項(xiàng)目6 任務(wù)6.2液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理

授課教師：孫為民項(xiàng)目6電廠汽輪機(jī)調(diào)節(jié)、保安及油系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)任務(wù)6.2液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的

工作原理為了便于描述調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理，先介紹幾個(gè)常用的自動(dòng)調(diào)節(jié)術(shù)語(yǔ)。調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)其作用的那個(gè)裝置叫調(diào)節(jié)對(duì)象調(diào)節(jié)對(duì)象被系統(tǒng)調(diào)節(jié)的物理量叫被調(diào)量被調(diào)量被調(diào)量應(yīng)保證達(dá)到的值叫給定值給定值引起被調(diào)量變化的各種因素都叫做擾動(dòng)擾動(dòng)將輸出信號(hào)的一部分返回到輸入端叫做反饋反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)的被調(diào)量與輸入量之間存在著反饋的回路叫閉環(huán)，不存在反饋的系統(tǒng)叫開(kāi)環(huán)閉環(huán)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)受擾動(dòng)后動(dòng)作，輸出量或系統(tǒng)中其它中間參數(shù)隨時(shí)間變化的過(guò)程叫過(guò)渡過(guò)程過(guò)渡過(guò)程第一部分PART

ONE液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制原理第二部分PART

TWO典型液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過(guò)程CONTENTS目錄液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制原理第一部分液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制原理5系統(tǒng)也可看成由一個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)主回路(主環(huán))和一個(gè)閥位控制子回路(子環(huán))組成。如圖所示液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)或稱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(調(diào)速器)、閥位控制機(jī)構(gòu)(液壓伺服機(jī)構(gòu)或稱傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu))、配汽機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)對(duì)象等四部分組成，其中前三個(gè)機(jī)構(gòu)組成調(diào)節(jié)設(shè)備。液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制原理6當(dāng)出現(xiàn)外界負(fù)荷擾動(dòng)?P時(shí)，引起此臺(tái)機(jī)組的發(fā)電機(jī)阻力矩變化，產(chǎn)生改變量?Me。閥位控制機(jī)構(gòu)(液壓伺服機(jī)構(gòu))中的滑閥根據(jù)閥位偏差信號(hào)?x進(jìn)行調(diào)節(jié)，產(chǎn)生滑閥位移信號(hào)?s，經(jīng)過(guò)油動(dòng)機(jī)進(jìn)行功率放大后產(chǎn)生足夠大的功率去驅(qū)動(dòng)配汽機(jī)構(gòu)，獲得調(diào)節(jié)汽閥位移?l，使主汽流量變化，進(jìn)而使汽輪機(jī)內(nèi)功率改變?Pi

，蒸汽動(dòng)力矩改變?Mt

。機(jī)組轉(zhuǎn)速隨之改變，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速偏差信號(hào)?n，轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)用來(lái)感受轉(zhuǎn)速偏差信號(hào)?n，并通過(guò)信號(hào)的模擬測(cè)量、傳遞、放大與轉(zhuǎn)換，最終按特定的調(diào)節(jié)規(guī)律獲得閥位調(diào)節(jié)指令信號(hào)?xn，即用來(lái)調(diào)整調(diào)節(jié)汽閥開(kāi)度的信號(hào)。由式轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程式可知為了便于說(shuō)明此類調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制原理，假定某臺(tái)機(jī)組單機(jī)運(yùn)行或?qū)㈦娋W(wǎng)中所有并列運(yùn)行的機(jī)組簡(jiǎn)化合成為一臺(tái)功率等效的機(jī)組。液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制原理7要使該調(diào)節(jié)系統(tǒng)受外界負(fù)荷擾動(dòng)后達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)，則必須同時(shí)具備下述兩個(gè)基本條件▼0102主回路穩(wěn)定條件?M=0，即?Mt-?Me=0子回路穩(wěn)定條件——閥位偏差信號(hào)?x，即?xn-?x1=0

液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制原理8由于?x1與?xn變化方向相反，即由于?x1用來(lái)削弱?xn，所以是負(fù)反饋。只有采用負(fù)反饋，回路才有可能趨于穩(wěn)定。主回路的反饋量是?Mt，也是負(fù)反饋。值得注意的是為了測(cè)量與傳送信號(hào)的方便，子回路的閥位反饋信號(hào)?x1一般不是直接從調(diào)節(jié)閥上測(cè)取，而是用測(cè)取的油動(dòng)機(jī)位移?m并按?m與?l對(duì)應(yīng)關(guān)系修正后轉(zhuǎn)換成的油壓信號(hào)來(lái)代替。由于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)的功率小，要通過(guò)液壓伺服機(jī)構(gòu)的功率放大來(lái)間接驅(qū)動(dòng)配汽機(jī)構(gòu)，所以是間接調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由于自動(dòng)調(diào)節(jié)主回路只有一個(gè)，并且是以轉(zhuǎn)速作為調(diào)節(jié)裝置的被調(diào)量，調(diào)節(jié)過(guò)程中利用液壓作為傳遞、放大媒介，所以這樣的調(diào)節(jié)系統(tǒng)通常稱作汽輪機(jī)液壓調(diào)速系統(tǒng)。典型液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過(guò)程第二部分典型液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過(guò)程10典型的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)有三種高速?gòu)椥哉{(diào)速器液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)1典型液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過(guò)程11典型的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)有三種旋轉(zhuǎn)阻尼液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)2典型液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過(guò)程12典型的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)有三種徑向泵液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)3典型液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過(guò)程13該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速感受機(jī)構(gòu)由徑向泵1、壓力變換器2等組成閥位控制機(jī)構(gòu)由滑閥3、油動(dòng)機(jī)4、反饋油口6等組成配汽機(jī)構(gòu)由調(diào)節(jié)汽閥5及調(diào)節(jié)汽閥與油動(dòng)機(jī)之間的傳動(dòng)杠桿7等組成。徑向泵液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)以徑向泵液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)為例分析液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)在外界負(fù)荷擾動(dòng)下的工作過(guò)程。典型液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過(guò)程14徑向泵出口有一路壓力油通至壓力變換器活塞的下部腔室，作為反映轉(zhuǎn)速變化的脈沖信號(hào)，而壓力變換器上部腔室與徑向泵進(jìn)口相通因此，徑向泵進(jìn)出口油壓差作用在壓力變換器活塞上，穩(wěn)定狀態(tài)下，這個(gè)油壓差對(duì)壓力變換器活塞產(chǎn)生的向上作用力與彈簧對(duì)活塞的向下作用力相平衡。徑向泵液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)典型液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過(guò)程15發(fā)電機(jī)的電磁阻力矩減小，產(chǎn)生?Me＜0，機(jī)組轉(zhuǎn)速將升高，產(chǎn)生?n＞0，徑向泵的出口油壓升高，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號(hào)(即油壓變化?p1＞0)，壓力變換器活塞上的力平衡被破壞，使活塞上移，泄油口an關(guān)小，閥位調(diào)節(jié)油壓升高從而將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號(hào)?p1＞0轉(zhuǎn)換成閥位調(diào)節(jié)指令信號(hào)?xn=?px＞0?；y3頂部受彈簧力作用，底部受閥位調(diào)節(jié)油壓px的作用。徑向泵液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)主調(diào)節(jié)過(guò)程：如圖所示當(dāng)外界負(fù)荷減小時(shí)，典型液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過(guò)程16在穩(wěn)態(tài)時(shí)，滑閥3處于中間位置，遮斷了通向油動(dòng)機(jī)的油口a和b，使油動(dòng)機(jī)活塞穩(wěn)定在某一位置。隨著閥位調(diào)節(jié)油壓力px的升高，滑閥3的力平衡遭到破壞，向上作用力大于向下作用力，滑閥3上移，打開(kāi)通向油動(dòng)機(jī)的油路a和b，壓力油進(jìn)入油動(dòng)機(jī)活塞下腔室，油動(dòng)機(jī)上腔室排油，引起油動(dòng)機(jī)活塞上移，調(diào)節(jié)汽閥5關(guān)小，導(dǎo)致汽輪機(jī)主蒸汽流量與內(nèi)功率相應(yīng)減小，蒸汽動(dòng)力矩相應(yīng)減小，產(chǎn)生?Mt＜0。主調(diào)節(jié)過(guò)程將使(?Mt-?Me)逐漸減小至零。徑向泵液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)典型液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過(guò)程17當(dāng)油動(dòng)機(jī)活塞上移時(shí)，帶動(dòng)活塞下部套筒上移，這個(gè)套筒所控制的反饋油口6開(kāi)大，泄油量增加，引起調(diào)節(jié)油壓px回降，產(chǎn)生閥位反饋信號(hào)?x1=(?px)1＜0，使得閥位偏差信?x[?x=?xn-?x1=?px+(?px)1]逐漸減小，在(?px)1＜0的作用下，油動(dòng)機(jī)滑閥3向下回移，當(dāng)達(dá)到閥位偏差信號(hào)?x為零時(shí)px恢復(fù)原值。由滑閥3的上下力平衡關(guān)系可推知滑閥3必然回移到原來(lái)的中間位置，重新遮斷通向油動(dòng)機(jī)的油口a和b，使油動(dòng)機(jī)活塞停止移動(dòng)。徑向泵液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)閥位反饋調(diào)節(jié)過(guò)程閥位反饋信號(hào)取自反饋油口6。典型液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過(guò)