调速器原理

微机调速器的优点（较电气型）
1、调节规律用软件程序实现，不仅可以实现PI、PID调节规律，还 可以实现其他更复杂的调节规律，如前馈控制、自适应调节等。
2、调节参数的速写和修改方便，运行状态的查询和转抽象灵活。 3、机组的开、停机规律可方便地用软件程序实现。即停机过程可
根据调节保证计算要求，灵活实现折线关闭规律； 开机过程可 根据机组增速及引水系统最大压力降的具体要求进行设定。 4、简化了操作回路。各种运行操作相互间的逻辑关系均可用软件 程序完成，取消了相应的继电器，降低了成本，提高了可靠性。 5、便于直接与计算机监控系统的现地控制单元进行信息交互，有 利于实现全厂的综合控制，提高水电站的自动化水平。
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调速器发展与分类
发展
19世纪末到20世纪30年代，机械液压型水轮机调速 1944年第一台电气液压型调速器 20世纪70年代第一台数字式调速器（微机调速器），中国是80年代
开展了微机调速器的研制。
分类
按元件结构分机械液压型和电气液压型，电气液压分模拟型电气液 压型和微机型电气液压调速器。
调速器原理
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主要内容
水轮机调节的基本概念及工作原理 微机调速器的工作原理 调速系统重要元件作用与原理 答疑
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一、水轮机调节的基本概念及原理
水轮机调节的任务和特点 水轮机调速系统的工作原理 水轮机调速器的发展与分类 水轮机调速器的功能和调节系统的静动
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任务及途径
调节水轮机输出功率，最有效的方法和途径是调节水 轮机的流量。而流量的调节是通过改变导水机构（活 动导叶）的开度来实现的。对转浆式、贯流式还可以 通过协调调节轮叶转角来共同实现对流量的调节，而 实现这种调节的控制装置就是水轮机调速器。
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任务及途径
水轮发电机组的运动方程
Mt P
P 9.81HQ J dw Mt Mg
dt
式中： M t——水轮机主动力矩(水流推动叶片做功) M g——发电机的阻力矩
J ——机组惯性矩；
d
dt ——角加速度；
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任务及途径
(1) M t
M
，d g dt
0,
c, n ne
(2)N
Mg
Mt
Mg
d dt
0n
(3)N
M g
Mt
Mg
d dt
0n
所以当负荷变化时，应调节Mt，使Mt=Mg，n=ne
又：
M t
QH M t
QH
要使 ，C一般不能改变H和效率η，而是通过改变Q而达到改变主动
力矩Mt的目的。
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水轮机调节的定义
随着电力系统负荷变化，水轮机相应地改变导 叶开度(或针阀行程)，使机组转速恢复并保持 为额定转速的过程，称为水轮机调节。 调节实质：调节转速 水轮机调节所用的调节装置称为水轮机调速器。
态特性。 水轮机调节系统并列运行中静态分析
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任务
系统对频率稳定的要求，大电网±0。4%，中小电网 要求频率波动值不超过±1%。
系统负荷总在不断变化，并且有一定的不可预见性， 负荷变化必须导致系统频率的变化。
基本任务 1、随外界负荷的变化，迅速改变机组的出力 2、保持机组转速和频率变化在规定范围内。 3、启动、停机、增减负荷，对并入电网的机组进行 成组调节(负荷分配)。
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并列运行中静态分析
功给机构的作用
在机组并列运行时，功给机组可调整机组所承担的负荷以及系统的 转速（频率）
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二、微机调速器的工作原理
微机调速器的基本原理及原理框图 微机调速器的控制方式 微机调速器的伺服系统 微机调速器的电气原理图
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Leabharlann Baidu机调速器的原理框图
位置型数字PID微机调速器图
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微机调速器的原理框图
增量型数字PID微机调速器图
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水轮机调节的特点
必须具备足够大的调节功 调节滞后易产生过调节 水击的反调效应 结构复杂
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水轮机调节的工作原理
水轮机调节系统的组成
水轮机+导水机构+调速器构成水轮机自动调节系统
调速器的作用
以转速偏差为依据，迅速自动地调节导叶开度，达到改 变出力恢复转速的目的。
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调节系统的静动态特性
静态特性图片
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并列运行中静态分析
调差及功给（或转速调整） 机构的工作原理及作用 作用：使调节系统静特性
平行移动，以达到改变 机组转速（或改变机组 所带负荷）的目的。
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并列运行中静态分析
变动负荷在并列工作机组间的分配
按调节数目分为间调节调速器和双调节调速器。 按工作容量分为特小型、小型、中型、大（巨）型调速器。大型工
作容量50KNM以上，并按放大执行元件主配压阀直径（80、 100、150、200、250）来计算。
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水轮机调节的工作原理
机械液压型调速器 电气液压型调速器 微机液压型调速器
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水轮机调节的工作原理
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水轮机调节的工作原理
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水轮机调节的工作原理
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水轮机调速器的功能
维持机组转速恒定（基本功能） 承担机组启动、停机、并网和增减负荷 有功功率分配 机组安全控制，如事故停机。
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调节系统的静动态特性
动态特性
调节特性指标图。 调节时间、最大转速偏差、超调量、振荡次数。
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调节系统的静动态特性
曲线照片
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调节系统的静动态特性
静态特性
调节系统静态特性指标：调差率ep 调速器静态特性指标：调速器永态转差率bp 我们通常所说的调差率，都是指调速器的永态转差系数。
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微机调速器的基本原理
微机调速器控制系统结构图
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微机调速器的基本原理
目前微机调速器按其调节规律来说多数是PID 型，个别的采用了适应式变参数PID。按算法 不同可分为位置型、增量型和仿真量型三种， 按所采用的伺服系统不同，又有电液随动系 统型和数液型伺服系统型。