置，轉(zhuǎn)速要超過nn。當調(diào)節(jié)。當調(diào)節(jié)閥關(guān)到空負荷位置時，由于慣性的存在，轉(zhuǎn)速上升到峰值。其閥關(guān)到空負荷位置時，由于慣性的存在，轉(zhuǎn)速上升到峰值。其高出空負荷轉(zhuǎn)速的部分稱為高出空負荷轉(zhuǎn)速的部分稱為動態(tài)超調(diào)量動態(tài)超調(diào)量（ n n）。此時，調(diào)節(jié)閥）。此時，調(diào)節(jié)閥要繼續(xù)關(guān)到空負荷以下位置時，轉(zhuǎn)子才停止加速。當調(diào)節(jié)閥反要繼續(xù)關(guān)到空負荷以下位置時，轉(zhuǎn)子才停止加速。當調(diào)節(jié)閥反方向開大到空負荷方向開大到空負荷 位置時，轉(zhuǎn)速才慢慢地停留在空負荷轉(zhuǎn)速。位置時，轉(zhuǎn)速才慢慢地停留在空負荷轉(zhuǎn)速。0t0n nv 由于慣性的存在由于慣性的

36、存在，轉(zhuǎn)速不會一下子停留在空負荷轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速不會一下子停留在空負荷轉(zhuǎn)速n，而，而會低于會低于n；調(diào)節(jié)閥反而要高于；調(diào)節(jié)閥反而要高于mo。調(diào)速系統(tǒng)反復(fù)動作幾次，。調(diào)速系統(tǒng)反復(fù)動作幾次，最后衰減到平衡位置轉(zhuǎn)速。最后衰減到平衡位置轉(zhuǎn)速。 以上三種情況，當機組甩負荷后，調(diào)速系統(tǒng)最后可以使轉(zhuǎn)速過以上三種情況，當機組甩負荷后，調(diào)速系統(tǒng)最后可以使轉(zhuǎn)速過渡到空負荷轉(zhuǎn)速渡到空負荷轉(zhuǎn)速n。這種系統(tǒng)是穩(wěn)定系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是穩(wěn)定系統(tǒng)。v如果設(shè)計、檢修、調(diào)試不好，則會產(chǎn)生圖如果設(shè)計、檢修、調(diào)試不好，則會產(chǎn)生圖4-63e所示三種情所示三種情況況： * 曲線曲線1，一直振蕩，不會衰減，不會穩(wěn)定。，一直振蕩，不會衰減，不會穩(wěn)定。

37、 * 曲線曲線2，擺動越來越大，直到超過允許值。擺動越來越大，直到超過允許值。 * 曲線曲線3，機組甩負荷后直到危急保安器動作轉(zhuǎn)速。，機組甩負荷后直到危急保安器動作轉(zhuǎn)速。 這三種系統(tǒng)都是這三種系統(tǒng)都是不穩(wěn)定系統(tǒng)不穩(wěn)定系統(tǒng)，不穩(wěn)定系統(tǒng)是不可以采用的。，不穩(wěn)定系統(tǒng)是不可以采用的。第四節(jié)第四節(jié) 汽輪機液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)汽輪機液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)v轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)v中間放大器中間放大器v油動機油動機v配汽機構(gòu)配汽機構(gòu)一一 轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)轉(zhuǎn)速感受機構(gòu)v高速彈性調(diào)速器高速彈性調(diào)速器v液壓式轉(zhuǎn)速感受元件液壓式轉(zhuǎn)速感受元件v旋轉(zhuǎn)阻尼旋轉(zhuǎn)阻尼 調(diào)速器的作用就是將一個物調(diào)速器的作用就是將一個物理量（轉(zhuǎn)速）轉(zhuǎn)換為另一個物理

38、理量（轉(zhuǎn)速）轉(zhuǎn)換為另一個物理量（位移、油壓），并作為下一量（位移、油壓），并作為下一個調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的輸入。個調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的輸入。v機械式轉(zhuǎn)速感受元件（高速彈性機械式轉(zhuǎn)速感受元件（高速彈性調(diào)速器）調(diào)速器）圖圖4-10為高速彈性調(diào)速為高速彈性調(diào)速器示意圖。器示意圖。1.1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：重塊，彈簧片，彈簧，擋重塊，彈簧片，彈簧，擋油板，限位器。油板，限位器。圖4-10v優(yōu)點優(yōu)點：沒有摩擦元件，靈敏度高，能全速調(diào)節(jié)。沒有摩擦元件，靈敏度高，能全速調(diào)節(jié)。v工作原理工作原理：調(diào)速器工作時，重塊的離心力與彈簧力相平衡。調(diào)速器工作時，重塊的離心力與彈簧力相平衡。當轉(zhuǎn)速變化時，引起重塊離心力變化，使彈簧伸長或縮短。當轉(zhuǎn)速

39、變化時，引起重塊離心力變化，使彈簧伸長或縮短。同時使彈簧片變形，即使擋油板同時使彈簧片變形，即使擋油板1產(chǎn)生相對位移。擋油板產(chǎn)生相對位移。擋油板1位位移，會引起隨動滑閥排油面積變化，將轉(zhuǎn)速變化信號輸送給移，會引起隨動滑閥排油面積變化，將轉(zhuǎn)速變化信號輸送給傳動放大機構(gòu)，完成物理量測量與轉(zhuǎn)換任務(wù)。傳動放大機構(gòu)，完成物理量測量與轉(zhuǎn)換任務(wù)。v調(diào)速器的靜態(tài)特性調(diào)速器的靜態(tài)特性：機組轉(zhuǎn)速機組轉(zhuǎn)速n與調(diào)速器產(chǎn)生的信號（位移或油壓）與調(diào)速器產(chǎn)生的信號（位移或油壓）的關(guān)系。對于高速彈性調(diào)速器來說，的關(guān)系。對于高速彈性調(diào)速器來說，就是機組就是機組轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n與調(diào)速器與調(diào)速器擋油板位擋油板位移移的關(guān)系（圖的關(guān)系（圖4

40、-11）。）。 圖4-11v液壓式轉(zhuǎn)速感受元件液壓式轉(zhuǎn)速感受元件 特點：特點： 結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，靈敏度高。液壓式轉(zhuǎn)速感受元件有兩種：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，靈敏度高。液壓式轉(zhuǎn)速感受元件有兩種：徑向泵（或稱脈沖泵、信號泵、贊孔泵），旋轉(zhuǎn)阻尼。徑向泵（或稱脈沖泵、信號泵、贊孔泵），旋轉(zhuǎn)阻尼。v徑向泵徑向泵v 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：在輪體上贊有十個徑向孔。圖在輪體上贊有十個徑向孔。圖4-124-12為徑向泵示意圖，由徑向泵、為徑向泵示意圖，由徑向泵、 壓力變換器、活塞、穩(wěn)壓網(wǎng)，節(jié)流孔等組成。壓力變換器、活塞、穩(wěn)壓網(wǎng)，節(jié)流孔等組成。 工作原理：工作原理： 徑向泵進出口油壓分別接在壓徑向泵進出口油壓分別接在壓力變換

41、器活塞上下油室，當轉(zhuǎn)速變力變換器活塞上下油室，當轉(zhuǎn)速變化引起油壓變化時，使壓力變換器化引起油壓變化時，使壓力變換器活塞上下移動，開大（或關(guān)?。┛鼗钊舷乱苿?，開大（或關(guān)小）控制油壓制油壓Px的泄油量，使控制油的泄油量，使控制油 壓壓Px發(fā)生變化。即把轉(zhuǎn)速變化信號轉(zhuǎn)發(fā)生變化。即把轉(zhuǎn)速變化信號轉(zhuǎn)換為油壓變化信號。換為油壓變化信號。圖4-12v 油壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系油壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系： 當轉(zhuǎn)速由當轉(zhuǎn)速由 上升為上升為 時，工作點有時，工作點有1升升為為2點（圖點（圖4-13），油泵進出口油壓差的變化率與轉(zhuǎn)速的變化），油泵進出口油壓差的變化率與轉(zhuǎn)速的變化率率 關(guān)系為：關(guān)系為： (413）其中，其中，A-阻力

42、特性；阻力特性； 、 分別為轉(zhuǎn)速為分別為轉(zhuǎn)速為 、 時的油泵出口壓力；時的油泵出口壓力； -為油泵進口壓力。為油泵進口壓力。 （4-6）式表明：）式表明：當轉(zhuǎn)速變化不大時，油泵進出口油壓差的變當轉(zhuǎn)速變化不大時，油泵進出口油壓差的變化率與轉(zhuǎn)速的變化率化率與轉(zhuǎn)速的變化率 成線性關(guān)系成線性關(guān)系。1n2n1n2n21p22p1p121112122nnAnnAnPPPv旋轉(zhuǎn)阻尼旋轉(zhuǎn)阻尼（圖（圖4-144-14）v結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：主油泵，旋轉(zhuǎn)阻尼，節(jié)流閥（針形閥），阻尼管。主油泵，旋轉(zhuǎn)阻尼，節(jié)流閥（針形閥），阻尼管。 v工作原理工作原理： 從主油泵來的壓力油經(jīng)針形閥節(jié)流后進入旋轉(zhuǎn)阻尼從主油泵來的壓力油經(jīng)針形閥節(jié)

43、流后進入旋轉(zhuǎn)阻尼 外油外油室，再經(jīng)阻尼管由外向內(nèi)徑流動并排出。油室中的油壓室，再經(jīng)阻尼管由外向內(nèi)徑流動并排出。油室中的油壓P1是阻尼管中的油是阻尼管中的油柱旋轉(zhuǎn)離心力而產(chǎn)生的。當轉(zhuǎn)速變化時，油柱的離心力也在發(fā)生變化，使柱旋轉(zhuǎn)離心力而產(chǎn)生的。當轉(zhuǎn)速變化時，油柱的離心力也在發(fā)生變化，使瀉油量變化，就使得一次油壓瀉油量變化，就使得一次油壓P1變化。變化。v 油壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系：油壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系： 旋轉(zhuǎn)阻尼工作時，油柱的旋轉(zhuǎn)阻尼工作時，油柱的離心力與油壓力相平衡，油壓離心力與油壓力相平衡，油壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比，油壓變與轉(zhuǎn)速的平方成正比，油壓變化的相對值與轉(zhuǎn)速變化的相對化的相對值與轉(zhuǎn)速變化的相對值成正比

44、。值成正比。圖4-14二二 中間放大器中間放大器v隨動滑閥放大器隨動滑閥放大器v具有波紋管放大器的中間放大器具有波紋管放大器的中間放大器v壓力變換器（略）壓力變換器（略）v 隨動滑閥放大器隨動滑閥放大器v結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：如圖4-23 所示；v工作原理工作原理：v壓力油 經(jīng)孔板 首先進入活塞左油室，形成一次油壓 ，再經(jīng)孔板 進入活塞右油室，形成二次油壓 ，最后從間隙 f 排出。v隨動滑閥力平衡：v當擋油板右移時，間隙 增大為 ，排油量增大，活塞右油室油壓 降低，則活塞右移。同時，間隙 減小為 ， 升高，活塞停止 移動。v當擋油板左移時，調(diào)節(jié)動作相同而方向相反。0p1p1a2p2a1y0y2211ApA

45、p1y0y2p圖4-232pv 靜態(tài)特性：靜態(tài)特性： 活塞位移量（活塞位移量（ y )等于擋油板位移量（等于擋油板位移量（ x)，即，即 x = y (4-16) 通常，隨動滑閥左右面積比為：通常，隨動滑閥左右面積比為：A2 / A1 = 2 ，故，故 P2 / P1 = 1 / 2v隨動滑閥的時間常數(shù)隨動滑閥的時間常數(shù) 隨動滑閥的時間常數(shù)隨動滑閥的時間常數(shù) 為滑閥走完最大行程為滑閥走完最大行程 所需要的時間。所需要的時間。即在噴油嘴最大出油條件下，流出隨動滑閥掃過容積所需要的即在噴油嘴最大出油條件下，流出隨動滑閥掃過容積所需要的時間。時間。 其中，其中，d-噴油嘴直徑；噴油嘴直徑； Y-活塞

46、位移；活塞位移； x-擋油板位移。擋油板位移。 通常，通常， = 0.010.03 S。)174.(.2)164(2222maxmax2maxPdATPxdYAQVTmm代入，則有，將式mTmTmaxYmTv具有波紋管放大器的中間放大器具有波紋管放大器的中間放大器v結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：同步器，波紋管碟閥，彈簧，二次油壓同步器，波紋管碟閥，彈簧，二次油壓 室。室。v 油路：一次油壓油路：一次油壓 進入波紋管下油室，壓力油進入波紋管下油室，壓力油 經(jīng)節(jié)流孔板進入二次油壓經(jīng)節(jié)流孔板進入二次油壓 室，再經(jīng)碟閥控制的油口室，再經(jīng)碟閥控制的油口A排出。排出。v力平衡：在放大器碟閥上作用有力：力平衡：在放大器碟閥上作

47、用有力： 、 、彈簧力、波紋管彈力。四個力、彈簧力、波紋管彈力。四個力保持平衡，油口保持平衡，油口A有一定開度。有一定開度。v 工作原理工作原理：v當轉(zhuǎn)速當轉(zhuǎn)速n升高升高，一次油壓，一次油壓 升高，碟閥升高，碟閥v 上移，上移，A關(guān)小，二次油壓關(guān)小，二次油壓 升高。使繼升高。使繼v 動器向下移動。動器向下移動。v當轉(zhuǎn)速當轉(zhuǎn)速n降低降低，一次油壓，一次油壓 下降，下降，. 動作方向與上相反。動作方向與上相反。圖4-241p0p2p1p2p2p2p1p1pv （圖（圖4-25 4-25 ）：）：v 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：主同步器，主同步器，杠桿，波紋管，碟閥。主同步器，主同步器，杠桿，波紋管，碟閥。v油路油

48、路：一次油壓：一次油壓 進入波紋管下油室，二次油壓進入波紋管下油室，二次油壓 從油口從油口A排出。排出。v 力平衡力平衡： 、 、主同步器彈簧力、主同步器彈簧力，四個力在杠桿上保持、主同步器彈簧力、主同步器彈簧力，四個力在杠桿上保持平衡，油口平衡，油口A有一定開度。有一定開度。v 工作原理：工作原理：v當轉(zhuǎn)速當轉(zhuǎn)速n升高升高，一次油壓，一次油壓 升高，升高，杠桿力平衡破壞而逆時針轉(zhuǎn)動，油杠桿力平衡破壞而逆時針轉(zhuǎn)動，油口口A開大，二次油壓開大，二次油壓 下降。下降。v當轉(zhuǎn)速當轉(zhuǎn)速n下降下降，一次油壓，一次油壓 下降，下降， 杠桿力平衡破壞而順時針轉(zhuǎn)動，杠桿力平衡破壞而順時針轉(zhuǎn)動， 油口油口A關(guān)小

49、，二次油壓關(guān)小，二次油壓 升高。升高。 通常，放大倍數(shù)通常，放大倍數(shù) / = 5。1p2p2p2p2p1p1p1p2p圖4-25三三 油動機油動機v斷流式滑閥油動機機構(gòu)斷流式滑閥油動機機構(gòu)v節(jié)流式滑閥油動機機構(gòu)節(jié)流式滑閥油動機機構(gòu) 調(diào)速器位移產(chǎn)生的作用力是很小的，調(diào)速器位移產(chǎn)生的作用力是很小的，不足以開啟、關(guān)閉調(diào)節(jié)閥門。因此，必不足以開啟、關(guān)閉調(diào)節(jié)閥門。因此，必需設(shè)置中間放大機構(gòu)，將調(diào)速器位移需設(shè)置中間放大機構(gòu)，將調(diào)速器位移（油壓）信號加以放大、傳遞和轉(zhuǎn)換。（油壓）信號加以放大、傳遞和轉(zhuǎn)換。液壓式傳動放大機構(gòu)有兩類：即液壓式傳動放大機構(gòu)有兩類：即斷流式斷流式滑閥油動機機構(gòu)滑閥油動機機構(gòu)和和節(jié)流

50、式滑閥油動機機節(jié)流式滑閥油動機機構(gòu)構(gòu)。前者可作為中間放大和執(zhí)行機構(gòu)；。前者可作為中間放大和執(zhí)行機構(gòu)；后者一般只作中間放大機構(gòu)。后者一般只作中間放大機構(gòu)。v 斷流式滑閥油動機機構(gòu)斷流式滑閥油動機機構(gòu)( (圖圖4-15)4-15) 斷流式滑閥油動機機構(gòu)一般用于最后斷流式滑閥油動機機構(gòu)一般用于最后一級放大，帶動調(diào)節(jié)閥。一級放大，帶動調(diào)節(jié)閥。1.1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：斷流式滑閥（錯油門），雙側(cè)進：斷流式滑閥（錯油門），雙側(cè)進油往復(fù)式油動機。油往復(fù)式油動機。 圖4-15v工作原理：工作原理：v控制油壓控制油壓 為為“二進一出二進一出”，即油高壓油，即油高壓油 經(jīng)經(jīng)B、C油口進油口進入控制油路，從入控制油路，從

51、A油口排出。在穩(wěn)定工況下，滑閥上下油壓平油口排出。在穩(wěn)定工況下，滑閥上下油壓平衡，滑閥居中，凸肩正好堵住衡，滑閥居中，凸肩正好堵住a、b油口，油動機活塞不動。油口，油動機活塞不動。 控制油壓控制油壓 來自來自B、C油口，從油口，從A油口排出，油口排出， 為穩(wěn)定值。為穩(wěn)定值。v當調(diào)速器滑閥當調(diào)速器滑閥5右移右移，A油口開大，控制油壓油口開大，控制油壓 下降，滑閥平下降，滑閥平衡破壞，滑閥下移，打開衡破壞，滑閥下移，打開a、b油口，高壓油進入油動機油口，高壓油進入油動機6的上的上油室，下油室與排油相通，油室，下油室與排油相通， 油動機活塞下移，關(guān)小調(diào)節(jié)閥。油動機活塞下移，關(guān)小調(diào)節(jié)閥。 在油動機活塞

52、下移的同時，由于斜桿作用，反饋滑閥在油動機活塞下移的同時，由于斜桿作用，反饋滑閥3由移，由移，開大開大B油口，控制油壓油口，控制油壓 回升，滑閥回中，堵住回升，滑閥回中，堵住a、b油口，高油口，高壓油不流動，油動機到達新的平衡位置。系統(tǒng)處于新的平衡狀壓油不流動，油動機到達新的平衡位置。系統(tǒng)處于新的平衡狀態(tài)。態(tài)。v當調(diào)速器滑閥當調(diào)速器滑閥5左移時左移時，調(diào)節(jié)過程相同，而調(diào)節(jié)方向相反。，調(diào)節(jié)過程相同，而調(diào)節(jié)方向相反。xp0pxpxpxp 上述調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的為上述調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的為雙側(cè)進油往復(fù)式油動機雙側(cè)進油往復(fù)式油動機。為了迅速關(guān)。為了迅速關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，必需具備足夠大的閉調(diào)節(jié)閥，必需具備足夠大的提升力提升

53、力和較小的和較小的時間常數(shù)時間常數(shù)。 （1）提升力提升力： 油動機兩側(cè)有壓差作用，作用面積為油動機兩側(cè)有壓差作用，作用面積為A，最大，最大阻力為阻力為 ，則，則 (4-10) 其中，其中， 、 -高壓油及排油壓力；高壓油及排油壓力； A-油動機活塞面積；油動機活塞面積； -阻力最大值（開啟調(diào)節(jié)閥的力）。阻力最大值（開啟調(diào)節(jié)閥的力）。 （2 2）油動機時間常數(shù)）油動機時間常數(shù) 油動機時間常數(shù)油動機時間常數(shù) 定義為：當滑閥的定義為：當滑閥的a、b油口全開時，油油口全開時，油動機在最大進油量動機在最大進油量 條件下走完整個行程條件下走完整個行程 所需要的所需要的時間。時間。0pbpmaxRmTmax

54、MmaxOmTmaxRmax5 . 1)(RPPoAb)(20maxmaxbsPPbnSQ （3）最大進）最大進油量油量：壓力油、排油壓力。、油密度；開度（滑閥最大位移）油口個數(shù)、寬度、油口、油口流量系數(shù)；式中，bsPPoSbn.max（4）油動機時間常）油動機時間常數(shù)：數(shù)：)124(.)(20maxmaxmaxmaxbsmPPbnSAmQAmT（411） 其中，其中，A-活塞有效面積；活塞有效面積； m-油動機行程。油動機行程。 油動機時間常數(shù)油動機時間常數(shù) 越大，其移動速度越慢，開啟調(diào)節(jié)閥動作越大，其移動速度越慢，開啟調(diào)節(jié)閥動作慢，會引起超速。慢，會引起超速。通常，大機組通常，大機組 ：

55、= 0.10.25 s。 為了迅速關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，需減小油動機時間常數(shù)。可通過為了迅速關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，需減小油動機時間常數(shù)?？赏ㄟ^增大增大油口寬度油口寬度和和提高壓油壓力提高壓油壓力來減小油動機時間常數(shù)來減小油動機時間常數(shù) 。v斷流式滑閥（錯油門）斷流式滑閥（錯油門） 滑閥的滑閥的蓋度蓋度：蓋度如圖：蓋度如圖4-16所示，有所示，有 1、 2、 3、 4。 當當機組處于穩(wěn)定時，滑閥居中，凸肩蓋住機組處于穩(wěn)定時，滑閥居中，凸肩蓋住 a、b油口，油口， 壓力油不流動。凸肩的寬度壓力油不流動。凸肩的寬度 大于油口的高度。大于油口的高度。 優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：a.降低了靈敏度；降低了靈敏度； b.有效地克服了各種

56、因有效地克服了各種因 素引起負荷擺動。素引起負荷擺動。mTmTmT圖圖4-164-16v斷流式滑閥油動機機構(gòu)的靜態(tài)特性斷流式滑閥油動機機構(gòu)的靜態(tài)特性（ 圖圖4-17） 斷流式滑閥油動機機構(gòu)的靜態(tài)特性是指在穩(wěn)定工況下，油動斷流式滑閥油動機機構(gòu)的靜態(tài)特性是指在穩(wěn)定工況下，油動機行程機行程 m（輸出量）與繼動器活塞（輸出量）與繼動器活塞（ z）或者控制油壓）或者控制油壓 （輸入量）之間的關(guān)系。即，（輸入量）之間的關(guān)系。即， m / z = AB / OA =常數(shù)常數(shù) (4-13) 或者，或者， m / P = 常數(shù)常數(shù) 二者成二者成線性關(guān)系線性關(guān)系。圖圖4-17 傳動放大機構(gòu)的靜態(tài)特性傳動放大機構(gòu)的

57、靜態(tài)特性xp節(jié)流式滑閥油動機機構(gòu)節(jié)流式滑閥油動機機構(gòu)（圖4-18）v 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：節(jié)流式滑閥，單側(cè)進油油動機活塞，彈簧。節(jié)流式滑閥，單側(cè)進油油動機活塞，彈簧。v 控制油路：控制油路：壓力油壓力油 經(jīng)節(jié)流孔板經(jīng)節(jié)流孔板 進入控制油路進入控制油路 ，控制油，控制油分兩路：一路通往油動機（或繼動器）活塞下部；另一路通節(jié)分兩路：一路通往油動機（或繼動器）活塞下部；另一路通節(jié)流式滑閥控制的油口流式滑閥控制的油口A排出。排出。A的大小可變動，但不關(guān)死（節(jié)的大小可變動，但不關(guān)死（節(jié)流）。流）。v 工作原理工作原理： 當滑閥下移時當滑閥下移時，關(guān)小，關(guān)小A油口，控制油油口，控制油 上升，油動上升，油動機平衡破壞

58、，活塞上移；機平衡破壞，活塞上移；當滑閥上移時當滑閥上移時，開大，開大A油口，控制油油口，控制油 下降，油動機平衡破壞，活塞下移。下降，油動機平衡破壞，活塞下移。* 圖中，圖中， x-輸入量，輸入量， z-輸出量。輸出量。 這種油動機提升力小，只用于中間傳這種油動機提升力小，只用于中間傳動放大機構(gòu)。動放大機構(gòu)。0p0fxpxp圖4-18v結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：壓力變換器，節(jié)流式油動機，斷流式滑閥，油動機，反壓力變換器，節(jié)流式油動機，斷流式滑閥，油動機，反饋油口。饋油口。v控制油路控制油路：壓力油：壓力油 經(jīng)節(jié)流孔板經(jīng)節(jié)流孔板 進入控制油路進入控制油路 ， 一路一路經(jīng)壓力變換器經(jīng)壓力變換器A油口排出，油口

59、排出， 另一路通往反饋油口另一路通往反饋油口5排出。排出。v工作原理：工作原理：當負荷減小當負荷減小，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n上升，壓力變換器活塞上移，上升，壓力變換器活塞上移，關(guān)小關(guān)小A油口，控制油路油口，控制油路 上升，節(jié)流式油動機上升，節(jié)流式油動機2帶動滑閥帶動滑閥3上移，上移，打開油口打開油口a、b，壓力油，壓力油 經(jīng)油口經(jīng)油口a進入油動機下油室，上油進入油動機下油室，上油室與排油相通，油動機活塞上移，關(guān)小調(diào)節(jié)閥；當油動機活塞室與排油相通，油動機活塞上移，關(guān)小調(diào)節(jié)閥；當油動機活塞上移時，反饋滑閥上移時，反饋滑閥5開大，控制油路開大，控制油路 下降為原值，滑閥下降為原值，滑閥3回回中，油動機活塞停止

60、移動，系統(tǒng)達新的平衡裝態(tài)；中，油動機活塞停止移動，系統(tǒng)達新的平衡裝態(tài)； 當負荷增加當負荷增加，機組轉(zhuǎn)速，機組轉(zhuǎn)速n下降時，調(diào)節(jié)過程相同而方向相反。下降時，調(diào)節(jié)過程相同而方向相反。 圖圖4-20所示系統(tǒng)為簡化的系統(tǒng)，只是將圖所示系統(tǒng)為簡化的系統(tǒng)，只是將圖4-19中的部件中的部件2、3做為一體。做為一體。xp0f0pxpxp0pxp控制油壓控制油壓 的確定的確定 如圖4-20，從 進入的油流量和從油口A、B排出的流量分別為：xp)(2)(20000 xbxxxxPPfQPPfQ0f圖圖4-194-19圖圖4-204-20 通常，控制油壓通常，控制油壓 為壓力油壓為壓力油壓 一半時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)靈敏度最