大型水輪機(jī)調(diào)速液壓系統(tǒng)
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    大型水輪機(jī)調(diào)速液壓系統(tǒng)
    水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是一典型電液伺服控制系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對水輪發(fā)電機(jī)組的開停機(jī)、增減有功功率、頻率凋節(jié)、調(diào)相及緊急停機(jī)等自動和手動操作及遠(yuǎn)距離控制。
    液壓控制系統(tǒng)原理圖如圖1所示。該系統(tǒng)可分為導(dǎo)葉和槳葉控制兩部分。二者在原理及結(jié)構(gòu)上大體相同，均由電液伺服加機(jī)液伺服系統(tǒng)組成。只是導(dǎo)葉伺服系統(tǒng)部分設(shè)置了餐急停機(jī)功能。
    該系統(tǒng)總體上有自動和手動兩種運(yùn)行方式。自動運(yùn)行是指液壓系統(tǒng)接收來自微機(jī)調(diào)節(jié)器的控制量，實(shí)行電液隨動控制，一般情況下，必須采用自動運(yùn)行方式，這是對該系統(tǒng)的最起碼也是必須達(dá)到的要求。特殊情況下（如微機(jī)系統(tǒng)致命故障）可采用手動運(yùn)行，以保證對機(jī)組的正常發(fā)電控制，避免因停機(jī)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。所謂手動控制，就是將電液轉(zhuǎn)換器退出工作，液壓系統(tǒng)不接收來自微機(jī)調(diào)節(jié)器的控制輸出，主液壓缸與主配壓閥之間構(gòu)成機(jī)械閉環(huán)，系統(tǒng)處于純機(jī)液伺服狀態(tài)，通過手輪直接控制主液壓缸的位移。
    下面以導(dǎo)葉主液壓缸開側(cè)動作為例說明其工作原理。自動狀態(tài)下，手自動切換閥Vl處于左位，通過開限伺服電機(jī)或手輪將開度限制值整定于某一設(shè)定值（目的是保證水輪機(jī)紐的安全），改開限對應(yīng)于水平調(diào)節(jié)桿與反饋連桿之間的間距（自動運(yùn)行時該機(jī)械反饋連桿不參與構(gòu)成控制規(guī)律的綜合）。當(dāng)微機(jī)調(diào)節(jié)器輸出開側(cè)調(diào)節(jié)信號時，此信號經(jīng)綜放比較并放大，綜放的輸出信號驅(qū)動電液轉(zhuǎn)換器，使之輸出與控制量成比例的向上的位移，通過水平調(diào)節(jié)桿的作用，使主配壓閥的引導(dǎo)閥下移，進(jìn)而帶動主閥芯下移，使得A口與壓力油相通、B口與回油相通，主液壓缸向開側(cè)移動。當(dāng)主液壓缸開至與電氣控制量相一致的開度時，其位移的電信號經(jīng)綜放比較后，使得進(jìn)入電液轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動電流為零，由于電液轉(zhuǎn)換器彈簧的復(fù)位作用，使電液轉(zhuǎn)換器恢復(fù)至中間位置，從而帶動主配壓閥也恢復(fù)至零位，于是主液壓缸就穩(wěn)定在與電氣控制量相對應(yīng)的位置上。此時，由于機(jī)械位移反饋機(jī)構(gòu)的作用，反饋連桿同時上升與主液壓缸開度相對應(yīng)的位移。
    當(dāng)自動運(yùn)行時，如主液壓缸的實(shí)際開度不超過限制開度值，則主液壓缸的開側(cè)、關(guān)側(cè)均受電液轉(zhuǎn)換器控制。只有當(dāng)主液壓缸實(shí)際開度值達(dá)到限制開度值后，由于反饋連桿將水平調(diào)節(jié)桿擋在水平位置，使得電液轉(zhuǎn)換器向開側(cè)的位移傳不到主配壓閥，只有關(guān)側(cè)位移才能傳到主配壓閥，此時只能作關(guān)側(cè)運(yùn)動。
圖1液壓伺服系統(tǒng)原理圖
特殊情況下作手動運(yùn)行時，先操作手輪，使開度與開度限制值一致（即反饋連桿與調(diào)節(jié)桿碰到一起），然后將換向閥Vl切至右位，此時即可通過手輪控制主液壓缸的位移。當(dāng)手輪朝開側(cè)轉(zhuǎn)動一定角度時，由于主配壓閥彈簧的作用，使調(diào)節(jié)桿和主配壓閥均下移相應(yīng)位移，主液壓缸即向開側(cè)運(yùn)動，同時機(jī)械反饋機(jī)構(gòu)按一定的反饋系數(shù)帶動反饋連桿上移，直至調(diào)節(jié)桿回復(fù)到水平位置，即主配壓閥重新處于零位。這樣手輪轉(zhuǎn)角就與主液壓缸位移完全對應(yīng)。
非常情況下需要緊急停機(jī)時，電磁閥V3通電，該閥切至右位，無論是自動還是手動狀態(tài)，此時電液轉(zhuǎn)換器進(jìn)出油口均被通入壓力油，其差動活塞就能立即下推到底，該位移信號再通過調(diào)節(jié)桿動作主配壓閥就可實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)的目的。

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