第十一講調速器原理

1、1/452022-3-16第二節(jié) 調速器原理l機械液壓調速器機械液壓調速器l電氣液壓調速器電氣液壓調速器n模擬式模擬式n數字式數字式第二節(jié)、調速器原理2/452022-3-16（一）、概述機械液壓機械液壓調速器調速器（一）、概述3/452022-3-16電氣液壓調速器電氣液壓調速器(模擬式模擬式)（一）、概述4/452022-3-16電氣液壓調速器電氣液壓調速器(數字式數字式)（一）、概述5/452022-3-16第二節(jié) 調速器原理凝汽式汽輪機凝汽式汽輪機機械液壓調速器機械液壓調速器，由，由測測速機構速機構、放大執(zhí)行機構放大執(zhí)行機構、轉速給定裝轉速給定裝置置和和調差機構調差機構組成。組成。（二

2、）、機械液壓調速器-工作原理1、測速機構、測速機構測速機構測速機構由汽輪由汽輪機機主軸主軸帶動的帶動的齒齒輪傳動機構輪傳動機構和和離離心飛擺心飛擺組成。組成。分析：分析：轉速升高轉速升高及轉速降低及轉速降低結論：結論：套筒套筒A的的位置位置表征表征機組轉速的大小，機組轉速的大小，位移位移表征表征機組轉速的變化。機組轉速的變化。6/452022-3-16第二節(jié) 調速器原理（二）、機械液壓調速器-工作原理放大執(zhí)行機構放大執(zhí)行機構由由錯油門錯油門和和油動機油動機組成。組成。2、放大執(zhí)行機構、放大執(zhí)行機構放大執(zhí)行機構放大執(zhí)行機構的的作作用用：一是將：一是將E點點微小微小的機械位移的機械位移放大成放大成

3、了了調節(jié)氣閥開度的調節(jié)氣閥開度的較大變化較大變化；二是將；二是將引起引起E點位移的點位移的微小微小作用力作用力變成了變成了強大強大的、能夠操動調節(jié)的、能夠操動調節(jié)氣閥開度變化的作氣閥開度變化的作用力用力。7/452022-3-16（二）、機械液壓調速器-工作原理(1)B、D點不動點不動 (2)A、D點不動點不動E E點的位移正比于點的位移正比于A A、B B兩點的位兩點的位移之和，具有加法性質。移之和，具有加法性質。DFEBAC=A點上升點上升 E點上升點上升=B點下降點下降 E點下降點下降DEBACF（二）、機械液壓調速器-工作原理機械杠桿機械杠桿ACB和和DFE聯(lián)合作用組成了一個聯(lián)合作用組

4、成了一個加法器加法器和和位移反饋環(huán)節(jié)位移反饋環(huán)節(jié)8/452022-3-16在在C點不動的情況下點不動的情況下:B點下降點下降 A點上升；點上升；B點上升點上升A點下降點下降;B B點具有反饋作用點具有反饋作用DFEBAC3、C點不動點不動:（二）、機械液壓調速器-工作原理9/452022-3-161、在、在B、D點不動的情況下，點不動的情況下，A點上升點上升- E點上升點上升2、在、在A、D點不動的情況下，點不動的情況下，B點下降點下降- E點下降點下降E E點的位移正比于點的位移正比于A A、B B兩兩點的位移之和，具有加點的位移之和，具有加法性質。法性質。3、在、在C點不動的情況下，點不動

5、的情況下，B點上升點上升 A點下降；點下降；B點下降點下降A點上升點上升B B點具有反饋作用點具有反饋作用（二）、機械液壓調速器-工作原理10/452022-3-16負荷突然減少負荷突然減少轉速升高轉速升高A增大增大E點減小點減小減小開度減小開度開度反饋開度反饋B減少減少達到新的達到新的平衡點平衡點（二）、機械液壓調速器-工作原理11/452022-3-16（二）、機械液壓調速器-轉速給定裝置a)未并網未并網:A點可動點可動 調節(jié)機組轉速調節(jié)機組轉速/頻率頻率(2)并網并網:A點不動點不動 調節(jié)機組的有功調節(jié)機組的有功電動機的電動機的正反轉正反轉可以使可以使D D點位置作點位置作上下移動上下移

6、動DFEBACDEBACFD點上移點上移 初始運行特性初始運行特性P( )m f（二）、機械液壓調速器-轉速給定裝置并網時機組靜特性平移并網時機組靜特性平移12/452022-3-162、電氣液壓調速器12345三、功率-頻率電液轉換器13/452022-3-162、電氣液壓調速器轉速測量1、磁阻發(fā)送器、磁阻發(fā)送器作用：將作用：將轉速轉速轉換為相應頻率的轉換為相應頻率的電壓信號電壓信號。 齒輪與鐵芯之間的齒輪與鐵芯之間的磁磁阻變化阻變化導致通過測速磁導致通過測速磁頭的頭的磁通磁通發(fā)生相應變化，發(fā)生相應變化，在線圈中感應出微弱的在線圈中感應出微弱的脈動信號脈動信號，該信號的頻該信號的頻率率與與機

7、組轉速機組轉速成正比。成正比。（一）轉速測量組成：組成：齒輪齒輪和和測速磁頭測速磁頭兩部分兩部分齒輪齒輪與與主軸主軸聯(lián)在一起，測速磁頭由聯(lián)在一起，測速磁頭由永久磁鋼永久磁鋼和和線圈線圈組成組成14/452022-3-162、電氣液壓調速器轉速測量2、轉速、轉速/頻率頻率-電壓變送器電壓變送器將磁阻發(fā)送器輸出的將磁阻發(fā)送器輸出的脈動脈動信號信號轉換為與轉換為與轉速成正比轉速成正比的的電壓輸出值電壓輸出值。 微分電路在方波的上升沿時獲得正微分電路在方波的上升沿時獲得正向尖峰脈沖，觸發(fā)一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器向尖峰脈沖，觸發(fā)一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器后，輸出一個幅度為后，輸出一個幅度為v寬度為寬度為t的正向的正向方波

8、脈沖。在單位時間內，單穩(wěn)態(tài)觸方波脈沖。在單位時間內，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出的正脈沖數與磁阻發(fā)送器輸發(fā)器輸出的正脈沖數與磁阻發(fā)送器輸出信號頻率成正比出信號頻率成正比濾波器實際上是個濾波器實際上是個積分器積分器，在單位時，在單位時間內間內脈沖個數越多脈沖個數越多則輸出的則輸出的電壓越高電壓越高（一）轉速測量15/452022-3-162、電氣液壓調速器功率測量將發(fā)電機的將發(fā)電機的有功功率有功功率轉換為轉換為與之成正比的電壓與之成正比的電壓有功功率變送器。有功功率變送器。執(zhí)行元件就是霍爾效應原理的測量元件執(zhí)行元件就是霍爾效應原理的測量元件霍爾變送器霍爾變送器810cosBidREcHH霍爾效應系數霍爾效應

9、系數霍爾元件厚度霍爾元件厚度控制電流控制電流磁感應強度磁感應強度磁感應強度與元件磁感應強度與元件平面法線的夾角平面法線的夾角（二）功率測量半導體薄片半導體薄片16/452022-3-162、電氣液壓調速器功率測量tUKimcsin1tIKBmsin2tIUKttIUKKKEmmmmH2coscos2sinsin321正比于有功功率正比于有功功率（二）功率測量霍爾電動勢：霍爾電動勢：控制電流：控制電流：17/452022-3-162、電氣液壓調速器給定環(huán)節(jié)及PID調節(jié)器用高精度穩(wěn)定電源供電用高精度穩(wěn)定電源供電的精密多轉電位器構成的精密多轉電位器構成由運算放大器構成由運算放大器構成（三）轉速和功率

10、給定環(huán)節(jié)18/452022-3-162、電氣液壓調速器電液轉換器功率放大器輸出功率放大器輸出增大增大電液轉換器線圈電磁力電液轉換器線圈電磁力增大增大調節(jié)油閥調節(jié)油閥關小關小在十字彈簧在十字彈簧的壓力下的壓力下繼動器上腔油壓繼動器上腔油壓升高升高活塞活塞壓下，壓下，繼動器蝶閥繼動器蝶閥下移下移排油孔的排油量排油孔的排油量減小減?。ㄋ模╇娨恨D換及液壓系統(tǒng)19/452022-3-162、電氣液壓調速器電液轉換器錯油門上腔油壓錯油門上腔油壓升高升高錯油門滑閥錯油門滑閥下移下移油動下腔油壓油動下腔油壓增加增加油動機活塞油動機活塞上移上移調節(jié)汽閥調節(jié)汽閥開大開大汽輪機的輸入有功汽輪機的輸入有功增大增大（四

11、）電液轉換及液壓系統(tǒng)20/452022-3-162、電氣液壓調速器電液轉換器油動機活塞油動機活塞上移上移B點點上移上移A點點上移上移繼動器蝶閥繼動器蝶閥上移上移穩(wěn)定在新的工作點穩(wěn)定在新的工作點（四）電液轉換及液壓系統(tǒng)21/452022-3-162、電液轉換器A Big Picture繼動器繼動器油動機油動機蒸汽閥蒸汽閥AB杠桿杠桿功率放大器功率放大器AB+-+（四）電液轉換及液壓系統(tǒng)22/452022-3-162、電氣液壓調速器調速器工作1、發(fā)電機組未并網、發(fā)電機組未并網=0GrefnnnnmU趨于零趨于零（五）調速器的工作North China Electric Power University23/452022-3-162、電氣液壓調速器調速器工作2、發(fā)電機組并網，頻率恒定、發(fā)電機組并網，頻率恒定=0GrefpPPPmU趨于零趨于零（五）調速器的工作24/452022-3-162、電氣液壓調速器調速器工作PmUPP0PmRfmPf3、發(fā)電機組并網，頻率波動、發(fā)電機組并網，頻率波動RfmUff（五）調速器的工作25/452022-3-163、數字式電液調速器與模擬式一樣與模擬式一樣控制算法控制算法除了基本功能外，實現輔助功能：除了基本功能外，實現輔助功能：機組自啟動控制機組自啟動控制