汽轮机原理调速系统讲稿学习教案.pptx

会计学1汽轮机原理汽轮机原理 调速系统调速系统(xtng)讲稿讲稿第一页，共96页。2 因此汽轮机必须具备调速系统，以保证汽轮发电机组根据用户因此汽轮机必须具备调速系统，以保证汽轮发电机组根据用户(yngh)(yngh)要求，供给所需电力，并保要求，供给所需电力，并保 证电网频率稳定在一定范证电网频率稳定在一定范围之内。围之内。（3 3）火电厂自身安全的需要：汽轮发电机组工作时，）火电厂自身安全的需要：汽轮发电机组工作时，转子、叶转子、叶轮、叶片等承受很大的离心力，而且离心力与转速的平方成正轮、叶片等承受很大的离心力，而且离心力与转速的平方成正比。转速增加，离心力将迅速增加。当转速超过一定限度时就比。转速增加，离心力将迅速增加。当转速超过一定限度时就会使部件破坏，出大事故。会使部件破坏，出大事故。2 2，调速系统的任务：，调速系统的任务：（1 1）满足用户）满足用户(yngh)(yngh)足够的电力（数量、质量）；足够的电力（数量、质量）；（2 2）保证汽轮发电机组始终在额定转速左右运行。）保证汽轮发电机组始终在额定转速左右运行。*除了调速系统之外，汽轮机组还必须具有保护系统（超速除了调速系统之外，汽轮机组还必须具有保护系统（超速保护、轴向位移保护等）。保护、轴向位移保护等）。第1页/共96页第二页，共96页。33 3，汽轮发电机组转子运动方程式：，汽轮发电机组转子运动方程式：，汽轮发电机组转子运动方程式：，汽轮发电机组转子运动方程式：机组在工作时，作用在转子上的力矩有三个：蒸汽主力矩、机组在工作时，作用在转子上的力矩有三个：蒸汽主力矩、机组在工作时，作用在转子上的力矩有三个：蒸汽主力矩、机组在工作时，作用在转子上的力矩有三个：蒸汽主力矩、发电机反力矩、摩擦力矩。在稳定状态下，三者的代数和为零：发电机反力矩、摩擦力矩。在稳定状态下，三者的代数和为零：发电机反力矩、摩擦力矩。在稳定状态下，三者的代数和为零：发电机反力矩、摩擦力矩。在稳定状态下，三者的代数和为零：通常，摩擦力矩很小，这样一来，上式可写成：通常，摩擦力矩很小，这样一来，上式可写成：通常，摩擦力矩很小，这样一来，上式可写成：通常，摩擦力矩很小，这样一来，上式可写成：（772 2）机组运行时，只要蒸汽主力矩和发电机反力矩不平衡，就会产生机组运行时，只要蒸汽主力矩和发电机反力矩不平衡，就会产生机组运行时，只要蒸汽主力矩和发电机反力矩不平衡，就会产生机组运行时，只要蒸汽主力矩和发电机反力矩不平衡，就会产生角加速度。角加速度。角加速度。角加速度。4 4，调速系统的功能，调速系统的功能，调速系统的功能，调速系统的功能(gngnng)(gngnng)：蒸汽主力矩和发电机反力矩随转速的变化如图蒸汽主力矩和发电机反力矩随转速的变化如图蒸汽主力矩和发电机反力矩随转速的变化如图蒸汽主力矩和发电机反力矩随转速的变化如图7-17-1所示：所示：所示：所示：当转速当转速当转速当转速n n增加时，蒸汽主力矩减小，发电机反力矩增加；当转速增加时，蒸汽主力矩减小，发电机反力矩增加；当转速增加时，蒸汽主力矩减小，发电机反力矩增加；当转速增加时，蒸汽主力矩减小，发电机反力矩增加；当转速n n减小时，蒸汽主力矩增加，发电机反力矩减小。减小时，蒸汽主力矩增加，发电机反力矩减小。减小时，蒸汽主力矩增加，发电机反力矩减小。减小时，蒸汽主力矩增加，发电机反力矩减小。A A点是两力矩点是两力矩点是两力矩点是两力矩平衡状态点：曲线平衡状态点：曲线平衡状态点：曲线平衡状态点：曲线1 1、2 2之交点。之交点。之交点。之交点。第2页/共96页第三页，共96页。4(1)(1)当外界负荷减少时，反力矩由曲当外界负荷减少时，反力矩由曲线线2 2变到曲线变到曲线2 2，而主力矩曲线，而主力矩曲线1 1不变。其工作点不变。其工作点 由由A A移到移到B B，机，机组转速由（自平衡组转速由（自平衡(pnghng)(pnghng)能力：能力：当不考虑调速系统的功能作用下，当不考虑调速系统的功能作用下，负荷变动时，机组能自动保持平负荷变动时，机组能自动保持平衡衡(pnghng)(pnghng)状态的能力）。状态的能力）。(2)(2)当调速系统动作，减小进汽量，当调速系统动作，减小进汽量，主力矩曲线由主力矩曲线由1 1 变为变为1 1，与反力矩，与反力矩曲线曲线2 2交于交于C C点，机组转速变为接点，机组转速变为接近）。近）。图7-1第3页/共96页第四页，共96页。5二，运行二，运行二，运行二，运行(ynxng)(ynxng)(ynxng)(ynxng)对调速系统的要求对调速系统的要求对调速系统的要求对调速系统的要求 1 1，调速系统应能保证：当蒸汽参数和电网频率在允许范围内变，调速系统应能保证：当蒸汽参数和电网频率在允许范围内变化时，机组能从满负荷到空负荷范围内稳定运行，并保证机化时，机组能从满负荷到空负荷范围内稳定运行，并保证机组能顺利地并网和解列；组能顺利地并网和解列；2 2，当负荷变化时，调速系统应能保证机组从一稳定工况安全地，当负荷变化时，调速系统应能保证机组从一稳定工况安全地过度到另一稳定工况，而不发生较大过度到另一稳定工况，而不发生较大(jio d)(jio d)的长期的负荷摆的长期的负荷摆动；动；3 3，为了保证机组稳定运行，各种因素引起的负荷摆动应在允许，为了保证机组稳定运行，各种因素引起的负荷摆动应在允许范围内；范围内；4 4，当机组突然甩电负荷时，调速系统应能保证机组转速最大升，当机组突然甩电负荷时，调速系统应能保证机组转速最大升高值小于超速保护装置高值小于超速保护装置 动作转速。动作转速。第4页/共96页第五页，共96页。6三，汽轮机调速系统三，汽轮机调速系统三，汽轮机调速系统三，汽轮机调速系统(xtng)(xtng)(xtng)(xtng)的基的基的基的基本原理本原理本原理本原理（一）简单的汽轮机自动调速系统（图（一）简单的汽轮机自动调速系统（图（一）简单的汽轮机自动调速系统（图（一）简单的汽轮机自动调速系统（图7-27-2）1 1，主要部件：调速器，滑阀（错油门），油动机，调节阀。，主要部件：调速器，滑阀（错油门），油动机，调节阀。，主要部件：调速器，滑阀（错油门），油动机，调节阀。，主要部件：调速器，滑阀（错油门），油动机，调节阀。2 2，油路：，油路：，油路：，油路：Po-Po-高压油，高压油，高压油，高压油，Pn-Pn-排油。排油。排油。排油。3 3，工作原理：，工作原理：，工作原理：，工作原理：当外界负荷当外界负荷当外界负荷当外界负荷NN减少，机组转速减少，机组转速减少，机组转速减少，机组转速n n升高，调速器飞锤向外扩张，滑环升高，调速器飞锤向外扩张，滑环升高，调速器飞锤向外扩张，滑环升高，调速器飞锤向外扩张，滑环A A上移，上移，上移，上移，杠杆杠杆杠杆杠杆ABCABC以以以以C C点为支点带动滑阀点为支点带动滑阀点为支点带动滑阀点为支点带动滑阀B B点上移，高压油点上移，高压油点上移，高压油点上移，高压油PoPo通过通过通过通过(tnggu)(tnggu)滑阀油口滑阀油口滑阀油口滑阀油口进入油动机上油室，油动机下油室与排油进入油动机上油室，油动机下油室与排油进入油动机上油室，油动机下油室与排油进入油动机上油室，油动机下油室与排油PnPn相通，活塞下移，关小调节阀相通，活塞下移，关小调节阀相通，活塞下移，关小调节阀相通，活塞下移，关小调节阀5 5，减小进汽量，机组功率减小。，减小进汽量，机组功率减小。，减小进汽量，机组功率减小。，减小进汽量，机组功率减小。同时，杠杆以同时，杠杆以同时，杠杆以同时，杠杆以A A点为支点带动滑阀点为支点带动滑阀点为支点带动滑阀点为支点带动滑阀B B点下移，滑阀回中，切断窗口，高压油点下移，滑阀回中，切断窗口，高压油点下移，滑阀回中，切断窗口，高压油点下移，滑阀回中，切断窗口，高压油停止流动。调速系统达到新的平衡状态。停止流动。调速系统达到新的平衡状态。停止流动。调速系统达到新的平衡状态。停止流动。调速系统达到新的平衡状态。*当外界负荷当外界负荷当外界负荷当外界负荷NN增加时，机组转速增加时，机组转速增加时，机组转速增加时，机组转速n n下降，调速系统各部套调节过程相同，而下降，调速系统各部套调节过程相同，而下降，调速系统各部套调节过程相同，而下降，调速系统各部套调节过程相同，而动作方向相反。动作方向相反。动作方向相反。动作方向相反。第5页/共96页第六页，共96页。7图7-2第6页/共96页第七页，共96页。8（二）调速系统的静态（二）调速系统的静态（二）调速系统的静态（二）调速系统的静态(jngti)(jngti)(jngti)(jngti)特性曲线（图特性曲线（图特性曲线（图特性曲线（图7-7-7-7-3-3-3-3）1 1，有差调节：从图，有差调节：从图7-27-2可知，杠杆可知，杠杆C C有不同位置，则有不同位置，则A A就有不同位置，而就有不同位置，而B B点在点在任一平衡状态其位置不变。这就是说，对应不同的功率，就有不同的转速。任一平衡状态其位置不变。这就是说，对应不同的功率，就有不同的转速。2 2，静态特性曲线：，静态特性曲线：汽轮发电机组转速与功率的关系曲线称为调速系统的静态汽轮发电机组转速与功率的关系曲线称为调速系统的静态特性曲线。如图特性曲线。如图7-37-3所示。所示。3 3，静态特性曲线的平移，静态特性曲线的平移-同步器同步器 同步器是调速系统的部件之一。操作同步器，可使汽轮机同步器是调速系统的部件之一。操作同步器，可使汽轮机 在同一转速下有在同一转速下有不同的功率，或者是在同一功率下有不同的转速。不同的功率，或者是在同一功率下有不同的转速。4 4，速度，速度(sd)(sd)变动率：当同步器位置不变，机组的功率从额定功率变为零功率变动率：当同步器位置不变，机组的功率从额定功率变为零功率时，其转速由时，其转速由 上升到上升到 。转速的变化量与额定转速。转速的变化量与额定转速 之比称为调速系统之比称为调速系统的速度的速度(sd)(sd)变动率，用变动率，用表示。表示。(7-3)(7-3)第7页/共96页第八页，共96页。9（三）调速系统（三）调速系统（三）调速系统（三）调速系统(xtng)(xtng)(xtng)(xtng)的组成部分的组成部分的组成部分的组成部分(1）转速感受元件：转速感受元件的作用是测量机组转速的变化，并把转速变化信号转化(zhunhu)为其他物理量而输送给下一调节环节。（2）传动放大机构：传动放大机构是接受、放大转速感受元件输送的信号，并输送给下一机构。（3）配汽机构：配汽机构是接受放大后的信号，调节汽轮机的进汽量，改变机组功率。另外，还有同步器等第8页/共96页第九页，共96页。10四，国产四，国产四，国产四，国产(guchn)(guchn)(guchn)(guchn)汽轮机调速系统简介汽轮机调速系统简介汽轮机调速系统简介汽轮机调速系统简介（一）机械液压调速系统（哈尔滨汽轮机厂）（一）机械液压调速系统（哈尔滨汽轮机厂）（一）机械液压调速系统（哈尔滨汽轮机厂）（一）机械液压调速系统（哈尔滨汽轮机厂）1 1，主要部件：调速器（高速弹性调速器），随动滑阀，主要部件：调速器（高速弹性调速器），随动滑阀，主要部件：调速器（高速弹性调速器），随动滑阀，主要部件：调速器（高速弹性调速器），随动滑阀，分配滑阀，同步器，油动机滑阀，油动机，反馈滑阀。分配滑阀，同步器，油动机滑阀，油动机，反馈滑阀。分配滑阀，同步器，油动机滑阀，油动机，反馈滑阀。分配滑阀，同步器，油动机滑阀，油动机，反馈滑阀。2 2，油路：高压，油路：高压，油路：高压，油路：高压(goy)(goy)油油油油PoPo，排油，排油，排油，排油PbPb，控制油，控制油，控制油，控制油PxPx。3 3，工作原理：，工作原理：，工作原理：，工作原理：a a，在任意稳定工况下，转速，在任意稳定工况下，转速，在任意稳定工况下，转速，在任意稳定工况下，转速n n一定，油动机滑阀在中一定，油动机滑阀在中一定，油动机滑阀在中一定，油动机滑阀在中间平衡位置，高压间平衡位置，高压间平衡位置，高压间平衡位置，高压(goy)(goy)油不流动。其余各部件都有油不流动。其余各部件都有油不流动。其余各部件都有油不流动。其余各部件都有相应位置。相应位置。相应位置。相应位置。b b，当外界负荷，当外界负荷，当外界负荷，当外界负荷NN减小，转速减小，转速减小，转速减小，转速n n上升，调速器重块向外上升，调速器重块向外上升，调速器重块向外上升，调速器重块向外扩张，挡油板右移，随动滑阀右移。由于杠杆作用，扩张，挡油板右移，随动滑阀右移。由于杠杆作用，扩张，挡油板右移，随动滑阀右移。由于杠杆作用，扩张，挡油板右移，随动滑阀右移。由于杠杆作用，使分配滑阀右移，油口使分配滑阀右移，油口使分配滑阀右移，油口使分配滑阀右移，油口A A开大，泄油量增加，控制油压开大，泄油量增加，控制油压开大，泄油量增加，控制油压开大，泄油量增加，控制油压PxPx下降，滑阀下移，打开下降，滑阀下移，打开下降，滑阀下移，打开下降，滑阀下移，打开a a、b b油口，高压油口，高压油口，高压油口，高压(goy)(goy)油油油油PoPo进入油动机上油室，下油室与排油相通，活塞在压进入油动机上油室，下油室与排油相通，活塞在压进入油动机上油室，下油室与排油相通，活塞在压进入油动机上油室，下油室与排油相通，活塞在压差作用下向下移动。关小调节阀，汽轮机功率减小。差作用下向下移动。关小调节阀，汽轮机功率减小。差作用下向下移动。关小调节阀，汽轮机功率减小。差作用下向下移动。关小调节阀，汽轮机功率减小。在油动机活塞下移的同时，由于斜板作用，反馈滑在油动机活塞下移的同时，由于斜板作用，反馈滑在油动机活塞下移的同时，由于斜板作用，反馈滑在油动机活塞下移的同时，由于斜板作用，反馈滑阀右移，开大反馈油口阀右移，开大反馈油口阀右移，开大反馈油口阀右移，开大反馈油口C C，Px Px进油量增加，油压进油量增加，油压进油量增加，油压进油量增加，油压PxPx增加，滑阀上移回中，增加，滑阀上移回中，增加，滑阀上移回中，增加，滑阀上移回中，切断切断切断切断a a、b b油口，高压油口，高压油口，高压油口，高压(goy)(goy)油油油油不流动，油动机在某一位置，使调速系统不流动，油动机在某一位置，使调速系统不流动，油动机在某一位置，使调速系统不流动，油动机在某一位置，使调速系统 稳定在一新稳定在一新稳定在一新稳定在一新的平衡位置。的平衡位置。的平衡位置。的平衡位置。c c，当外界负荷，当外界负荷，当外界负荷，当外界负荷NN增加时，机组转速增加时，机组转速增加时，机组转速增加时，机组转速n n下降，调速系统下降，调速系统下降，调速系统下降，调速系统各部套调节过程相同，而调节方各部套调节过程相同，而调节方各部套调节过程相同，而调节方各部套调节过程相同，而调节方 向相反。向相反。向相反。向相反。第9页/共96页第十页，共96页。11第10页/共96页第十一页，共96页。12（二）径向（二）径向（二）径向（二）径向(jn(jn xin xin)泵液压调速系统泵液压调速系统泵液压调速系统泵液压调速系统 1 1，主要部件：径向，主要部件：径向(jn(jn xin xin)泵（调速器泵（调速器 ），压力变换器，滑阀，油动机，），压力变换器，滑阀，油动机，反馈油口，调节阀，同步器。反馈油口，调节阀，同步器。2 2，油路：高压油，油路：高压油PoPo，排油，排油PbPb，控制油，控制油PxPx。3 3，工作原理：，工作原理：a a，当外界负荷，当外界负荷NN减小：减小：b b，当外界负荷，当外界负荷NN增加：增加：第11页/共96页第十二页，共96页。13 东方汽轮机厂汽轮机东方汽轮机厂汽轮机的调速系统的调速系统(xtng)1 1，主要部件：脉冲泵（调速器，主要部件：脉冲泵（调速器 ），压力变换器，滑阀，油动机），压力变换器，滑阀，油动机(dngj)(dngj)，反馈滑阀，调节阀，同步器。反馈滑阀，调节阀，同步器。2 2，油路：高压油，油路：高压油PoPo，排油，排油PbPb，控制油压，控制油压Px1,Px2Px1,Px2。3 3，工作原理：，工作原理：a a，当外界负荷，当外界负荷NN减小，减小，b,b,当外界负荷当外界负荷NN增加时增加时图76第12页/共96页第十三页，共96页。14（三）旋转（三）旋转（三）旋转（三）旋转(xunzhu(xunzhu n)n)阻尼液压调速系统阻尼液压调速系统阻尼液压调速系统阻尼液压调速系统（上汽）（上汽）（上汽）（上汽）1 1，主要部件，主要部件(bjin)(bjin)：主油泵，旋转阻尼（调速器：主油泵，旋转阻尼（调速器 ），放大器，碟阀，），放大器，碟阀，继动器，滑阀，油动机，调节阀，同步器弹簧。继动器，滑阀，油动机，调节阀，同步器弹簧。2 2，油路：高压油，油路：高压油PoPo，排油，排油PbPb，一次油压，一次油压P1P1、二次油压、二次油压P2P2、三次油压三次油压P3P3（继动油压）。（继动油压）。3 3，工作原理：，工作原理：a a，当外界负荷，当外界负荷NN减小，减小，b,b,当外界负荷当外界负荷NN增加：增加：第13页/共96页第十四页，共96页。15改型后的旋转改型后的旋转改型后的旋转改型后的旋转(xunzhu(xunzhu n)n)阻尼液压阻尼液压阻尼液压阻尼液压调速系统调速系统调速系统调速系统 这里主要这里主要是放大器是放大器作了改变作了改变(g(g ibin)ibin)。改变改变(g(g ibin)ibin)前前是，当转是，当转速升高时速升高时P1P1和和P2P2都都升高；而升高；而改变改变(g(g ibin)ibin)后后是，当转是，当转速升高时速升高时P1P1升高而升高而P2P2、P3P3都都下降。下降。图78第14页/共96页第十五页，共96页。16五，汽轮机的供油系统五，汽轮机的供油系统(xtng)1 1，供油系统的作用：，供油系统的作用：润滑轴承，带走热量；给调速系统、保护系统供工作油。润滑轴承，带走热量；给调速系统、保护系统供工作油。2 2，供油系统的主要部件及其作用：，供油系统的主要部件及其作用：a a，主油泵：机组正常工作时，向各部件供油；，主油泵：机组正常工作时，向各部件供油；常用的主油泵有：离心式：效率高，压力常用的主油泵有：离心式：效率高，压力-流量特性稳定，流量大。用于大机组。流量特性稳定，流量大。用于大机组。b b，射油器：共两个，一个给主油泵供油，另一个给轴承供油；，射油器：共两个，一个给主油泵供油，另一个给轴承供油；c c，冷油器：利用冷油器冷却油，维持轴承油膜正常工作；，冷油器：利用冷油器冷却油，维持轴承油膜正常工作；d d，油箱：，油箱：储油，把水份和蒸汽、杂物去掉；储油，把水份和蒸汽、杂物去掉；e e，交流电动高压油泵：启动时，代替，交流电动高压油泵：启动时，代替(dit)(dit)主油泵；主油泵；f f，交流辅助油泵：开机前，打开油循环；停机时，向轴承供油；，交流辅助油泵：开机前，打开油循环；停机时，向轴承供油；g g，直流事故油泵：在厂用电全停时，向轴承供油（惰走，直流事故油泵：在厂用电全停时，向轴承供油（惰走2121分钟）；分钟）；h h，排烟机：，排烟机：第15页/共96页第十六页，共96页。17图79 200MW汽轮机的油系统(xtng)第16页/共96页第十七页，共96页。18作业作业作业作业(zuy)(zuy)：1 1、叙述、叙述(xsh)(xsh)汽轮机液压调节系统主要组成部分及其功能。汽轮机液压调节系统主要组成部分及其功能。2 2、叙述、叙述(xsh)(xsh)汽轮机供油系统主要组成部分及其功能。汽轮机供油系统主要组成部分及其功能。3 3、简述、简述p321p321图图7474所示液压调节系统的工作原理。所示液压调节系统的工作原理。第17页/共96页第十八页，共96页。19第二节第二节 调速系统的转调速系统的转速感受速感受(gnshu)(gnshu)机机构（调速器）构（调速器）调速器的作用就是调速器的作用就是(jish)(jish)将一个物将一个物理量（转速）转换为另一个物理量理量（转速）转换为另一个物理量（位移、油压），并作为下一个调（位移、油压），并作为下一个调节环节的输入。节环节的输入。一，机械式转速感受元件（高速弹性调一，机械式转速感受元件（高速弹性调速器）速器）图图7-107-10为高速弹性调速器示意图。为高速弹性调速器示意图。1 1，结构：重块，弹簧片，弹簧，挡，结构：重块，弹簧片，弹簧，挡油板，限位器。油板，限位器。图7-10第18页/共96页第十九页，共96页。202 2，优点：没有摩擦元件，灵敏度高，能全速调节。，优点：没有摩擦元件，灵敏度高，能全速调节。3 3，工作原理：调速器工作时，重块的离心力与弹簧力相平衡。当转速变化时，工作原理：调速器工作时，重块的离心力与弹簧力相平衡。当转速变化时，引起重块离心力变化，使弹簧伸长或缩短。同时引起重块离心力变化，使弹簧伸长或缩短。同时(tngsh)(tngsh)使弹簧片变形，使弹簧片变形，即使挡油板即使挡油板1 1产生相对位移。挡油板产生相对位移。挡油板1 1位移，会引起随动滑阀排油面积变化，位移，会引起随动滑阀排油面积变化，将转速变化信号输送给传动放大机构，完成物理量测量与转换任务。将转速变化信号输送给传动放大机构，完成物理量测量与转换任务。4 4，调速器的静态特性：机组转速，调速器的静态特性：机组转速n n与调速器产生的信号（位移或油压）与调速器产生的信号（位移或油压）的关系。对于高速弹性调速器来说，的关系。对于高速弹性调速器来说，就是机组转速就是机组转速n n与调速器挡油板位与调速器挡油板位移的关系（图移的关系（图7-117-11）。）。图7-11第19页/共96页第二十页，共96页。21二，液压式转速感受二，液压式转速感受二，液压式转速感受二，液压式转速感受(gnshu)(gnshu)(gnshu)(gnshu)元件元件元件元件 特点：特点：结构简单，工作可靠，灵敏度高。液压式转速感受元件有两种：径结构简单，工作可靠，灵敏度高。液压式转速感受元件有两种：径向泵（或称脉冲泵、信号泵、赞孔泵），旋转阻尼向泵（或称脉冲泵、信号泵、赞孔泵），旋转阻尼(z(z n)n)。（一）径向泵（一）径向泵 1 1，结构：在轮体上赞有十个径向孔。图，结构：在轮体上赞有十个径向孔。图7-127-12为径向泵示意图，为径向泵示意图，由径向泵、压力变换器、活塞、稳压网，节流孔等组成。由径向泵、压力变换器、活塞、稳压网，节流孔等组成。2，工作原理：径向泵进出口油压分别(fnbi)接在压力变换器活塞上下油室，当转速变化引起油压变化时，使压力变换器活塞上下移动，开大（或关小）控制油压Px的泄油量，使控制油 压Px发生变化。即把转速变化信号转换为油压变化信号。图7-12第20页/共96页第二十一页，共96页。22 3 3，油压与转速的关系：，油压与转速的关系：，油压与转速的关系：，油压与转速的关系：当转速由当转速由当转速由当转速由 上升为上升为上升为上升为 时，工作点有时，工作点有时，工作点有时，工作点有1 1升为升为升为升为2 2点（图点（图点（图点（图7-137-13），油泵进出口油压差的变化率与转速的变化率），油泵进出口油压差的变化率与转速的变化率），油泵进出口油压差的变化率与转速的变化率），油泵进出口油压差的变化率与转速的变化率 关系为：关系为：关系为：关系为：(713 (713）其中，其中，其中，其中，A-A-阻力特性阻力特性阻力特性阻力特性(txng)(txng)；、分别为转速为分别为转速为分别为转速为分别为转速为 、时的油泵出口压力；时的油泵出口压力；时的油泵出口压力；时的油泵出口压力；-为油泵进口压力。为油泵进口压力。为油泵进口压力。为油泵进口压力。（7-67-6）式表明：当转速变化不大时，油泵进出口油压差的变化率与转）式表明：当转速变化不大时，油泵进出口油压差的变化率与转）式表明：当转速变化不大时，油泵进出口油压差的变化率与转）式表明：当转速变化不大时，油泵进出口油压差的变化率与转速的变化率速的变化率速的变化率速的变化率 成线性关系。成线性关系。成线性关系。成线性关系。第21页/共96页第二十二页，共96页。23（二）旋转（二）旋转（二）旋转（二）旋转(xunzhu(xunzhu n)n)阻尼（图阻尼（图阻尼（图阻尼（图7-147-14）1 1，结构：主油泵，旋转阻尼，结构：主油泵，旋转阻尼，结构：主油泵，旋转阻尼，结构：主油泵，旋转阻尼(zn)(zn)，节流阀（针形阀），阻尼，节流阀（针形阀），阻尼，节流阀（针形阀），阻尼，节流阀（针形阀），阻尼(zn)(zn)管。管。管。管。2 2，工作原理：，工作原理：，工作原理：，工作原理：从主油泵来的压力油经针形阀节流后进入旋转阻尼从主油泵来的压力油经针形阀节流后进入旋转阻尼从主油泵来的压力油经针形阀节流后进入旋转阻尼从主油泵来的压力油经针形阀节流后进入旋转阻尼(zn)(zn)外油室，再经阻尼外油室，再经阻尼外油室，再经阻尼外油室，再经阻尼(zn)(zn)管由外向内径流动并排出。油室中的油压管由外向内径流动并排出。油室中的油压管由外向内径流动并排出。油室中的油压管由外向内径流动并排出。油室中的油压P1P1是阻尼是阻尼是阻尼是阻尼(zn)(zn)管中的油柱旋转离心力而产生的。当转速变化时，油柱的离心力也在管中的油柱旋转离心力而产生的。当转速变化时，油柱的离心力也在管中的油柱旋转离心力而产生的。当转速变化时，油柱的离心力也在管中的油柱旋转离心力而产生的。当转速变化时，油柱的离心力也在发生变化，使泻油量变化，就使得一次油压发生变化，使泻油量变化，就使得一次油压发生变化，使泻油量变化，就使得一次油压发生变化，使泻油量变化，就使得一次油压P1P1变化。变化。变化。变化。3 3，油压与转速的关系：，油压与转速的关系：，油压与转速的关系：，油压与转速的关系：旋转阻尼旋转阻尼旋转阻尼旋转阻尼(zn)(zn)工作时，油柱的工作时，油柱的工作时，油柱的工作时，油柱的离心力与油压力相平衡，油压离心力与油压力相平衡，油压离心力与油压力相平衡，油压离心力与油压力相平衡，油压与转速的平方成正比，油压变与转速的平方成正比，油压变与转速的平方成正比，油压变与转速的平方成正比，油压变化的相对值与转速变化的相对化的相对值与转速变化的相对化的相对值与转速变化的相对化的相对值与转速变化的相对值成正比。值成正比。值成正比。值成正比。图7-14第22页/共96页第二十三页，共96页。24（三）液压调速器的静态（三）液压调速器的静态（三）液压调速器的静态（三）液压调速器的静态(jngti)(jngti)特性（特性（特性（特性（P-nP-n、x-n x-n 的关系）的关系）的关系）的关系）当转速变化时，使压力变换器活塞移动（图当转速变化时，使压力变换器活塞移动（图7-127-12），根据），根据 力平衡，力平衡，有：有：式中，式中，x-x-压力变换器活塞位移；压力变换器活塞位移；k-k-弹簧刚度；弹簧刚度；A-A-油压油压 有效作用面积；有效作用面积；-油压油压 的变化量，可近似认为的变化量，可近似认为 。所以。所以 （7-97-9）上式为压力变换器活塞位移与转速变化的关系上式为压力变换器活塞位移与转速变化的关系(gun x)(gun x)曲线曲线-液压调液压调速器静态特性曲线。速器静态特性曲线。液压调速器的优点：液压调速器的优点：P330P330：结构简单，工作可靠，灵敏度高。：结构简单，工作可靠，灵敏度高。第23页/共96页第二十四页，共96页。25第三节第三节第三节第三节 调速系统的传动放大调速系统的传动放大调速系统的传动放大调速系统的传动放大(fngd)(fngd)(fngd)(fngd)机构机构机构机构 调速器位移产生的作用力是很小的，不足以开启、关闭调节阀门。因此，调速器位移产生的作用力是很小的，不足以开启、关闭调节阀门。因此，必需设置中间放大必需设置中间放大(fngd)(fngd)机构，将调速器位移（油压）信号加以放大机构，将调速器位移（油压）信号加以放大(fngd)(fngd)、传递和转换。液压式传动放大、传递和转换。液压式传动放大(fngd)(fngd)机构有两类：即断流式滑阀机构有两类：即断流式滑阀油动机机构和节流式滑阀油动机机构。前者可作为中间放大油动机机构和节流式滑阀油动机机构。前者可作为中间放大(fngd)(fngd)和执行和执行机构；后机构；后者一般只作中间放大者一般只作中间放大(fngd)(fngd)机构。机构。一，断流式滑阀油动机机构一，断流式滑阀油动机机构(图图7-15)7-15)断流式滑阀油动机机构一般用于最后断流式滑阀油动机机构一般用于最后一级放大一级放大(fngd)(fngd)，带动调节阀。，带动调节阀。1 1，结构：断流式滑阀（错油门），结构：断流式滑阀（错油门），双侧进油往复式油动机。双侧进油往复式油动机。图7-15第24页/共96页第二十五页，共96页。26 2 2 2 2，工作原理：，工作原理：，工作原理：，工作原理：控制油压控制油压控制油压控制油压 为为为为“二进一出二进一出二进一出二进一出”，即油高压油，即油高压油，即油高压油，即油高压油 经经经经B B B B、C C C C油口进入油口进入油口进入油口进入控制油路，从控制油路，从控制油路，从控制油路，从A A A A油口排出。在稳定工况下，滑阀上下油口排出。在稳定工况下，滑阀上下油口排出。在稳定工况下，滑阀上下油口排出。在稳定工况下，滑阀上下(shngxi)(shngxi)(shngxi)(shngxi)油压平衡，滑阀居中，凸肩正好堵住油压平衡，滑阀居中，凸肩正好堵住油压平衡，滑阀居中，凸肩正好堵住油压平衡，滑阀居中，凸肩正好堵住a a a a、b b b b油口，油口，油口，油口，油动机活塞不动。油动机活塞不动。油动机活塞不动。油动机活塞不动。控制油压控制油压控制油压控制油压 来自来自来自来自B B B B、C C C C油口，从油口，从油口，从油口，从A A A A油口排油口排油口排油口排出，出，出，出，为稳定值。为稳定值。为稳定值。为稳定值。当调速器滑阀当调速器滑阀当调速器滑阀当调速器滑阀5 5 5 5右移，右移，右移，右移，A A A A油口开大，控制油压油口开大，控制油压油口开大，控制油压油口开大，控制油压 下降，滑阀平衡下降，滑阀平衡下降，滑阀平衡下降，滑阀平衡破坏，滑阀下移，打开破坏，滑阀下移，打开破坏，滑阀下移，打开破坏，滑阀下移，打开a a a a、b b b b油口，高压油进入油动机油口，高压油进入油动机油口，高压油进入油动机油口，高压油进入油动机6 6 6 6的上的上的上的上油室，下油室与排油相通，油室，下油室与排油相通，油室，下油室与排油相通，油室，下油室与排油相通，油动机活塞下移，关小调节阀。油动机活塞下移，关小调节阀。油动机活塞下移，关小调节阀。油动机活塞下移，关小调节阀。在油动机活塞下移的同时，由于斜杆作用，反馈滑阀在油动机活塞下移的同时，由于斜杆作用，反馈滑阀在油动机活塞下移的同时，由于斜杆作用，反馈滑阀在油动机活塞下移的同时，由于斜杆作用，反馈滑阀3 3 3 3由由由由移，开大移，开大移，开大移，开大B B B B油口，控制油压油口，控制油压油口，控制油压油口，控制油压 回升，滑阀回中，堵住回升，滑阀回中，堵住回升，滑阀回中，堵住回升，滑阀回中，堵住a a a a、b b b b油油油油口，高压油不流动，油动机到达新的平衡位置。系统处于新口，高压油不流动，油动机到达新的平衡位置。系统处于新口，高压油不流动，油动机到达新的平衡位置。系统处于新口，高压油不流动，油动机到达新的平衡位置。系统处于新的平衡状态。的平衡状态。的平衡状态。的平衡状态。当调速器滑阀当调速器滑阀当调速器滑阀当调速器滑阀5 5 5 5左移时，调节过程相同，而调节方向相反。左移时，调节过程相同，而调节方向相反。左移时，调节过程相同，而调节方向相反。左移时，调节过程相同，而调节方向相反。第25页/共96页第二十六页，共96页。27（一）油动机（一）油动机（一）油动机（一）油动机(dngj)(dngj)(dngj)(dngj)上述调节系统中的为双侧进油往复式油动机。为了迅速关闭调上述调节系统中的为双侧进油往复式油动机。为了迅速关闭调节阀，必需节阀，必需(bx)(bx)具备足够大的提升力和较小的时间常数。具备足够大的提升力和较小的时间常数。1 1，提升力：，提升力：油动机两侧有压差作用，作用面积为油动机两侧有压差作用，作用面积为A A，最大阻力为，最大阻力为 ，则，则 (7-10)(7-10)其中，其中，、-高压油及排油压力；高压油及排油压力；A-A-油动机活塞面积；油动机活塞面积；-阻力最大值（开启调节阀的力）。阻力最大值（开启调节阀的力）。2 2，油动机时间常数，油动机时间常数 油动机时间常数油动机时间常数 定义为：当滑阀的定义为：当滑阀的a a、b b油口全开时，油动机油口全开时，油动机在最大进油量在最大进油量 条件下走完整个行程条件下走完整个行程 所需要的时间。所需要的时间。第26页/共96页第二十七页，共96页。28最大进油量最大进油量：油动机油动机(dngj)时间常数：时间常数：（711）其中，A-活塞有效(yuxio)面积；m-油动机行程。第27页/共96页第二十八页，共96页。29 油动机时间常数油动机时间常数 越大，其移动速度越慢，开启调节阀动作慢，越大，其移动速度越慢，开启调节阀动作慢，会引起超速。通常，大机组会引起超速。通常，大机组 ：=0.10.25 s =0.10.25 s。为了为了(wi le)(wi le)迅速关闭调节阀，需减小油动机时间常数。可通过增迅速关闭调节阀，需减小油动机时间常数。可通过增大油口宽度和提高压油压力来减小油动机时间常数大油口宽度和提高压油压力来减小油动机时间常数 。（二）断流式滑阀（错油门）（二）断流式滑阀（错油门）滑阀的盖度：盖度如图滑阀的盖度：盖度如图7-167-16所示，有所示，有1 1、2 2、3 3、4 4。当机组当机组处于稳定时，滑阀居中，凸肩处于稳定时，滑阀居中，凸肩盖住盖住a a、b b油口，油口，压力油不流动。凸压力油不流动。凸肩的宽度大于油口的高度。肩的宽度大于油口的高度。优缺点：优缺点：a a，降低了灵敏度；，降低了灵敏度；b b，有效地克服了各种因，有效地克服了各种因 素引起负荷摆动。素引起负荷摆动。第28页/共96页第二十九页，共96页。30（三）断流式滑阀油动机机构的静态特性（三）断流式滑阀油动机机构的静态特性（三）断流式滑阀油动机机构的静态特性（三）断流式滑阀油动机机构的静态特性（图图图图7-177-17）断流式滑阀油动机机构的静态特性是指在稳定断流式滑阀油动机机构的静态特性是指在稳定断流式滑阀油动机机构的静态特性是指在稳定断流式滑阀油动机机构的静态特性是指在稳定(wndng)(wndng)工况下，油动机行程工况下，油动机行程工况下，油动机行程工况下，油动机行程mm（输出量）与继动器活塞（输出量）与继动器活塞（输出量）与继动器活塞（输出量）与继动器活塞（z z）或者控制油压或者控制油压或者控制油压或者控制油压 （输入量）之间的关系。即，（输入量）之间的关系。即，（输入量）之间的关系。即，（输入量）之间的关系。即，m/m/z=AB/OA=z=AB/OA=常数常数常数常数 (7-13)(7-13)或者，或者，或者，或者，m/m/P=P=常数常数常数常数 二者成线性关系。二者成线性关系。二者成线性关系。二者成线性关系。图7-17 传动放大(fngd)机构的静态特性第29页/共96页第三十页，共96页。31二，节流式滑阀油动机二，节流式滑阀油动机二，节流式滑阀油动机二，节流式滑阀油动机(dngj)(dngj)机构机构机构机构（图（图（图（图7-187-18）1 1