项目6 任务6 (1).9电液调节系统的主要设备（一）

授课教师：孙为民项目6电厂汽轮机调节、保安及油系统的认识任务6.9电液调节系统的主要设备（一）电子调节装置中的各电子调节器采用数字量传送信号，在输入、输出接口处采用必要的模/数转换器和数/模转换器。电液调节系统主要由四部分组成▼阀位控制装置（电液伺服装置）电子调节装置配汽机构调节对象在DEH中，电液调节系统液压调节系统VS用电子调节装置替代了转速感受机构用电液伺服装置替代了液压伺服机构主要是其次是第一部分PART

ONE电子调节装置第二部分PART

TWO阀位控制装置CONTENTS目录第三部分PART

THREE配气机构电子调节装置第一部分电子调节装置5转速测量器件主要由磁阻发讯器与频率(转速)变送器组成。它的作用是将转速信号转变为直流电压模拟信号后发送给DEH。磁阻发讯器由测速齿盘和测速头组成转速测量器件1测速齿盘装在汽轮机轴上，测速头固定在齿盘旁边的支架上，处于齿盘径向位置。测速头内装有永久磁钢、铁芯与线圈，铁芯端部与齿项之间留有较小的间隙。如图所示，组成作用电子调节装置6铁芯与齿盘之间的间隙交替变化，从一个齿到另一个齿，气隙磁阻交变一次，相应的线圈中的磁通量交变一次，从而在线圈两端感应出交变电势。该电势经过频率电压变送器，将电势频率f转换成直流电压模拟信号。该电势的频率f与齿数z、汽轮机转速n转/分的关系为：当齿盘随主轴转动时，

电子调节装置7将一矩形半导体薄片置于磁场B中，当沿薄片的一对边1、2通以电流Is时，则另一对边3、4就会产生电势VH，此为霍尔效应，该半导体薄片被称为霍尔元件。如图所示功率测量器件2将发电机出线电压经电压互感器转换成电流Is，另将发电机电流经电流互感器后，接至激磁绕阻上，产生磁场B。当霍尔元件用于测量发电机功率时电子调节装置8功率测量器件2电势VH的幅值正比于电流和磁场强度的乘积，也就是正比于发电机电流和电压的乘积。因此VH可作为电功率测量信号，此信号较弱，经过放大后再输出。三相功率要用三个霍尔元件来分别测量，其值相加。电子调节装置9频差是指电网实际频率与额定频率之差，变换成转速后，是汽轮机实际转速与额定转速之差Δn。频差校正器采用比例调节规律（P）。通常，频差校正器采用可调的死区－线性－限幅校正方式，如图所示。死区的大小、特性线斜率、限幅值均可调整。频差校正器3电子调节装置10当转速偏差信号越过较小的死区而参与一次调频时，校正量与转速偏差量之间呈线性关系。当转速偏差量超过一定范围时，中间再热机组的负荷适应能力因受锅炉动态特性的限制而采取限幅措施。设置死区有两个用途其一是当设置的死区较小时，可以过滤掉小转速扰动信号，使机组功率稳定其二是当设置的死区较大时，使机组不参与电网一次调频，只带基本负荷电子调节装置11

如图是DEH-Ⅲ频差校正器原理图。若此时功率给定值无扰动，则ΔREF1=ΔP*-Δx1＜0。”电子调节装置12当调整速度变动率时，就能改变频差校正器的输出特性，即改变调节系统特性线的斜率，δ的可调范围是2％～10％。

在实际系统中，通过改变可调系数k来改变δ的值。在电液调节系统中，改变可调系数k是很方便的。电子调节装置13DEH-Ⅲ型调节系统中功率校正器采用了比例－积分调节规律（PI）。在功率校正回路投入的情况下，来自一次调频回路的ΔREF1信号一方面进入乘法器，另一方面进入比较器与送入负端的电功率反馈信号ΔMW进行比较后生成ΔMR，ΔMR与额定功率P0相除后变成功率相对偏差量，再经PI校正及上下限幅处理后成为功率校正系数ΔRp。该系数在乘法器中与来自一次调频回路的信号ΔREF1相乘后生成功率校正请求值信号ΔREF2。功率校正器4如图所示，电子调节装置14在DEH-Ⅲ型调节系统中，调节级压力校正器采用了比例－积分调节规律（PI）。如图所示，功率校正回路输出的ΔREF2在参数变换器中进行功率－调节级压力参数信号变换，生成ΔIPS，然后才送往调节级压力校正回路。调节级压力校正器5在调节级压力校正回路投入的情况下，ΔIPS与送往比较器负端的调节级压力反馈信号ΔIMP进行比较，产生调节级压力偏差信号ΔIMR，经PI校正以及上下限幅处理后生成ΔVSP。用ΔVSP除以调节级压力额定值后变成相对值，然后将其送往阀位限制器。阀位控制装置第二部分阀位控制装置16在电液调节系统中，阀位控制装置也被称作电液伺服装置。电液转换器是将阀位偏差电信号经过转换放大而成为液压信号(调节油压)，以此控制油动机的位移。电液转换器它主要有阀位控制器、电液转换器、油动机及阀位（位移）反馈测量元件等组成。它是电液调节系统中的一个关键部件，要求具有较高的精度、线性度、灵敏区和动态性能。阀位控制装置17力矩马达有动圈式和动铁式两种基本类型，它的作用是将电的信号转换成为机械位移信号；力矩马达和液压放大的不同配合，就得到电液转换器的不同结构型式。液压放大部分从结构上分为断流式（或滑阀式）和继流式（或称碟阀式）两种，它的作用是将机械位移信号放大并输出液压信号。电液转换器的组成力矩马达液压放大力矩马达液压放大电液转换器18动圈式电液转换器1电液转换器19动圈式电液转换器1等零部件组成。动圈式电液转换器的结构如图所示这种电液转换器主要由磁钢控制线圈十字平衡活塞控制套环跟踪活塞节流套筒电液转换器20当电气调节装置输出的电流被送入控制线圈时，安装在磁钢及磁轭间隙内的控制线圈在磁场及电流作用下产生了移动力。如果电流增加，则线圈移位向下，由于控制套环（与导杆连接在一起）改变了跟踪活塞的控制喷油口a和b，使套环上边缘的喷油口a开度增大，下边缘喷油口b的开度减小。这样，高压油经过跟踪活塞的节流孔后再经这两个喷油口a和b排出的油量发生了变化，使活塞下部的排油量增加，上部排油量减小，从而改变了作用在跟踪活塞上、下面积上的油压力使跟踪活塞下移。电液转换器21只有当喷油口a和b恢复到原来稳定的开度，活塞上下油压的作用力达到平衡时，活塞才维持不动。活塞的位移也即线圈的位移，使上部十字弹簧产生变形，所增加的弹簧力与线圈所受的电磁力相平衡，控制线圈处于一个新的平衡位置。已经下移的跟踪活塞改变了其下凸肩所控制的脉冲油排油节流窗口。当减小排油节流窗口时，输出的脉冲油就会增加。为了保证输出的脉冲油与输入的电流信号成线性正比，节流窗口做成二次曲线型。电液转换器22为了使控制套环与跟踪活塞之间有良好的同心度，以保持四周间隙均匀，有足够的润滑，在跟踪活塞的中心开有油孔。高压油经节流孔流入中心油孔，自活塞上端四个喇叭形的径向小孔流出。在控制线圈上绕有两层线圈输入直流电流作为控制信号用。输入50HZ的6.3V交流电流，使套环产生脉动，防止套环卡涩。一层为直流线圈，另一层为交流线圈，电液转换器23动圈式电液转换器1如图中剖开面Ⅰ-Ⅰ所示压力油经四个径向节流孔流至套环与活塞之间，四周压力均匀，使活塞自动对中，如果哪一侧间隙减小，相应喇叭口中的油压就会升高，相对180度的喇叭口中油压就会降低，在此油压差作用下，套环将作径向移动，维持四周间隙均匀。电液转换器24动圈式电液转换器1如图中剖开面Ⅰ-Ⅰ所示由于这四个径向喷油小孔的直径只有0.3mm，所以高压油进入电液转换器之前，除需经过一般的刮片式滤油器外，还要经过磁性滤油器，以防止任何杂质进入堵塞小孔，也防止铁屑被强磁钢吸附、磨损线圈、产生短路或卡死。电液转换器25这类力反馈电液转换器一般具有线性度好、工作稳定、动态性能优良等优点。动铁式电液转换器2带双喷嘴式前置级放大器的电液转换器结构示意图。带射流管式前置级放大器的电液转换器结构示意图。图（a）图（b）电液转换器26构成双喷嘴型电液转换器的主要零部件控制线圈水久磁钢可动衔铁弹性管挡板喷嘴断流滑阀反馈杆固定节流孔滤油器外壳…压力油进入电液转换器后分成两股油路▼一路经过滤油器与左右端的固定节流孔到断流滑阀两端的油室，然后从喷嘴与挡板间的控制间隙中流出。在稳定工况时，挡板两侧的间隙是相等的，因此排油面积也相等，作用在断流滑阀两侧的油压也相等，使断流滑阀保持在中间位置，遮断了油动机的进、出油口。另一路压力油就作为移动油动机活塞用的动力油，由断流滑阀控制。电液转换器27使断流滑阀移动，打开了通向油动机的压力油及回油两个控制油口，使油动机活塞移动，用以调整调节汽阀的开度。在此油压差的作用下，当阀位偏差信号(电流)送入控制线圈，在永久磁钢磁场的作用下，产生了偏转扭矩，使可动衔铁带动弹簧管及挡板旋转，改变了喷嘴与挡板的间隙。间隙减小的一侧油路油压升高，间隙增大的一侧油路油压降低。“当可动衔铁、弹簧管及挡板旋转时，弹簧管发生弹性变形，反馈杆发生挠曲。待断流滑阀在两端油压差作用下产生位移时，就使反馈杆产生反作用力矩，它与弹簧管、衔铁吸动力等形成的反力矩一起与输入电流产生的主动力矩相比较，直到总力矩的代数和等于零时，断流滑阀达到一个新的平衡位置，在这一位置，断流滑阀位移与输入电流增量成正比。当输入信号方向相反时，滑阀位移方向也随之相反。随着油动机活塞的位移，阀位反馈信号逐渐增强。电液转换器28当阀位反馈信号将阀位偏差信号削弱至零时，滑阀便回复到原来的中间位置，重新遮断通向油动机的进、出油口，于是阀位控制装置便达到新的稳定状态。采用弹簧管可以防止喷嘴排油进入电磁线圈部分，这就消除了油液污染电磁部分的可能性。有的电液转换器在喷嘴挡板前置级液压放大器的回油路上，加装了节流孔，使喷嘴扩散的喷油具有背压，油流不会产生涡流及汽蚀现象，从而提高了挡板运动的稳定性。电液转换器29组成射流管式电液转换器的主要零部件控制线圈水久磁钢可动衔铁射流喷管高压油进入转换器后，也分成两路▼一路经滤油器送入射流喷管，油从射流管高速喷出。在射流喷管正对面安置了一个射流接受器，上面有两个扩压通道。如果射流喷管处于中间位置，则左右两个扩压通道中形成相同压力，断流滑阀两端油压相同，也处于中间位置，遮断了进出执行机构（油动机）的油口。另一路高压油仍作为动力油，由断流滑阀控制。射流接受器断流滑阀滤油器外壳…反馈弹簧电液转换器30在断流滑阀偏离它的中间位置时，它通过反馈弹簧力使偏转了的射流管达到一个新的平衡位置，从而使整个调节过程很快的稳定下来。当电调装置来的电流信号送入控制线圈时，在永久磁钢磁场的作用下，控制线圈发生了扭转，使可动衔铁带动射流喷管偏离中间位置，而射流喷管喷出的油流在接受器两个扩压通道中形成不同的油压。在这两个油压差值的