调速系统的组成概要

传动放大机构
传动放大机构的作用和分类
• 调速器发出的转速变化信号很小，不可能直接操纵配汽机构，中间要 经过多级信号放大和转移，一般采用电子或液压元件，多采用液压式。 • 主要包括：滑阀（错油门）、油动机、反馈机构。 • • 错油门（滑阀） • 作用：控制油动机的进油方向和油量大小。 • 分类： • 断流式：滑阀的凸肩切断通往油动机油口， • 只有在变动过程中才开启。 • 节流式：油口有一定的开度， • 工况不同，对应的油口开度不同。
断流式滑阀
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• • • • • • 断流，就是滑阀处于居中位置，靠凸肩切断通往 油动机的进出口油口, 要断流，凸肩高度应大于油口 高度，△1、△2、△3、△4 为“盖度” 。 当滑阀向上移动距离超过△1（△3）进油，超过 △4（△2）泄油。 △1(△3)－进油盖度; △2(△4)－出油盖度; △4（△2）<△1（△3） 盖度对调速系统的影响： 由于存在盖度，只有当滑阀的移动距离超过盖度后， 才能使油动机工作，降低了调速系统的灵敏度－不利 因素 滑阀有微小的抖动后，油动机抖动，引起负荷转速的 晃动，只要抖动不超过盖度，调速系统免除晃动－有 利因素
重锤 调速块
挡油板
弹簧板
高速弹性调速器
调速器的静态特性
（1）定义 在各个稳定状态下转速与输出的物理量，如滑环的行程， 挡油板的位置之间的关系。 对于机械离心式调速器，其静态特性主要取决于重锤 的离心力和弹簧的约束力之间的平衡关系。 （2）调速器的静态特性曲线 w为纵坐标，Z为横坐标，通过做试验 可直接求出曲线 。
n 2 p2 p10 ( p20 p10 )( ) n0
p p2 p20 2( p20 p10 )
结论： • 可认为油泵出口油压的变化p 近似和油泵转速变化 n 成正 比，可用油泵出口油压变化来反映转速变化。 • 油压的变化比例比转速的变化比例扩大一倍，转速相对升 高10％，油压要相对升高20％。
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• • • • （1）结构 油动机下部充满控制油 ，上 部为弹簧力。 增大，油动机活塞上移， 减小，油动机活塞在弹簧力作用下 下移。 （2）工作原理 外界需求功率增大－>汽机转速下 降－>滑阀下移－>压力油进入油动 机下部－>活塞上移－>汽门开大－ >汽轮机功率增大 反之，滑阀上移－>油动机下侧与 排油管相通－>活塞在弹簧力作用 下下移－>汽门关小－>汽轮机功率 减小
油动机
• • • • • 作用：放大功率以操纵调速汽阀，改变形式后作为中间放大环节。 分类： 1、往复式： 断流式滑阀控制：双侧进油、单侧进油 节流式滑阀控制：单侧进油、随动滑阀 2、旋转式

双侧进油油动机
单侧进油油动机
油动机的技术指标： 提升力：用于衡量油动机提升力大小。 油动机时间常数：用于衡量油动机动作的快慢，开关要求迅速，特别是 关阀。 （600MW机组高压主汽阀关阀时间0.42s）
断流式滑阀 双侧进油油动机
优缺点
优点：提升力大，时间常数小。
缺点： • 为减小时间常数要增大进油量，即增大油泵出力，
如按最大进油量设计油泵，容量较大，大容量油
泵在小流量下运行，经济性要降低。
• 双侧进油油动机的开关靠油压，如发生油泵故障
或者油管破裂，调速汽门不能自动关阀停机。
断流式单侧进油油动机
二、液压式
• 液压式调速器把转速的变化转化成油压的 变化进行输出。 • 目前我国机组常用有两种： • 1、径向钻孔式脉冲泵 • 2、旋转阻尼器
径向钻孔式脉冲泵
（2）工作原理
根据离心泵的工作原理，在油泵出口阻力不变时，泵轮的 进出口油压差和油泵转速的平方成正比，其出口油压为 油泵出口油压的变化值为
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液压调速器的优缺点
• 优点：结构简单，工作可靠，灵敏度高 • 缺点：出口油压在转速不变条件下会出现 波动。因为液压调速器是根据输出油压的 变化来反映转速变化，如由于其他原因引 起的油压波动易引起调速系统误操作。
电气式
• 电磁式转速感受器：将转速信号转变为电脉冲频率信号， 是电液调节系统的转速感受器。 • 磁阻式转速感受器
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（3）优缺点
• 优点：结构简单，工作可靠 • 特点是特性曲线平坦， 随流量 的增加略有下降。在工作油量的变 化范围内， 只是转速的函数，与 用油量无关，调节信号的准确性高。 • 缺点：油压有时发生低频周期性波 动，引起调速系统的晃动，可通过 在出口加装稳流网来稳定油泵的出 口压力。
旋转阻尼器
1、结构组成与工作原理 （1）结构简图 （2）工作原理 • 在额定转速下，重锤的离心力与弹簧 的拉力相平衡，弹簧板处于一个稳定 的形状，前端的挡油板处于设计位置 Z0。当转速升高时，重锤离心力增加， 克服弹簧的约束力向外移，使调速块 右移了 距离， 的大小正比于转 速的变化，是调速器的输出信号， 与转速n间的关系是静态特性。
调速系统的发展
调速系统的发展
调速系统的构成
1。感应机构 2。传动放大机构。
3。配汽机构
4。反馈机构
感应机构
转速感应机构： 机械式调速器： 高速弹性调速器 低速离心重锤调速器 液压式调速器 径向钻泵 旋转阻尼器 压力感应机构（调压器）： 薄膜钢带式调压器 波纹筒式调压器 蝶阀式调压器
作用和分类：
• 作用：感受汽轮机转速的变化，并把转速变化转换成相应的物理量输出，以 供后面传动放大之用。
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转换成的物理量不同，转速感受机构的型式也不同：aa
机械位移——机械式 油压变化——液压式 电压变化——电气式 电脉冲变化——电气式
根据转速变化，离心力 发生变化原理工作
一、机械式转速感受元件 —高速弹簧调速器
工作原理
• 来自主油泵的压力油经针形阀节流后进入阻尼管外的油室A，经阻尼管排出。 当阻尼器同主轴一起旋转时，产生一个离心力，与转速平方成正比，当A室油 压与单位面积油柱离心力相等时，有 p F Kn 2 1 1 ∴ 油压 可以反映转速n的变化 当转速在额定转速附近变化时，n与 p1 近似成直线
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优缺点
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优点：
• 关闭汽阀靠弹簧力，即使油管破裂，依靠弹簧力能关闭阀门，防止事 故扩大； • 汽机汽门开启时可慢一点，关闭时要快，单侧进油油动机加负荷靠油 压，减负荷时靠弹簧，不需要油泵供油，所以主油泵耗油少。 • 缺点： • 开启阀门的有效提升力等于油压向上作用力与弹簧向下作用力之差， 提升力的大小与油动机的位置有关 。为保证汽门有较大的关闭速度， 要求弹簧力很大∴单侧进油油动机尺寸要比双侧进油油动机大 。 • 油动机关闭时间常数大 • 自定位能力差：容易受到油压波动的干扰 。