电厂传动放大机构概述.pptx

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1、传动(chundng)放大机构 第一页，共36页。传动放大机构(jgu)的作用和分类l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。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。l主要包括：滑阀（错油门）、油动机、反馈机构。主要包括：滑阀（错油门）、油动机、反馈机构。ll错油门（滑阀）错油门（滑阀）l作用：控制油动机的进油方向和油量大小。作用：控制油动机的进油方向和油量大小。l分类：分类：l断流式：滑阀的凸肩切断通往油动机油口，断流式：滑阀的凸

2、肩切断通往油动机油口，l只有只有(zhyu)在变动过程中才开启。在变动过程中才开启。l节流式：油口有一定的开度，节流式：油口有一定的开度，l工况不同，对应的油口开度不同。工况不同，对应的油口开度不同。第二页，共36页。油动机油动机(dngj)(dngj)l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。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。l分类：分类：l1 1、往复式：、往复式：断流断流(dun li)(dun li)式滑阀控制：双侧进油、单侧进油式滑阀控制：双侧进油、单侧进油l 节流式滑阀控制：单侧进油、随动滑阀节流式滑阀控制：单侧进油、随动滑阀l2 2、旋转

3、式、旋转式 l双侧进油油双侧进油油(yuyu)动机动机单侧进油油单侧进油油(yuyu)动机动机油动机的技术指标：油动机的技术指标：l提升力：用于衡量油动机提升力大小。提升力：用于衡量油动机提升力大小。l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。关阀。（600600MWsMWs）第三页，共36页。一、断流式滑阀一、断流式滑阀一、断流式滑阀一、断流式滑阀双侧进油油双侧进油油双侧进油油双侧进油油(yu yu)(yu yu)动机动机动机动机第四页，共36页。1、油动机(dngj)（1）提升力）提升力下部油压为下部油

4、压为，上部油压为，上部油压为，这时上下，这时上下(shngxi)油压差最大，活塞受油压差最大，活塞受到的油压作用力最大，到的油压作用力最大，称为最大提升力。称为最大提升力。考虑油口有流动阻力，油动机的提升力考虑油口有流动阻力，油动机的提升力特点：特点：双侧进油油动机的提升力只与活塞作用面积和上下双侧进油油动机的提升力只与活塞作用面积和上下(shngxi)的压力差有关，而与油动机的压力差有关，而与油动机活塞的位置无关。活塞的位置无关。第五页，共36页。（2 2）油动机）油动机(dngj)(dngj)时间常数时间常数l定义定义l在在滑滑阀阀油油口口a、b全全开开时时，开开度度为为最最大大，油油动动

5、机机活活塞塞在在最最大大进进油油量量条条件件下下，走走完完整整个个工工作作行行程程所所需需要要的的时时间间，也也就就是是以以最最大的进油量，充满油动机时活塞走完全程所需要的时间。大的进油量，充满油动机时活塞走完全程所需要的时间。l计算公式：计算公式：l分析：分析：li）油动机时间常数：衡量油动机动作快慢的指标，一般）油动机时间常数：衡量油动机动作快慢的指标，一般sl上上升升油油动动机机移移动动速速度度下下降降机机组组的的调调节节性性较较差差，不不能能快快速速适应外界负荷适应外界负荷(fh)变化，在甩负荷变化，在甩负荷(fh)时，容易引起超速时，容易引起超速。活塞(husi)面积第六页，共36页

6、。ii ii）减少油动机）减少油动机(dngj)(dngj)时间常数的措施时间常数的措施l减小活塞作用面积减小活塞作用面积影响提升力影响提升力l减小活塞行程减小活塞行程受调节受调节(tioji)汽阀开启大小的规定汽阀开启大小的规定l加大滑阀油口宽度加大滑阀油口宽度受滑阀强度限制受滑阀强度限制l增大滑阀最大行程增大滑阀最大行程l增大进油压力增大进油压力首先有利于减小首先有利于减小，同时有利于增大提升力。，同时有利于增大提升力。第七页，共36页。l目前液压调节系统目前液压调节系统MPa，太高怕漏油造成失火，但机组容量增大，太高怕漏油造成失火，但机组容量增大(znd)以后，需要的提升力增大以后，需要

7、的提升力增大(znd)，为防止引起火灾，把润，为防止引起火灾，把润滑油和调节油分开。滑油和调节油分开。l润滑油润滑油l为了保证轴承润滑，对油质有要求，采用透平油，压力可低于为了保证轴承润滑，对油质有要求，采用透平油，压力可低于1MPa。北仑。北仑1#机组，压力机组，压力MPa相当于国产相当于国产30号透平油，着火点号透平油，着火点汽机转速下降汽机转速下降滑阀滑阀下移下移压力油进入油动机下部压力油进入油动机下部活塞上活塞上移移汽门开大汽门开大汽轮机功率增大汽轮机功率增大反之反之(fnzh)，滑阀上移，滑阀上移油动机下侧与排油动机下侧与排油管相通油管相通活塞在弹簧力作用下下移活塞在弹簧力作用下下移

8、汽门关小汽门关小汽轮机功率减小汽轮机功率减小px2、断流式单侧进油油(yu yu)动机第十页，共36页。（3）优缺点优点：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(fngzh)事故扩大；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，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。减负荷时靠弹簧，不需要油泵供油，所以主油泵耗油少。缺点：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，开启阀门的有效提升力等

9、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，。为保证汽门有较大的关闭速度，要求弹簧力很大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自定位能力差：容易受到油压波动的干扰。第十一页，共36页。3 3、断流、断流(dun li)(dun li)式滑阀式滑阀断断流流，就就是是滑滑阀阀处处于于居居中中位位置置，靠靠凸凸肩肩切切断断通通往往油油动动机机的的进进出出口口油油口口,要要断断流流，凸凸肩肩

10、高高度度应应大大于于油油口口高高度度，1、2、3、4为为“盖度盖度”。当当滑滑阀阀向向上上移移动动距距离离超超过过1（3）进进油油，超超过过4（2）泄油。）泄油。1(3)进油盖度进油盖度;2(4)出油盖度出油盖度;4（2）油口油口A关小关小增大增大油动机活塞油动机活塞(husi)上移上移z调节汽阀上升调节汽阀上升汽机功率增大汽机功率增大第十三页，共36页。（二）带压力变换器的中间放大（二）带压力变换器的中间放大(fngd)(fngd)机构机构应用应用(yngyng)于北重径向钻孔泵于北重径向钻孔泵系统，是节流式滑阀与断流式滑阀系统，是节流式滑阀与断流式滑阀的组合应用的组合应用(yngyng)1

11、、结构、结构（1）径向钻孔泵）径向钻孔泵（2）压力变换器节流滑阀，靠凸肩）压力变换器节流滑阀，靠凸肩控制油口开度控制油口开度转速转速n增大增大脉冲泵油压脉冲泵油压p1增大增大滑阀上移滑阀上移油口油口减小减小px增增大大节流(ji li)式滑阀p1脉冲泵一次油压转换成控制油压脉冲泵一次油压转换成控制油压px的变化的变化第十四页，共36页。（3）单侧进油油动机）单侧进油油动机作用力的平衡（弹簧力，油压作用力的平衡（弹簧力，油压px作用力）作用力）px增大增大活塞上移，把油压变化转换成活塞位移。活塞上移，把油压变化转换成活塞位移。图图中中（1）（3）组组成成了了节节流流式式滑滑阀阀与与单单侧侧进进油

12、油油油动动机机结结构构，作作为为系系统的一级放大统的一级放大。（4）断流式滑阀）断流式滑阀（5）双侧进油油动机）双侧进油油动机以上是第二级放大，功率放大以上是第二级放大，功率放大（6）反馈）反馈(fnku)油口油口（7）控制油路）控制油路第十五页，共36页。1 1、动作、动作(dngzu)(dngzu)原理原理（1）在平衡状态下，）在平衡状态下，n一定一定（2）下下降降n上上升升脉脉冲冲泵泵油油压压上上升升压压力力变变换换器器滑滑阀阀上上移移减减小小增增大大油油动动机机1z增增大大断断流流(dunli)式式滑滑阀阀z增增大大压压力力油油进进入入油油动动机机下下室室油油动动机机活活塞塞上上移移关

13、关小小调调速速汽汽门门下降下降（3）油油动动机机活活塞塞上上移移（反反馈馈）反反馈馈油油口口上上升升减减小小油油动动机机z减小减小断流断流(dunli)式滑阀式滑阀z减小减小滑阀居中。滑阀居中。第十六页，共36页。1 1、说明、说明(shumng)(shumng)（1）控控制制(kngzh)油油压压与与排排油油口口开开度度与与反反馈馈油油口口开开度度间间的的关关系系如如下下：由固定节流孔由固定节流孔流入油量流入油量排出油量排出油量由于调节结束，断流式滑阀一定要居中由于调节结束，断流式滑阀一定要居中不变。不变。令令常数常数第十七页，共36页。转速变化时，转速变化时，改变改变，相应相应(xingy

14、ng)改变改变，具体见公式推，具体见公式推导导P354控制油压控制油压优化设计问题。选择合理的优化设计问题。选择合理的px使同一位移下引起的控制使同一位移下引起的控制油压变化最大油压变化最大，使调节系统动作迅速，使调节系统动作迅速。对对k求导得求导得k1在在变动时，变动时，变化最大变化最大。可以采用液压联系，取消杠杆，因而布置方便，且动作灵敏，不易可以采用液压联系，取消杠杆，因而布置方便，且动作灵敏，不易损坏节流式油动机损坏节流式油动机。第十八页，共36页。5 5、静态、静态(jngti)(jngti)特性特性 l是指各个稳定工况下传动是指各个稳定工况下传动(chundng)放大系统输入量放大

15、系统输入量x与输出与输出量量m之间的关系，可以根据油口之间的关系，可以根据油口、的流量变化特点来求的流量变化特点来求。l流过流过流量变化量流过油口流量变化量流过油口流量变化量流量变化量l设设，常数常数压力变换器活塞(husi)位移 油动机活塞位移 第十九页，共36页。（三）差动活塞（三）差动活塞(husi)(husi)a1a2a3pb1 1、结构：、结构：外壳外壳(wi k)(wi k)滑阀：滑阀：左侧阀芯面积大，油压有效左侧阀芯面积大，油压有效作用面积小作用面积小右侧阀芯面积小，油压有效右侧阀芯面积小，油压有效作用面积大作用面积大喷油嘴：喷油嘴：直径为直径为d d，间隙为，间隙为y0y0，通

16、流面积通流面积第二十页，共36页。2、动作(dngzu)原理l差动活塞与高速弹性差动活塞与高速弹性(tnxng)调速器配套使用。调速器配套使用。l在在稳稳定定工工况况下下，挡挡油油板板位位置置一一定定，喷喷油油嘴嘴与与挡挡油油板板的的间间隙隙一一定定，油压油压、一定，有一定，有，差动活塞稳定不动。，差动活塞稳定不动。l若转速变化：若转速变化：ln增增大大挡挡油油板板右右移移y增增大大增增大大，排排油油量量增增大大减减小小，滑滑阀阀右右移移y减减小小减减小小，排排油油量量减减小小增大增大l当当y时，时，成立，差动活塞停止运动。成立，差动活塞停止运动。第二十一页，共36页。l稳定工况下，稳定工况下

17、，yl挡油板位移量差动活塞移动挡油板位移量差动活塞移动(ydng)量量即即yxl差差动动活活塞塞随随调调速速块块一一起起移移动动(ydng)，又又称称随随动动活活塞塞。由由油油压压差差（）形成的活塞移动）形成的活塞移动(ydng)作用力放大了调速块移动作用力放大了调速块移动(ydng)的作用力。的作用力。l3、为为了了提提高高活活塞塞动动作作的的灵灵敏敏度度，应应合合理理选选择择活活塞塞前前后后的的压压力力比比，面面积积比。比。l通常通常，则，则l另外缩小节流孔另外缩小节流孔a1的直径也可提高灵敏度。的直径也可提高灵敏度。第二十二页，共36页。4 4、差动活塞、差动活塞(husi)(husi)

18、的时间常数的时间常数（1）定定义义：在在喷喷油油嘴嘴最最大大出出油油条条件件下下，滑滑阀阀走走完完最最大大行行程程(xngchng)所所需的时间。需的时间。（2）公式：）公式：第二十三页，共36页。（四）碟阀放大器（P355P355）应用应用(yngyng)于上海汽轮机生产于上海汽轮机生产的调速系统，碟阀放大器与旋转阻的调速系统，碟阀放大器与旋转阻尼配套使用。尼配套使用。（P356图图6.2.15(a)）1、结构、结构碟阀放大器由一端铰链支承的平衡碟阀放大器由一端铰链支承的平衡杠杆，主同步器弹簧，辅同步器弹杠杆，主同步器弹簧，辅同步器弹簧，一次油压波纹管，二次油压碟簧，一次油压波纹管，二次油压

19、碟阀组成。阀组成。pbb波纹管K1 Z1K2 Z2一次油压pp第二十四页，共36页。2 2、工作、工作(gngzu)(gngzu)原理原理平衡杠杆受到四个力：平衡杠杆受到四个力：两个弹簧作用力两个弹簧作用力;一次油压通入波纹管一次油压通入波纹管(面积面积(minj)b)向上作用力向上作用力;二二次次油油压压靠靠碟碟阀阀建建立立，高高压压油油由由节节流流针针阀阀流流入入碟碟阀阀，由由间间隙隙溢溢出出。间间隙隙s大大，泄泄油油量量增增加加，二二次次油油压压p2降降低低，通通过过碟碟阀阀面面积积(minj)向上的作用力减小。向上的作用力减小。第二十五页，共36页。l稳定工况下，四个力达到平衡：稳定工

20、况下，四个力达到平衡：l当当转转速速(zhuns)变变化化，一一次次油油压压增增加加，使使碟碟阀阀移移动动，间间隙隙s发发生生变变化化，使使二二次次油油压压变变化化，改变二次油压作用力。，改变二次油压作用力。l新的平衡：新的平衡：l（1）为为放放大大比比，其其大大小小取取决决于于a、b、l1、l2，靠靠波波纹纹管管的的作作用用面面积积b比比碟碟阀阀a大大，波波纹纹管管的的力臂比碟阀的力臂长来达到放大油压的目的。一般放大倍数力臂比碟阀的力臂长来达到放大油压的目的。一般放大倍数l（2）为负说明一次油压与二次油压的变化方向相反。为负说明一次油压与二次油压的变化方向相反。第二十六页，共36页。电液调节

21、电液调节(tioji)(tioji)油动机油动机l电电液液调调节节油油动动机机(dngj)是是数数字字电电液液控控制制系系统统的的执执行行机机构构，将将电电子子控控制制器器产产生生的的调调节节汽汽门门开开度度电电信信号号转转变变为为油油动动机机(dngj)活活塞塞的的行行程程，由由电电液液转转换换器器（电电液液伺伺服服器器）、油油动动机机(dngj)、快快速速卸载阀、线性位移差动变送器等组成。卸载阀、线性位移差动变送器等组成。第二十七页，共36页。三、反馈三、反馈三、反馈三、反馈(fnku)(fnku)机构机构机构机构l反馈机构反馈机构(jgu)是调节系统的重要组成部分，讨论机械反馈和液压反是

22、调节系统的重要组成部分，讨论机械反馈和液压反馈机构馈机构(jgu)。l第二十八页，共36页。1 1、机械、机械(jxi)(jxi)反馈反馈l旋转阻尼调速系统采用杠杆弹簧旋转阻尼调速系统采用杠杆弹簧(tnhung)机械反馈从旋转阻尼来机械反馈从旋转阻尼来的一次油压的一次油压p1经蝶阀放大器放大后成为二次油压经蝶阀放大器放大后成为二次油压p2，作用于继动，作用于继动器的活塞上。器的活塞上。l在稳定工况下，断流式滑阀处居中位置，作用在继动器上的压力在稳定工况下，断流式滑阀处居中位置，作用在继动器上的压力p2与弹簧与弹簧(tnhung)的作用力相平衡。的作用力相平衡。l（2）工作原理）工作原理ln增大

23、增大p1增大增大p2减小减小继动器活塞上移继动器活塞上移碟阀间隙增大碟阀间隙增大p3减小减小滑阀上移滑阀上移压力油进入油动机上部压力油进入油动机上部油动机下移油动机下移关小汽门关小汽门汽机功率减小汽机功率减小l关小汽门关小汽门杠杆下移杠杆下移继动器活塞下移继动器活塞下移p3增大增大滑阀下移。滑阀下移。l调节终了，滑阀居中，继动器的位置也不变，调节终了，滑阀居中，继动器的位置也不变，p3不变，反馈是通不变，反馈是通过杠杆、弹簧过杠杆、弹簧(tnhung)来实现的。来实现的。第二十九页，共36页。lp2对继动器作用力的变化对继动器作用力的变化(binhu)弹簧作用力变化弹簧作用力变化(binhu)

24、l根据比例关系根据比例关系l二二次次油油压压的的改改变变和和油油动动机机位位移移之之间间的的关关系系，即即为为整整个个传传动动放放大大机机构构的的特特性，通过改变弹簧的刚度或反馈杠杆比例，可以改变传递特性。性，通过改变弹簧的刚度或反馈杠杆比例，可以改变传递特性。第三十页，共36页。2液压反馈(fnku)机构(P362)l即即油油口口反反馈馈，通通过过改改变变反反馈馈油油口口的的开开度度，来来使使整整个个调调节节系系统统达达到到稳稳定定工工作作(gngzu)。高高速速弹弹性性调调速速器器（P363图图6.2.25）和和脉脉冲冲泵泵的的调调节节系系统统（P353图图6.2.12）是是液液压压反反馈

25、馈机机构构。两两者者的的区区别别在在于于前前者者改改变变进进油油窗窗口口面面积积，而而后后者者改改变变的的是是排排油油口口面面积积，结结果果都都是是使使控控制制油油压压px恢恢复复到到原稳定值。原稳定值。第三十一页，共36页。l控制油压控制油压px不变，排油面积不变。不变，排油面积不变。an+am=常数常数l anam0l即即 l当当转转速速升升高高脉脉冲冲油油压压增增大大压压力力变变换换器器滑滑阀阀上上移移an关关小小px增增大大油动机油动机(dngj)上移上移am反馈油口增大负荷变小反馈油口增大负荷变小l改变油口宽度改变油口宽度bn、bm可以改变传动放大特性。可以改变传动放大特性。第三十二

26、页，共36页。3 3全液压调节全液压调节(tioji)(tioji)系统系统旋转旋转(xunzhun)阻尼调节系统原理图阻尼调节系统原理图第三十三页，共36页。液压反馈(fnku)第三十四页，共36页。四传动放大机构的静态四传动放大机构的静态(jngti)(jngti)特性特性l静静态态特特性性(txng)是是指指在在各各个个稳稳定定工工况况下下，传传动动放放大大机机构构的的输输入入量量p2（油压）或（油压）或x（位移）与输出量：油动机活塞位移（位移）与输出量：油动机活塞位移m之间的关系。之间的关系。l机械反馈机械反馈l l液压反馈液压反馈第三十五页，共36页。本节重点本节重点(zhngdin

27、)(zhngdin)：l传动放大机构的作用传动放大机构的作用l组成部件滑阀、油动机的类型、作用组成部件滑阀、油动机的类型、作用l油动机的两个技术指标（提升力和时间常数）减小油动机时间常数的措施油动机的两个技术指标（提升力和时间常数）减小油动机时间常数的措施l断流式单侧进油油动机的工作原理断流式单侧进油油动机的工作原理(yunl)l盖度的定义和盖度对调速系统的影响盖度的定义和盖度对调速系统的影响l节流式滑阀油动机的工作原理节流式滑阀油动机的工作原理(yunl)l典型中间放大机构的工作原理典型中间放大机构的工作原理(yunl)l差动活塞的工作原理差动活塞的工作原理(yunl)l碟阀放大器的工作原理碟阀放大器的工作原理(yunl)、放大比、放大比l反馈机构的作用、类型反馈机构的作用、类型l机械反馈和液压反馈机构的工作原理机械反馈和液压反馈机构的工作原理(yunl)分析分析第三十六页，共36页。