比例阀控制型调速器
比例阀结构及工作原理
比例阀结构及工作原理一、引言比例阀是一种常见的控制阀门，广泛应用于各种工业设备和系统中。
它通过调节流体的流量来实现对压力、液位、温度等参数的控制。
本文将详细介绍比例阀的结构和工作原理。
二、比例阀的结构比例阀一般由阀体、阀芯、驱动器和传感器组成。
1. 阀体：比例阀的阀体通常采用铸造或机械加工而成，它是整个阀门的主体部分，用于固定阀芯和传导流体。
2. 阀芯：比例阀的阀芯是控制流体流量的核心部件，它通常由金属材料制成，具有良好的密封性能和耐腐蚀性。
阀芯的结构形式多样，常见的有直杆式和斜杆式两种。
3. 驱动器：比例阀的驱动器是控制阀芯运动的装置，它通常由电机、电磁铁或液压马达等组成。
驱动器接收传感器反馈的信号，通过控制阀芯的位置来调节流体流量。
4. 传感器：比例阀的传感器用于监测需要控制的参数，如压力、液位、温度等。
传感器将监测到的信号转化为电信号，传输给驱动器，从而实现对比例阀的控制。
三、比例阀的工作原理比例阀的工作原理是基于流体力学和控制理论。
1. 流体力学原理：当驱动器接收到传感器反馈信号后，通过控制阀芯的位置来调节流体流量。
当阀芯关闭时，流体无法通过阀门；当阀芯打开时，流体可以顺畅地通过阀门。
通过调节阀芯的开度，可以控制流体的流量大小。
2. 控制理论原理：比例阀的驱动器接收到传感器反馈信号后，会根据设定值和实际值之间的偏差来控制阀芯的运动。
通常采用PID控制算法，即比例、积分和微分控制。
比例控制用于快速调节偏差，积分控制用于消除稳态误差，微分控制用于抑制系统的震荡。
比例阀的工作过程如下：传感器监测到需要控制的参数，并将信号传输给驱动器；驱动器根据传感器信号和设定值之间的偏差，控制阀芯的运动；阀芯的运动使阀门的开度发生变化，从而调节流体的流量；流体的流量变化会引起被控参数的变化，反馈给传感器，形成闭环控制。
四、比例阀的应用领域比例阀广泛应用于工业自动化控制系统中。
常见的应用领域包括液压系统、气动系统、温度控制系统等。
[说明]液压比例阀控制器
![[说明]液压比例阀控制器](https://img.taocdn.com/s3/m/6bbd0f7f001ca300a6c30c22590102020740f2f7.png)
第六章液压系统比例阀控制器6.1 前言比例控制阀主要用于开回路控制(o pe n loo p co nt rol);比例控制阀的输出量与输入信号成比例关系，且比例控制阀内电磁线圈所产生的磁力大小与电流成正比。
在传统型式的液压控制阀中，只能对液压进行定值控制，例如:压力阀在某个设定压力下作动，流量阀保持通过所设定的流量，方向阀对于液流方向通/断的切换。
因此这些控制阀组成的系统功能都受到一些限制，随着技术的进步，许多液压系统要求流量和压力能连续或按比例地随控制阀输入信号的改变而变化(图6-1.1)。
液压伺服系统虽能满足其要求，而且精度很高，但对于大部分的工业来说，他们并不要求系统有如此高的质量，而希望在保证一定控制性能的条件下，同时价格低廉，工作可靠，维护简单，所以比例控制阀就是在这种背景下发展起来的。
比例控制阀可分为压力控制阀，流量控制及方向控制阀三类(如图6-1.2所示)。
1.压力控制阀:用比例电磁阀取代引导式溢流阀的手调装置便成为引导式比例溢流阀，其输出的液压压力由输入信号连续或按比例控制。
2.流量控制阀:用比例电磁阀取代节流阀或调速阀的手调装置而以输入信号控制节流阀或调速阀之节流口开度，可连续或按比例地控制其输出流量。
故节流口的开度便可由输入信号的电压大小决定。
3.方向控制阀:比例电磁阀取代方向阀的一般电磁阀构成直动式比例方向阀，其滑轴不但可以换位，而且换位的行程可以连续或按比例地变化，因而连通油口间的通油面积也可以连续或按比例地变化，所以比例方向控制阀不但能控制执行组件的运动方向外，还能控制其速度。
以上各种比例阀所作动的液压组件为液压缸或液压马达。
6.2 比例阀控制器内部方块之意义与功能比例阀控制器内部包含各种电路模块，每一个模块有其特定功能及用途并以符号来代表，此处就每一个模块的功能及原理来说明之。
1.斜坡产生器(Ramp Ge ner ator)图6-2.1为斜坡产生器之符号图，斜坡产生器(Ramp Ge ne r ator)主要是将瞬间的电压变化量转换成带有时间延迟的电压变化，也就是说当输入电压改变时，斜坡产生器会将原先的阶梯式电压变化量缓慢地改变到改变后之电压，而在原先电压与改变后电压之间就会得到一随时间上升或下降的斜坡(Ramp)，所以Ramp Ge ner ato r斜坡产生的原理跟积分器作用的原理是一样的。
比例调节阀工作原理
比例调节阀工作原理比例调节阀（Proportional Control Valve）是一种常用的工业自动控制装置，用于调节流体介质（如液体或气体）的流量，以满足系统的控制要求。
它采用了比例控制的原理，根据输入的控制信号和反馈信号的差异，调整阀门的开度，以达到所需的流量调节效果。
1.控制信号输入：比例调节阀通常通过电气信号（电压或电流）来控制。
信号源可以是一个自动控制系统，如PLC（可编程逻辑控制器）或DCS（分布式控制系统），也可以是手动调节的操作控制器。
控制信号的大小和方向（正向或反向）根据系统的要求而定，通常是以标准信号的形式输入。
2.控制信号转换：控制信号首先被电动执行器接收，并经过一系列的电子、电气或机械装置进行转换。
这些装置可以将信号的大小和方向转化为适当的力或力矩，并传递给阀门的开关机构。
通常，电动执行器中会配备一个电动驱动装置（如电机或电磁线圈），该装置能够将电气信号转化为机械动作。
3.阀门动作：阀门的开关机构将电动执行器传递过来的力或力矩转化为阀门的开度。
阀门通常采用一个旋转式的阀芯来控制介质的流量，阀芯的旋转角度与阀门的开度成正比。
阀芯的旋转由执行器内部的马达或电磁线圈控制，其转动力矩与电动执行器接收到的控制信号成正比。
4.反馈控制：比例调节阀通常还配备有一个反馈机构，用于监测阀门的实际开度，并将其反馈给控制系统。
反馈信号通常由一个位置传感器提供，可以通过测量阀门芯的位置来获取。
控制系统通过比较控制信号和反馈信号的差异来确定阀门的开度是否符合要求，如果不符合，控制系统将调整控制信号的大小和方向，进而调整阀门的开度，以使它与系统的要求相匹配。
以上就是比例调节阀的主要工作原理。
比例调节阀通常用于需要精确控制流量的应用，如化工、电力、冶金和石油等行业中的流程控制系统。
它的主要优点是响应速度快、精度高、可靠性好，并能够适应不同的工作环境和介质。
比例阀控制型调速器
比例阀控制型调速器简介比例阀控制型调速器是一种常用于工业领域的调速设备，它通过调整比例阀的开度来控制液压马达的转速，实现对机械设备的调速。
本文将介绍比例阀控制型调速器的工作原理、应用场景、优缺点以及使用注意事项。
工作原理比例阀控制型调速器基于液压传动的原理，利用液压系统的高速闭环控制来实现对设备的精确调速。
其基本原理如下：1.液压泵将液压油供应给液压马达，产生转动力。
2.液压油经过比例阀控制开度，调整液压马达的转速。
3.闭环调速系统通过传感器实时检测液压马达的转速，并与期望值进行比较。
4.控制器根据转速偏差，调整比例阀的开度，使液压马达的转速接近期望值。
5.调速器持续监测和调整液压马达的转速，以保持设备在期望转速范围内稳定运行。
应用场景比例阀控制型调速器广泛应用于各种需要精确调速的机械设备中，特别是下列领域：1.制造业：比例阀控制型调速器可应用于各类生产线上的设备，如注塑机、冲床、铣床等。
它可以实现设备的快速启停和准确调速，提高生产效率和产品质量。
2.石油化工：在石油化工生产过程中，比例阀控制型调速器可用于压缩机、泵站、风机等设备的调速，确保生产过程的稳定性和安全性。
3.高铁和航空：比例阀控制型调速器可应用于高铁和航空领域的传动系统中，实现高速列车和飞机的精确调速和平稳运行。
优缺点比例阀控制型调速器相比其他调速器具有以下优点：1.精确性：通过闭环调速系统的精确控制，比例阀控制型调速器可以实现较高的转速精度和稳定性。
2.可调性：比例阀的开度可通过控制器进行调整，适应不同的工作场景和需求。
3.响应速度快：由于采用液压传动，比例阀控制型调速器具有较快的响应速度，可以实现快速启停和快速调速。
然而，比例阀控制型调速器也存在一些缺点：1.复杂性：相对于其他调速器，比例阀控制型调速器的调试和维护较为复杂，需要专业技术人员进行操作和维护。
2.成本较高：由于液压传动系统和闭环控制系统的需求，比例阀控制型调速器的成本相对较高。
比例阀原理图
比例阀原理图比例阀是一种常见的液压控制元件，它通过改变流体通道的截面积来实现对流体流量的调节，从而控制液压系统的工作压力、流量等参数。
比例阀原理图是对比例阀内部结构和工作原理进行图解和说明的文档，通过原理图可以清晰地了解比例阀的工作原理和结构特点，有助于工程师和技术人员进行比例阀的选型、安装和维护。
比例阀原理图一般包括比例阀的主要部件、工作原理、控制方式等内容。
比例阀的主要部件包括阀芯、阀座、电磁铁、反馈电阻、阀体等。
阀芯是比例阀的核心部件，它通过电磁铁的控制来改变阀口的开度，从而调节流体的流量。
阀座则起到密封和支撑阀芯的作用，保证阀芯的稳定工作。
电磁铁是比例阀的控制元件，它接收控制信号，通过电磁激磁产生磁力，驱动阀芯运动，实现对流量的调节。
反馈电阻则用于监测阀芯的位置，将实际位置信号反馈给控制系统，实现闭环控制。
阀体则是比例阀的外壳，起到支撑和固定其他部件的作用。
比例阀的工作原理是基于流体力学原理的，当控制信号作用于电磁铁时，电磁铁产生磁力，驱动阀芯运动，改变阀口的开度，从而改变流体通道的截面积，实现对流量的调节。
比例阀的控制方式一般包括电压控制、电流控制、PWM控制等，不同的控制方式适用于不同的工况和控制要求。
比例阀原理图对比例阀的内部结构和工作原理进行了图解和说明，通过原理图可以清晰地了解比例阀各部件之间的关系和工作原理，有助于工程师和技术人员进行比例阀的选型、安装和维护。
比例阀原理图还可以作为教学和培训的教材，帮助学习者更加直观地理解比例阀的工作原理和结构特点。
总之，比例阀原理图是对比例阀内部结构和工作原理进行图解和说明的文档，通过原理图可以清晰地了解比例阀的工作原理和结构特点，有助于工程师和技术人员进行比例阀的选型、安装和维护。
希望本文对比例阀的理解有所帮助。
比例阀在冲击式水轮机调速器中的应用
价值工程1概述比例阀是介于普通工业液压阀和电液伺服阀之间的一种电液压阀，其构成上一般由比例电磁铁和相应机能的阀件组成，比例电磁铁由铁芯、线圈以及固定件组成，而由其推动的阀件可以是压力阀、流量阀、方向/流量阀或复合阀。
比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。
阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。
比例阀的电气操纵方式，可以使用模拟信号，也可采用耗电小和电流放大简单的脉宽调制信号（PWM 信号）。
由于比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，因此应用领域日益拓宽。
2常见比例阀特点常见的比例阀主要有比例方向流量控制阀和比例伺服阀。
其中，比例方向流量控制阀是一种能按输入电流信号连续控制液流方向和流量的电液控制阀，它具有如下主要特点：①比例电磁铁的输入功率较大，推力大，不容易造成活塞卡阻；②比例方向流量控制阀的流量在与比例伺服阀同样的压差情况下，其输出流量要大于比例伺服阀，单阀口压降约（0.25~0.8）Mpa ，其系统能耗和温升远比采用比例伺服阀的系统低；③比例方向流量控制阀在中位有较大的搭叠量，处在中位时没有漏油量，接力器在工作中不会频繁调节，可以保证受控负载的位置不漂移；④可以象普通换向阀一样，采用不同的滑阀中位机能；⑤存在（3~5）%的静态滞环、较大的非线性，且动态响应低；⑥由于存在较大的中位搭叠量，对弹簧又具备了一定的预压缩量，因此其零位控制死区很大，其起始控制电流值可达额定控制电流的（10~20）%。
比例方向流量控制阀按其流量控制方式，可分为开度控制型和流量控制型两大类。
前者受控量是阀芯的位移，输出流量受到负载压力及供油压力的影响；后者采用压力补偿或流量反馈，其被控量取决于控制电流，而与负载压力及供油压力变化无关。
为简化控制环节、提高可靠性，在水轮机调速器中常采用前者作为电液转换元件。
比例阀的调整说明
比例阀的调整说明比例阀是工业自动化过程中常用的一种控制阀，它的主要用途是调节流体介质的流量和压力，使得流体系统能够按照预定的比例工作，从而实现对工业过程参数的精确调控。
下面是比例阀的调整说明。
1.准备工作：在进行比例阀的调整前，需要先进行准确的参数设定。
这包括需要调整的流量、压力范围以及所需的精度等。
同时，还需要了解控制系统的工作原理和控制模式。
2.比例阀的调整步骤：（1）将比例阀安装到系统中，并正确连接好进出口管线。
（2）调整比例阀的调节参数，比如开度范围、零点漂移、灵敏度等。
这些参数通常可以通过阀体上的调节螺丝来进行微调，具体调整方法需要查看比例阀的说明书。
（3）进行初步调试。
打开系统控制开关，观察比例阀的实际工作情况，检查是否存在异常情况。
（4）根据系统的要求，对比例阀的调节范围进行进一步调整。
比例阀的调节范围是指阀门的最小和最大开度之间的比例关系，调整范围越大，阀门的控制精度就越高。
（5）进行性能测试。
将比例阀置于工作状态下，通过外部信号调节阀门的开度，观察管道中介质的流量和压力变化，检查比例阀的控制精度是否满足要求。
3.比例阀的故障排除：在进行比例阀的调整过程中，如果出现工作不正常的情况，需要进行故障排除。
常见的比例阀故障包括阀门无法开启或关闭、阀门卡死、阀门漏气等。
故障排除的方法通常包括以下几个步骤：（1）检查比例阀的电源是否正常，电压是否稳定。
（2）检查阀门是否受到堵塞或损坏，是否需要进行清洗或更换部件。
（3）检查比例阀所处的管线是否存在压力异常或泄漏现象，必要时需要修复或更换管线。
（4）通过仪器检测比例阀的开度和闭合情况，观察是否存在异常。
4.比例阀的维护与保养：为了确保比例阀的正常工作，需要进行定期的维护与保养。
具体包括：（1）清洗比例阀，去除积聚在阀门表面的污垢或杂质。
（2）定期检查比例阀的阀门动作是否灵活，需要加油或更换易损部件。
（3）检查比例阀的电源连接是否良好，电压是否稳定。
比例阀控制器控制原理【详解】
比例控制放大器和比例电磁铁构成比例控制系统，简称为比例控制器。
其性能优劣直接影响比例阀的综合性能。
对于单个部件如比例控制放大器和比例电磁铁都能到达设计要求，组成系统后不一定符合系统的要求，其原因是系统中存在各单元之间的参数匹配问题。
通过对比例控制系统综合性能的测试，利用系统中各单元的可调部分，调整相应的参数，使系统达到最佳匹配，这是设计本系统的目的。
电液比例阀是一种根据输入的电气信号,连续地、按比例地对油液的压力、流量等参数进行控制的阀类。
它不仅能实现复杂的控制功能,而且具有抗污染、低成本、响应快等优点，在液压控制工程中获得越来越广泛地应用。
比例控制放大器是一种用来对比例电磁铁提供特定性能电流，并对电液比例阀或电液比例控制系统进行开环或闭环调节的电子装置。
它是电液比例控制元件或系统的重要组成单元。
比例电磁铁作为电液比例控制元件的电-机械转换器件，其功能是将比例控制放大器输给的电流信号转换成为或位移，比例电磁铁推力大,结构简单，对油质要求不高，维护方便，成本低廉，是电液比例控制技术中应用最广泛的电-机械转换器件。
比例电磁铁的特性及工作可靠性，对电液比例控制系统和元件具有十分重要的影响，是电液比例控制技术关键部件之一应用：比例控制器是电液比例控制系统核心部分，现代电液比例控制器集成了式比例放大器、智能控制器、现场总线接口等数字化功能模块，为了与比例阀集成一体化设计，比例控制器应微型化和有高能效比，国内在比例控制器的设计上与国外，还有较大的差距,特别是高能效设计的缺少，国内比例控制器的能耗较高。
智能型比例控制器的特点：（1）体积小型化、集成化一体化设计由于传感器和电子器件的小型化，出现了传感器、测量放大器、控制放大器和阀复合一体化的元件，世界各大液压公司在其新型开发的比例控制系统中，将电子线路内置封装于阀或泵等中，减少了导线和插装，整体上看简洁，对使用者要求更低，系统可靠性更高。
（2）数字化、智能化采用数字芯片和微处理器，通过软件实现原来由硬件实现的各种控制功能，使用灵活方便且成本低廉。
比例阀的原理和作用
比例阀的原理和作用好嘞，今天咱们聊聊比例阀。
这玩意儿虽然听上去有点复杂，但其实它就是工业界的小帮手，像是你的得力助手，默默在背后操控着各种机器，让它们运转得更平稳。
比例阀，你问它的原理，简单来说，就是通过调整流体的流量和压力来控制机器的动作。
就像你开车一样，油门一踩，车子就跑，油门一松，车子就停，比例阀就是这么个意思，控制得当，机器运行得就妥妥的，反之，如果调皮捣蛋，那可就麻烦了。
想象一下，你在开一个大型的工程车，突然需要它停下来，或者需要加速，那时候比例阀就像你身边的老司机，轻轻一转，油门的反应立刻就到位。
流量和压力就像你给油的力度，调得好，车子就能在各种复杂地形下游刃有余，像一只灵巧的鹿。
可要是你把油门踩得太死，车子就可能抖动得厉害，甚至出事故，这不就是比例阀的魅力所在嘛，控制得当，百事可乐。
而且啊，比例阀的应用可广泛了，从汽车到工程机械，再到各种制造设备，都少不了它的身影。
比如说，在一个自动化生产线上，比例阀就负责调节气缸的动作，让机器的手臂可以精确地抓住每一个零件，不多也不少，简直是技术界的“细节控”。
想象一下，如果没有比例阀，那个机械手臂就像没喝早茶的熊猫，动作笨拙得让人心慌，连个简单的抓取都搞得一团糟。
咱们再来说说比例阀的种类。
市面上有电磁比例阀、液压比例阀、气动比例阀等等，形形色色，五花八门。
就好比餐馆的菜单，总能找到你爱吃的那一款。
电磁比例阀运用电流的变化来调节流体，而液压比例阀则是利用液体的压力变化，气动比例阀则是通过气体来实现控制。
每种比例阀都有自己的“拿手好戏”，根据不同的需求，选择适合的就是了，真是各有所长，百花齐放。
说到这里，比例阀的作用可不仅仅是控制流量，还是保障系统安全的重要一环。
试想一下，如果比例阀失灵，那机器就像一头发狂的野牛，搞不好就会出大乱子，损失可就惨重了。
所以，定期检查和维护比例阀是非常重要的，毕竟安全第一嘛，谁都不想在工作时出个小差错，最后成了笑话。
现在，比例阀的智能化趋势也越来越明显了，现代的比例阀可以通过传感器实时反馈数据，甚至可以通过计算机来进行精准控制。
比例阀在冲击式水轮机调速器论文
比例阀在冲击式水轮机调速器中的应用摘要：本文阐述了比例阀的工作原理，并针对两种常用的比例阀，即比例方向流量控制阀和比例伺服阀的特点进行了介绍，进一步对比例方向流量控制阀和比例伺服阀在大型冲击式水轮机调速器的应用情况作了比较。
abstract： this paper expounds the working principle of proportional valve， and is aimed at two kinds of commonly used proportional valve， namely proportional flow control valve and a proportional servo valve are introduced， and further makes comparison on the applications of the proportional flow control valve and a proportional servo valve in large impact type hydraulic turbine governor.关键词：比例阀；比例方向流量控制阀；比例伺服阀；冲击式水轮机电液调速器key words： proportional valve；proportional flow control valve；proportional servo valve；impact water wheel hydraulic governor中图分类号：tv734 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2012）30-0028-021 概述比例阀是介于普通工业液压阀和电液伺服阀之间的一种电液压阀，其构成上一般由比例电磁铁和相应机能的阀件组成，比例电磁铁由铁芯、线圈以及固定件组成，而由其推动的阀件可以是压力阀、流量阀、方向/流量阀或复合阀。
典型微机调速器
二、高油压微机调速器参数、功能、性能指 标和技术特点
一）主要技术参数
比例系数 KP: 0.5~20 积分系数 KI：0.05~101/s KI： 微分系数 KD: 0~5s 频率给定 FG: 45~55HZ 功率给定 PG：0~100% PG： 永态转差系数 bp: 0~10% 人工死区E: 人工死区E: 0~1% 机频、网频信号电压：AC 机频、网频信号电压：AC 0.2~160V 交流电源: 交流电源: AC 220V 直流电源：DC 220V或 直流电源：DC 220V或DC 110V 工作油压范围：14~16Mpa 工作油压范围：14~16Mpa 事故低油压：11Mpa 事故低油压：11Mpa 蓄能器充气压力：8.5~9Mpa 蓄能器充气压力：8.5~9Mpa 操作功：10 操作功：10 000/18 000/30 000/50 000Nm
3.面板显示及操作 用户可以通过面板了解调速器当前的运行状态、调 节参数和运行参数，进行参数修改、手自动切换、增减 功给（频给）等。 GKT高油压调速器电气柜液晶屏如图5-4所示，用于 显示调速器和机组的运行状态及参数，如开机、；停机、 并网、机频、网频、开度、PID参数等。所有参数分3屏 显示。第一屏显示机频、网频、开度和调节输出；第二 屏显示功率给定、频率给定、永态转差系数（bp）和人 工死区（E），其余参数在第三屏上显示。前两屏在最 下一行显示运行状态，屏与屏之间的切换可按上翻键▲ 或下翻键▼。 显示屏右侧有15个按键，分别是“0~9”数字键， “清除”键、“确认”键、“复位”键、上翻键▲、下 翻键▼。第二屏和第三屏上的参数均可通过按键修改。
2 .机械液压部分
（1）工作油压提高到16Mpa,减少了调速器的液压放大环节， 结构简化；体积小，重量轻，用油少；电站布置方便、 美观。 （2）采用了电液比例随动装置、高压油源等现代电液控制 技术，具有优良的速动性及稳定性，工作可靠，自动 化程度高。
在流溪河发电公司比例伺服阀和数字阀冗余式调速器改造
１５ ９ ８年投产 ， 经过增 容改造 ， 现装机容量为 ４ Ｍ ８ Ｗ。本公 司运
行 十多年的 ｗ ｒＳ １０型调速器 电气老 化、电液转换器故 障 — 一０ 率 高等原 因，０ ３ ２ ０ 年对 四台调速机进行改 造 ，选用 武汉 ２０— ０５ 三联公司的 Ｐ ＷＴ ８ Ｓ － ０型 比例伺服 阀和数字 阀冗余式水 轮机 调速器 ， 使用效果 良好 。
一
级是由 比例伺 服阀和液压缸组成 的电液转换器或 数字 阀和
液 压缸组成 的电液转换器 ，第二级是 由引导 阀和辅 助接力器 组 成的液压放大器 ， 第三级是 主配压 阀和主接力器 ， 电液转 换部 分由 比例伺服 阀＋数字阀 ＋机 械手动组成冗 余结 构。比例伺服 阀以及数字 阀都起电液转换作用 ， 电气信 将
备用运行方式。 ３ 机 械 手 动 方 式 ．
二 、 械液 压 系统 机
（ ） 一 结构 说 明
由高速数字球 阀上 的手动操作按钮构成 的机 械手动满足 黑启动 和黑操作的手动运行要求 。 因此这种冗余 容错 的机械液压系统将传统 的机械手动操 作赋 予一 个全新的概念 和功能 ，实现 了引导 阀的位移控制和 流量控制（ 比例 阀伺 服 阀是位 移控制 ， 数字球 阀是 流量 控制） ， 两者之 间既可人为选择 ， 也可 由电气 自动切换 。
及 分析 等 。
［ 关键词】 水电厂； 调速器； 改造
流溪河 发 电公 司位 于广州 从化 市东北 部约 ３ Ｏ公里处 ， 实现 自动控制运行方式 和机 械手动运行方式二合 为一 ，免独 立机 械手 动机 构。一般 调速器的机械液压系统普遍 采用 自动 控制运行方式 和机械手 动运 行方式分立的形式 ，而 机械手动
（ ） 三 电液 转换 环 节
水电站调速器讲义
正常运行时， 压力油经过紧急停机电磁阀 进入辅助接力器上腔和控制油路。在事故 情况下,紧急停机电磁阀动作,使辅助接力器 上腔接通排油,同时切断了控制油路的压力 油源，使主配活塞快速上移，实现紧急停 机。
6、滤油器 双联滤油器系指滤油器有两只滤器，其中
一只工作另一只备用，并且两只滤器切换 时不断流，以保证用油系统供油的连续， 进行在线（机组运行中）切换。其设计原 则是，具有足够大的通油能力，压力损失 小；过滤精度满足设计要求；滤芯具有足 够的强度和纳污容量；滤芯能在规定温度 下长期工作以及滤芯的更换、清洗及维护 方便。
30 进罐总截止阀
46 附油箱
13 桨叶接力器
29 主供油阀
45
12 桨叶位移传感器 11 桨叶手动操作阀
28 辅助供油阀 27 滤油器
44 附油箱电机泵组 43 附油箱进油阀
10 桨叶电液比例阀 26 自动补气装置
42 附油箱排气截止阀
9 桨叶主配压阀
25 浮子油位计
41
8 桨叶滤油器
24 压力油罐
2、自动控制通道采用德国BOSCH电液 比例阀作为电液转换组件动控制通道采用手动操作阀作为电液 转换组件执行组件，当自动信道故障或调 试时，则用截止阀切换到手动控制方式。
4、采用具有液压内反馈的自复中主配压阀， 主配压阀的控制信号为控制油流量，由比 例阀直接控制主配。当电源消失或电气故 障时，可保持机组故障前工况。
2、主配压阀
主配压阀与传统的结构不同，其引导阀芯 被可靠地固定于中位，不能上下运动。参 见图3。
主配压阀与传统的结构不同，其引导阀芯 被可靠地固定于中位，不能上下运动。正 常运行时，主配压阀的引导阀接通压力油。 当通往辅助接力器上腔的控制油路被切断 时，主配活塞必然与引导阀芯一样处于中 位，以使其辅助接力器上腔的油压力与该 活塞进油腔的差压力相平衡。当通往辅助 接力器上腔的控制油路与排油接通时，主 配活塞受其进油腔差压力的作用而向上偏 离中位，使得辅助接力器上腔通过引导阀 接通压力油。当进入辅助接力器上腔的压 力油流量与排油流量相等时，主配活塞将 稳定在中位上方的某一位置。显然，辅助 接力器上腔的排油量越大，使主配活塞稳 定所需的压力油流量就越大，
对不同种类水轮机调速器的分析和探究
对不同种类水轮机调速器的分析和探究摘要:目前，水电厂所使用的水轮机调速器主要是电液伺服阀类、比例伺服阀类以及电机类调速器，在调速系统运行中，不同种类有不同的优缺点，本文主要通过逐一分析讨论，数据比较，并且结合发展方向，确定最为适合的调速器，调高水电行业的整体效率和技术。
关键字：水轮机调速器比较中图分类号: U261.27文献标识码：A文章编号：引言水轮机调速器作为水电站的基础设备，它的作用尤为突出，能够合理的选择适合的水轮机调速器很重要。
在整个水轮机的系统中，调速器是维持发电机组频率稳定以及负载的重要环节，并且受自动化系统的控制，保证起作用的正常发挥，配合水电站完成发电工作。
以下主要介绍水轮机调速器的合理选择性。
1水轮机调速器的概述水轮机调速器的作用是保证水轮发电机组的频率稳定、维持电力系统负荷平衡,并根据操作控制命令完成各种自动化操作,是水电站的重要基础控制设备。
虽然,国内外水轮机微机调速器的型式各异.但总体上都具有如图 1 所示的微机调节器、电液转换环节、液压放大环节、位移反馈几个部分,它们与水轮机的接力器油缸共同组成一个闭环的水轮机微机调速系统。
图l水轮机微机调速器的系统构成其中电液转换环节的作用是将微机调节器的电信号转换成液压信号,处在整个调速器系统的机电结合交点上,是调速系统的关键部件,其性能直接关系到整个调速系统的控制精度、响应性能.也直接制约着整个系统工作的可靠性。
按照电液转换型式的不同,目前水电行业内主要有以下三类调速:电液伺服阀类、比例伺服阀类和电机类调速器。
电液伺服阀类调速器出现较早,在经历了数十年使用经验的积累及加工手段的改进后,性能有了较大提高。
然而基本结构却没有什么本质变化,抗油污能力没有多少改观,已趋于被市场淘汰。
2比例伺服阀类调速器和电机类调速器的分析比较2.1 比例伺服阀类调速器比例伺服阀是在电液伺服阀基础上发展起来的,它输出的流量或压力连续且与输人的电信号成比例。
比例阀控制器工作原理图解
比例阀控制器工作原理图解
比例阀控制器工作原理图解如下：
[插入比例阀控制器工作原理图]
图中标注的部分为比例阀控制器的主要组成部分，包括比例阀、传感器、控制电路和执行机构。
比例阀是控制液压流量的关键设备，它根据控制电路输入的信号调节阀门的开启程度，从而控制液压系统中液压流量的大小。
传感器是测量液压流量或其他液压参数的装置，它将测得的参数转化为电信号输入给控制电路。
控制电路是比例阀控制器的核心部分，它接收传感器的输入信号，并通过处理这些信号来产生比例阀的控制信号。
控制电路通常由微处理器或其他电子元件组成，可以根据系统要求进行编程或设置。
执行机构是比例阀控制器的输出部分，它根据控制电路的指令调节比例阀的开启程度。
执行机构通常由电磁阀或电机驱动的阀门组成，通过改变阀门的开闭来调节液压流量。
比例阀控制器工作原理图解不包含标题，只展示了比例阀控制器的各个组成部分，以及它们之间的关系和工作流程。
比例阀工作原理
比例阀工作原理比例阀是一种常见的液压控制元件。
主要用于通过改变控制信号的大小来控制液压系统的流量或压力。
比例阀广泛应用于各种工业和机械设备中，如冶金、化工、农业机械、建筑机械等领域。
比例阀主要由阀芯、阀座、比例电磁铁、弹簧、导向阀等部件组成。
其工作原理基本上是通过比例电磁铁控制阀芯的位置来调节液压系统的流量或压力。
比例阀的工作原理可以分为两个基本类型：流量控制和压力控制。
流量控制比例阀的工作原理流量控制比例阀主要用于控制液压系统中的流量。
该比例阀的构造和普通调节阀类似，主要由阀芯和阀座两个部分组成。
阀芯上有一个圆形的开口，当阀芯在闭合状态时，开口与阀座紧密贴合，阀门关闭。
当有控制信号输入到比例电磁铁时，电磁铁产生的磁力作用使得阀芯发生位移，开口逐渐打开。
开口越大，液体通过阀门的流量也就越大。
流量控制比例阀的开口大小与控制信号的大小成比例关系。
当控制信号达到一定的程度时，开口将完全打开，流量也将达到最大值。
流量控制比例阀也称为比例流量阀。
常见的流量控制比例阀还有多级流量控制比例阀。
多级流量控制比例阀由多个独立的比例阀组成，可以实现更精确的流量控制。
压力控制比例阀的工作原理压力控制比例阀主要用于控制液压系统中的压力。
该比例阀的工作原理与流量控制比例阀类似，但其控制的是系统中的压力。
压力控制比例阀的构造和流量控制比例阀类似，主要由阀芯和阀座两个部分组成。
阀芯上有一个小孔，当控制信号的大小改变时，比例电磁铁的磁力作用使得阀芯发生位移，控制小孔的开合程度。
当小孔越小，通过阀门的流量也就越小，液压系统中的压力也越大。
压力控制比例阀也称为比例压力阀。
与流量控制比例阀类似，压力控制比例阀的开口大小也与控制信号的大小成比例关系。
当控制信号达到一定的程度时，阀门关闭，阻止液体通过，保持液压系统中稳定的压力。
总结比例阀以其精确的流量和压力控制能力在液压系统中得到广泛应用。
比例阀工作原理基于比例电磁铁的磁力作用，通过控制阀芯的移动来实现对系统的流量和压力的精确控制。
比例阀控制器工作原理
比例阀控制器工作原理
比例阀控制器是一种用于调节液体或气体流量的装置。
它基于比例阀的工作原理进行操作。
比例阀是一种可调节开度的阀门，它通过改变阀门的开启程度来控制介质的流量。
比例阀控制器主要由比例阀、传感器、控制电路和执行机构等组成。
传感器用于监测系统的输入和输出参数，如压力、流量等。
控制电路根据传感器的反馈信号，计算出控制阀门的开度信号，并通过执行机构对比例阀进行相应的调节。
执行机构通常是一个电动机或气动装置，它通过改变阀门的开启度来控制流量。
当系统的输出参数与设定值不一致时，传感器将会检测到这一差异，并发送反馈信号给控制电路。
控制电路会根据设定的控制算法计算出相应的控制信号，然后将信号传递给执行机构。
执行机构接收到控制信号后，会调整阀门的开度，从而使系统的输出参数逐渐接近设定值。
比例阀控制器通过不断的监测和调整，使系统的输出参数能够稳定在设定值附近。
它可以实现精确的流量控制，适用于需要精密控制的工业自动化领域。
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为提高阀口开度控制精度、优化整阀的动态特性，可采用 带主阀芯位置电反馈结构的先导式比例方向流量阀，或在主阀 芯位置电反馈的基础上，给先导阀也增设位置电反馈，构成先 导级及主级－二级位置电反馈。由于这两种改进型结构的先导 式比例方向流量阀在水轮机调速器中的应用极少，故不在此专 门介绍了。 图3. 先导式比例方向流量阀
比例阀在水轮机调速器中的应用，主要是比例方向流量控
制阀、比例伺服阀，后者其实是特殊形式的高性能比例方向流
量控制阀，也称闭环比例阀。
1）比例方向流量控制阀的特点及分类
比例方向流量控制阀是一种能按输入电流信号连续控制液
流方向和流量的电液控制阀，它具有下列主要特点：
⑴滑阀配合间隙仅和一般换向阀相当，因此对油质要求较低；
检测电磁铁铁芯的位置，即阀芯的确切位置，若有一定的位
置误差，就会产生一个反馈信号给放大器，输入信号和反馈
信号在放大器内比较，两个数值比较后，产生一个偏差信号
输入电磁铁，以补偿干扰产生的阀口开度误差；此时阀口开
度仅取决于输入的电流信号，而与摩擦力、液动力等干扰无
关。
•比例伺服
图2. 带位置反馈的直控式比例方向流量阀 阀
2）直控式比例方向流量阀
图1为不带位置反馈的直控式比例方向流量阀的结构示意图
，属于节流控制型方向流量阀。图中，进油口为P、出油口
为A/B、回油口为T。
•比例伺服
图1. 不带位置反馈的直控式比例方向流量阀 阀
•图1. 不带位置反馈的直控式比例方向流量阀
•出油 口 •进油 口
•出油 口
•回油 口
当比例电磁铁不通电时，阀芯由复位弹簧保持在中位，当向 左侧电磁铁输入一个电流信号时，电磁铁就会产生一定的推力， 推动阀芯克服弹簧力向右移动一定距离，阀芯相对于阀体的控制 台阶移动一定的开口量，P腔到B腔、A腔到T腔流过一定的流量。 若输入连续的电流信号，则开口量就会随之呈线性变化，使通过 阀的液流流量成比例变化。右侧电磁铁输入电流信号时，也会产 生类似的变化，只不过液流方向相反。改变左、右比例电磁铁的 信号，就可使液流改变方向和流量。而普通的电磁铁换向阀只有 左、中、右3个位置，不可能在中间任一位置停留。
比例方向流量控制阀按其流量控制方式，可分为节流控
制型和流量控制型两大类。前者受控量只是阀芯位移即阀口
开度，输出流量受负载及供油压力变化的影响；后者采用压
力补偿或流量反馈，其被控流量只取决于控制电流，而与负
载及供油压力变化无关。为降低使用要求、简化控制环节，
在水轮机调速器中常采用前者作为电液转换元件。
⑵比例电磁铁的输入功率较大，比伺服阀大一个数量级，这是
提高其工作可靠性的技术措施之一；
•比例伺服 阀
⑶比例方向流量阀的额定工作压差比伺服阀低一个数量级， 与普通换向阀相当，单阀口压降约(0.25～0.8)MPa，其系统 能耗和温升远比采用伺服阀的系统低； ⑷中位搭叠量较大，这是为降低成本而作出的一种抉择。但 因此也成了一个附带的优点，在失电时能保证受控负载的位 置不漂移； ⑸可以象普通换向阀一样，采用不同的滑阀中位机能； ⑹存在着(3～5)%的静态滞环、较大的非线性，且动态响应 要比伺服阀低； ⑺由于存在较大的中位搭叠量，对中弹簧又具有一定的预压 缩量，因此其零位控制死区很大，其起始控制电流值可达额 定控制电流的(10～20)%.
不带位置反馈的直控式比例方向流量阀由于受摩擦力及阀口 液动力等干扰的影响，阀芯定位精度不高，尤其在高压大流量情 况下，液动力的影响更加突出。
为提高阀口开度控制精度，可采用带位移电反馈的比例
方向流量阀。
如果在图1所示的比例电磁铁末端加装位移传感器，就
可构成电反馈比例方向流量阀。参见图2，位置传感器可以
比例阀控制流体属于模拟式流体控制，比例阀是介于普 通工业液压阀和电液伺服阀之间的一种液压阀。
一般由比例电磁铁与相应机能的阀件组成。比例电磁铁 由线圈、铁芯、固定件组成，而由其推动的阀件可以是压力 阀、流量阀、方向/流量阀或复合阀。比例电磁铁巧妙地利 用了磁性材料磁通密度的饱和特性，使电磁作用力与电流成 比例。由于比例阀铁芯的电磁力与输入比例线圈的电流成正 比，而铁芯的反作用力则由复位弹簧来平衡，这就决定了电 流与铁芯位移之间具有一定比例关系。而比例阀的阀芯则由 电磁铁铁芯带动，从而实现对液压参量的比例控制。至于比 例阀的电气操纵方式，可以使用模拟信号，也可采用耗电小 和电流放大简单的脉宽调制信号(PWM信号)。
•图2. 带位置反馈的直控式比例方向流量阀
3）先导式比例方向流量阀 与普通换向阀一样，大通径比例方向流量阀由于主阀芯运动
所需的操纵力很大，需要采用先导结构。图3的结构系减压型先导 阀＋主阀弹簧定位型比例方向流量阀，这种结构比较常见。与直 控式比例阀的主要区别在于增加了先导阀，图中的导阀系比例电 磁铁操作的压力控制阀(三通减压阀)，用减压阀作导阀的好处是 不必持续消耗控制油。主阀采用单弹簧对中，弹簧有预压缩量， 当先导阀无输入信号时，主阀芯2的两端无压力，主阀芯对中。
其大致工作过程是：电液比例减压型先导阀电磁铁接收输入 的电流信号，输出与之成比例的控制压力信号，与输入信号极性 相对应的两个出口压力(左侧电磁铁控制右出口压力，右侧电磁铁 控制左出口压力)，
分别引至主阀芯2的两端，利用它在两个端面上所产生的液 压作用力与对中弹簧3的弹簧力平衡，而使主阀芯2与输入信号 成比例地定位。
一、主要技术参数
导叶主配压阀直径
φ150mm
桨叶主配压阀直径
φ100mm
工作油压
6.3 MPa
压力油罐容积
10.0m3
滤油精度
≤20μm
二、液压阀的应用与改进 就水轮机调速器的电液随பைடு நூலகம்系统而言，高档伺服阀(如喷
嘴挡板伺服阀)、工业伺服阀(如动圈－滑阀式伺服阀)的正式 应用起步于上世纪70年代，到90年代中期已十分普及；自90 年代后期比例阀、高速开关阀也已开始逐渐得到应用，如今 这类系统已得到大量使用，并得到水电行业用户的广泛认可 与采纳。
比例阀控制型调速器
2020年5月31日星期日
•GLT系列比例阀控制型调速器就是专为贯流式水轮发电机组
研制的新型电液调速器，其机械部分采用了武汉长江控制设
备研究所研制的 “水轮机调速器的电液比例随动装置”。
机械部分由比例集成式电液随动装置配以相应的油压装置
，构成一个完整的电液调速器。其相关内容介绍如下：