调速器知识1
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调速器一、调速器的概述1、喷油泵的速度特性:在油量调节拉杆位置不变时,喷油泵每一循环供油量随转速变化而变化的关系。
产生喷油泵速度特性的原因:由于柱塞套上回油孔的节流作用,当n增加时,喷油器“早喷晚停”,供油量增加,反之,n下降时,供油量略有减少。
2、喷油泵速度特性对柴油机工作的影响:1、转速升高每循环供油量增加,充气系数下降,造成油多气少而冒黑烟,形成恶性循环而“超速”(飞车),严重时旋转机件损坏2.转速降低每循环供油量减少,充气系数上升,造成油少气多而“游车”(不稳定),甚至熄火。
3、调速器的功用:在发动机工作时,根据负荷情况,自动调节供油量,以稳定柴油机转速,并使之不发生超速和熄火。
4、调速器的分类:(1)两速式调速器:只稳定和限制柴油机的最高与最低转速,中间转速由人工操纵。
(2)全速式调速器:使发动机在全转速范围内稳定工作。
二、机械离心式调速器的工作原理:1、基本工作原理:离心元件产生的离心力随发动机转速的改变而改变,利用离心元件产生的离心力与调速弹簧不断取得平衡的过程,带动供油拉杆移动,改变供油量。
2、基本组成:离心力产生元件:飞球或飞块,支撑盘、滑动盘等。
调速部件:高、低速调速弹簧。
操纵部件:调节杠杆、操纵杆等。
3、离心式两速调速器的组成与工作原理(1)结构特点:加速踏板直接控制供油拉杆。
(2)工作过程:•柴油机不工作时,低速弹簧将滑动盘压向最左端,供油拉杆位于较大供油位置。
•柴油机起动后,转速上升,Fa > Fp,滑动盘右移,调节杠杆绕A点顺转,带动供油拉杆减油,直至Fa=Fp,此时,发动机在怠速下运转。
•当发动机转速低于怠速时, Fa < Fp,滑动盘左移,调节杠杆饶A点逆转,带动供油拉杆加油,直至Fa=Fp,发动机重新稳定在怠速运转。
达到稳定怠速的目的。
•当发动机转速高于怠速时,滑动盘推动球面顶块与高速弹簧滑座接触,高速弹簧刚性大,预压力大,即使转速继续增加, Fa也不足以推动高速弹簧座右移使供油拉杆右移减油,所以,在转速大于怠速的一段范围内,滑动盘位置保持不变,供油拉杆完全由人工控制。
调速器培训教材
并且提供结构化内容,要求使用有关行业术语。
第一章基本概念
1.1调速器的定义
调速器是一种系统控制元件,它可以控制机械系统中各部件的运动,以实现系统的动力调节、速度调节和位置控制。
1.2常用调速器类型
不同的机械系统需要不同类型的调速器,常用的调速器类型有:
(1)恒速调速器:可以在指定的转速范围内恒定转速运行;
(2)恒流调速器:用于恒定电流输出;
(3)可调率调速器:用于控制机械系统的负载变化;
(4)可变结构调速器:可以实现转速变化,以及对转动系统的可变结构控制;
(5)灵敏控制调速器:通过精确调整控制系统的反馈信号,实现更加精确的调速控制。
1.3调速器操作原理
调速器采用反馈控制原理,可以通过在控制系统中加入调速器来控制机械设备的转速及负载。
调速器通过采集实时信号进行比较和判断,再根据控制系统的要求发出指令,控制相应的操作以实现对机械设备的转速调节。
第二章调速器工作原理2.1调速器的结构。
调速器讲义课件范文
不得少于1500字
什么是调速器?
调速器是一种调节机械装置,其功能是控制机械系统运行过程中的时
间和力矩。
换句话说,调速器可以改变机械系统的运动特性,使之可以按
照预定的规律运动。
有什么种类的调速器?
1.电动调速器。
电动调速器是利用电子元件,使电机的转速随电路输
入变化而变化的调速器,是一种电动控制技术,通常用于工业装置的控制。
2.液压调速器。
液压调速器是一种拧紧、松开或控制机械装置的运动
速度的装置,由液力驱动,它可以控制从螺杆到曲轴的循环运动,或控制
机械系统的位移。
3.蒸汽调速器。
蒸汽调速器是一种使用蒸汽动力来控制机械装置的速度,用于控制机械系统的位移或转速。
4.冷却水调速器。
冷却水调速器是一种使用冷却水动力的机械装置,
用于控制机械系统的位移或转速。
应用现状
由于调速器的广泛应用,它已成为生产现代机械制造和智能化控制中
最重要的部件。
用于风力发电机组的调速器是最常见的。
风力发电机组的调速器可以
控制风力发电机组的转速,使风力发电机组的发电效率达到最佳。
调速器的工作原理调速器是一种用来控制发动机转速的装置,它在机械设备和车辆中起着至关重要的作用。
调速器的工作原理是通过控制燃油供应或者改变传动比来调整发动机的转速,从而实现对设备或车辆运行速度的调节。
下面我们将详细介绍调速器的工作原理。
首先,调速器通过控制燃油供应来调整发动机转速。
在内燃机中,燃油的供应量直接影响着发动机的转速。
调速器通过控制燃油喷射系统,调整燃油的供应量,从而改变发动机的转速。
当需要增加转速时,调速器会增加燃油的供应量,使发动机转速加快;当需要降低转速时,调速器会减少燃油的供应量,使发动机转速减慢。
这种方式是调速器最常见的工作原理之一。
其次,调速器还可以通过改变传动比来调整发动机转速。
在一些机械设备和车辆中,调速器通过改变传动装置的传动比来调整发动机的转速。
传动比的改变会影响发动机输出轴的转速,从而实现对设备或车辆运行速度的调节。
例如,在变速箱中,调速器通过改变齿轮的组合方式来改变传动比,进而实现对发动机转速的调节。
除了以上两种工作原理,调速器还可以通过其他方式来实现对发动机转速的调节。
例如,在柴油机中,调速器通过控制空气的供应量来调整发动机的转速;在电动机中,调速器通过改变电压或频率来调整电动机的转速。
不同类型的发动机和设备可能采用不同的调速器工作原理,但它们的基本目的都是为了实现对发动机转速的精确控制。
总的来说,调速器的工作原理是通过控制燃油供应或者改变传动比来调整发动机的转速,从而实现对设备或车辆运行速度的调节。
调速器在各种机械设备和车辆中都有着广泛的应用,它的性能和稳定性直接影响着设备或车辆的运行质量。
因此,对调速器的工作原理有深入的了解,对于设备维护和故障排除都具有重要意义。
希望通过本文的介绍,读者能够更加深入地了解调速器的工作原理,为实际应用提供参考和帮助。
调速器作为机械设备和车辆中的重要部件,其工作原理的掌握对于相关行业的从业人员来说是至关重要的,也是提高设备运行效率和安全性的关键之一。
一、调速器功用及分类调速器是一种自动调节装置,它根据柴油机负荷的变化,自动增减喷油泵的供油量,使柴油机能够以稳定的转速运行;在柴油机上装设调速器是由柴油机的工作特性决定的;汽车柴油机的负荷经常变化,当负荷突然减小时,若不及时减少喷油泵的供油量,则柴油机的转速将迅速增高,甚至超出柴油机设计所允许的最高转速,这种现象称“超速”或“飞车”;相反,当负荷骤然增大时,若不及时增加喷油泵的供油量,则柴油机的转速将急速下降直至熄火;柴油机超速或怠速不稳,往往出自于偶然的原因,汽车驾驶员难于作出响应;这时,惟有借助调速器,及时调节喷油泵的供油量,才能保持柴油机稳定运行;汽车柴油机调速器按其工作原理的不同,可分为机械式、气动式、液压式、机械气动复合式、机械液压复合式和电子式等多种形式;但目前应用最广的当属机械式调速器,其结构简单,工作可靠,性能良好;按调速器起作用的转速范围不同,又可分为两极式调速器和全程式调速器;中、小型汽车柴油机多数采用两极式调速器,以起到防止超速和稳定怠速的作用;在重型汽车上则多采用全程式调速器,这种调速器除具有两极式调速器的功能外,还能对柴油机工作转速范围内的任何转速起调节作用,使柴油机在各种转速下都能稳定运转;二、两极式调速器两极式调速器只在柴油机的最高转速和怠速起自动调节作用,而在最高转速和怠速之间的其他任何转速,调速器不起调节作用;一RQ型调速器结构通常调速器由感应元件、传动元件和附加装置三部分构成;感应元件用来感知柴油机转速的变化,并发出相应的信号;传动元件则根据此信号进行供油量的调节;二RQ型调速器基本工作原理1起动将调速手柄从停车挡块移至最高速挡块上;在此过程中,调速手柄带动摇杆,摇杆带动滑块,使调速杠杆以其下端的铰接点为支点向右摆动,并推动喷油泵供油量调节齿杆克服供油量限制弹性挡块的阻力,向右移到起动油量的位置;起动油量多于全负荷油量,旨在加浓混合气,以利柴油机低温起动;2怠速柴油机起动之后,将调速手柄置于怠速位置;这时调速手柄通过摇杆、滑块使调速杠杆仍以其下端的铰接点支点向左摆动,并拉动供油量调节齿杆7左移至怠速油量的位置;怠速时柴油机转速很低,飞锤的离心力较小,只能与怠速弹簧力相平衡,飞锤处于内弹簧座与安装飞锤的轴套之间的某一位置;若此时柴油机由于某种原因转速降低,则飞锤离心力减小,在怠速弹簧的作用下,飞锤移向回转中心,同时带动角形杠杆和调速套筒,使调速杠杆下端的铰接点以滑块为支点向左移动,调速杠杆则推动供油量调节齿杆向右移,增加供油量,使转速回升;反之,当转速增高时,飞锤的离心力增大,飞锤便压缩怠速弹簧远离回转中心,同样通过角形杠杆和高速套筒使调速杠杆下端的铰接点以滑块为支点向右移动,而供油量调节齿杆则向左移动,减小供油量,使转速降低;可见,调速器可以保持怠速转速稳定;3中速将调速手柄从怠速位置移至中速位置,供油量调节齿杆处于部分负荷供油位置,柴油机转速较高,飞锤进一步外移直到飞锤底部与内弹簧座接触为止;柴油机在中等转速范围内工作时,飞锤的离心力不足以克服怠速弹簧和高速弹簧的共同作用力,飞锤始终紧靠在内弹簧座上而不能移动,即调速器在中等转速范围内不起调节供油量的作用;但此时驾驶员可根据汽车行驶的需要改变调速手柄的位置,使调速杠杆以其下端的铰接点为支点转动,并拉动供油量调节齿杆增加或减少供油量;4最高转速将调速手柄置于最高速挡块上,供油量调节齿杆相应地移至全负荷供油位置,柴油机转速由中速升高到最高速;此时,飞锤的离心力相应增大,并克服全部调速弹簧的作用力,使飞锤连同内弹簧座一起向外移到一个新的位置;在此位置,飞锤离心力与弹簧作用力达到新的平衡;若柴油机转速超过规定的最高转速,则飞锤的离心力便超过调速弹簧的作用力,使供油量调节齿杆向减油方向移动,从而防止了柴油机超速;5停车将调速手柄置于停车挡块上,调速杠杆以其下端的铰接点为支点向左摆动,并带动供油量调节齿杆向左移到停油位置,柴油机停车,调速器飞锤在调速弹簧的作用下抵靠在安装飞锤的轴套上;三附加装置1.怠速稳定弹簧在RQ型调速器盖上装有怠速稳定弹簧,其安装位置刚好与供油量调节齿杆相对,它对调节齿杆的移动起限位和缓冲作用;有了怠速稳定弹簧,怠速更加稳定;2.转矩平稳装置转矩平稳装置安装在滑动销内,其作用是缓冲高速时喷油泵供油量调节齿杆的振动,借以消除柴油机转矩的波动;当把调速手柄移向高速并与最高速挡块接触时,转矩平稳装置中的弹簧3首先被压缩,同时供油量调节齿杆移至全负荷供油位置;若此时柴油机转速升高,当飞锤的离心力超过调速弹簧的作用力时,飞锤开始向外移动,但调节齿杆并不立即向减油方向移动,而是在转矩平稳装置中的弹簧伸长复原后,调节齿杆才开始移动,从而减缓了调节齿杆的频繁移动或振动,使柴油机输出的转矩趋于平稳;3.转矩校正装置转矩校正装置的功用是校正喷油泵供油量随转速的变化特性,也就是校正柴油机转矩随转速变化的特性,以使喷油泵的供油量与吸入气缸的空气量相匹配;转矩校正有正校正与负校正两种;供油量随转速下降而增加的校正为正校正;相反,供油量随转速下降而减少的为负校正;前者用于高速范围,后者用于低速范围;全程式调速器机械离心式全程调速器的结构形式很多,有与柱塞式喷油泵配套的,也有装在分配式喷油泵体内的,但其工作原理却基本相同;下面仅以VE型分配泵的调速器为例,说明机械离心式全程调速器的基本结构及工作原理;一VE型分配泵调速器结构二VE型分配泵调速器工作原理全程式调速器的基本调速原理是,由于调速器传动轴旋转所产生的飞锤离心力与调速弹簧力相互作用,如果两者不平衡,调速套筒便会移动;调速套筒的移动通过调速器的杠杆系统使供油量调节套筒的位置发生变化,从而增减供油量,以适应柴油机运行工况变化的需要;1.起动起动前,将调速手柄推靠在最高速限止螺钉上;这时调速弹簧被拉伸,弹簧的张力拉动张力杠杆绕销轴N向左摆动,并通过板形起动弹簧使起动杠杆压向调速套筒,从而使静止的飞锤处于完全闭合的状态;与此同时,起动杠杆下端的球头销将供油量调节套筒向右拨到起动加浓供油位置C,供油量最大;起动后,飞锤的离心力克服作用在起动杠杆上的起动弹簧的弹力,使起动杠杆绕销轴N向右摆动,直到抵靠在张力杠杆的挡销上;此时,起动杠杆下端的球头销向左拨动供油量调节套筒,供油量自动减少;2.怠速柴油机起动后,将调速手柄移至怠速调节螺钉上;在这个位置,调速弹簧的张力几乎为零,即使调速器传动轴的转速很低,飞锤也会向外张开,推动调速套筒,使起动杠杆和张力杠杆绕销轴N 向右摆动,并使怠速弹簧受到压缩;这时,飞锤离心力对调速套筒的作用力与怠速弹簧及起动弹簧对调速套筒的作用力平衡,供油量调节套筒处于怠速供油位置D,柴油机在怠速下运转;若由于某种原因使柴油机转速升高,则飞锤离心力增大,上述的平衡被打破,飞锤推动调速套筒、起动杠杆和张力杠杆进一步压缩怠速弹簧而向右摆动,供油量调节套筒则向左移,供油量减少,转速回落复原;若柴油机转速降低,飞锤离心力减小,怠速弹簧推动张力杠杆和起动杠杆向左摆动,供油量调节套筒则向右移,增加供油量,使转速回升;3.中速和最高速欲使柴油机在高于怠速而又低于最高转速的任何中间转速工作时,则需将调速手柄置于怠速调节螺钉与最高速限止螺钉之间某一位置;这时,调速弹簧被拉伸,同时拉动张力杠杆和起动杠杆绕销轴N向左摆动,而起动杠杆下端的球头销则向右拨动供油量调节套筒,使供油量增加,柴油机由怠速转入中速状态;由于转速升高,飞锤离心力增大;当其向右作用于调速套筒上的推力与调速弹簧向左作用于张力杠杆和起动杠杆上的拉力平衡时,供油量调节套筒便稳定在某一中等供油量位置,柴油机也就在某一中间转速稳定运转;当把调速手柄置于最高速限止螺钉上时,调速弹簧的张力达到最大,供油量调节套筒也相应地移至最大供油量位置,柴油机将在最高转速或标定转速下工作;4.最大供油量的调节若拧入最大供油量调节螺钉,则导杆绕销轴M逆时针方向转动,销轴N也随之转动,并带动球头销向右拨动供油量调节套筒,这时最大供油量增加;反之,旋出最大供油量调节螺钉,则最大供油量减少;改变最大供油量,可以改变柴油机的最大输出及最高转速或标定转速;三附加装置1.增压补偿器在增压柴油机上装用的分配式喷油泵附有增压补偿器,其作用是根据增压压力的大小,自动增减供油量,以提高柴油机的有效功率和燃油经济性,并可减少有害气体的排放;在补偿器盖和补偿器体之间装有膜片,膜片把补偿器分成上、下两个腔;上腔与进气管相通,其中的压力即为增压压力;下腔经通气孔与大气相通,膜片下面装有弹簧;补偿器阀杆与膜片相连,并与膜片一起运动;阀杆的中下部加工成上细下粗的锥体,补偿杠杆的上端与锥体相靠;在阀杆上还钻有纵向长孔和横向孔,以保证阀杆在补偿器体内移动时不受气体阻力的作用;补偿杠杆可绕销轴转动,其下端靠在张力杠杆上;当进气管中的增压压力增大时,膜片带动阀杆向下运动,与阀杆锥体相接触的补偿杠杆绕销轴顺时针方向转动,张力杠杆在调速弹簧的作用下绕销轴N逆时针方向转动,从而使起动杠杆下端的球头销向右拨动供油量调节套筒,供油量增加;反之亦然;2.转矩校正装置根据需要可在VE型分配泵上装备正转矩校正或负转矩校正装置;正转矩校正可以改善柴油机高速范围内的转矩特性;当柴油机转速升高到校正转速时,随着转速继续升高,作用在起动杠杆上的飞锤离心力的轴向分力 F 对销轴 N 的力矩,逐渐超过校正弹簧的预紧力对校正杠杆的支点即挡销5的力矩,这时起动杠杆及销轴 S 开始绕销轴 N 向右摆动;与此同时,校正杠杆绕挡销顺时针方向转动,其下端通过校正销将校正弹簧压缩,直至校正销的大端靠在起动杠杆上为止,校正过程结束;负转矩校正可以防止柴油机低速时冒黑烟;在负转矩校正装置中,调速套筒的轴向分力 F 直接作用在转矩校正杠杆上,使校正杠杆靠在张力杠杆的挡销上,转矩校正销靠在张力杠杆的停驻点上;当柴油机转速升高时,调速套筒的轴向分力 F 增大;若轴向分力 F 对挡销的力矩大于校正弹簧的弹簧力对挡销的力矩,则使校正杠杆以挡销为支点逆时针方向转动,并通过销轴 S 带动起动杠杆绕销轴 N 向左摆动,球头销则向右拨动供油量调节套筒,增加供油量,从而实现柴油机在低速范围内随转速增加而自动增加供油量的负转矩校正;当校正杠杆靠在校正销大端上时,校正结束;3.负荷传感供油提前装置负荷传感供油提前装置的功用是根据柴油机负荷的变化自动改变供油提前角;当柴油机转速一定时,若负荷减小,则喷油泵体内腔的燃油通过调速套筒上的量孔,经调速器轴的中心油道泄入二级滑片式输油泵的进油口,使喷油泵体内腔的油压降低,液压式喷油提前器内的活塞向右移动,供油提前角减小;反之,若柴油机负荷增加,调速套筒上的量孔被关闭,喷油泵体内腔的油压升高,喷油提前器内的活塞向左移动,供油提前角增大;负荷传感供油提前装置在全负荷的25%~70%范围内起作用;4.大气压力补偿器大气压力补偿器的功用是随着大气压力的降低或海拔高度的增加自动减少供油量,以防止柴油机排气冒黑烟;大气压力降低或汽车在高原行驶时,大气压力感知盒向外膨胀,使推杆向下移动;因为推杆下端与连接销接触的一段是上大下小的锥体,所以当推杆下移时,连接销向左移动,并推动控制臂绕销轴 S 逆时针方向转动;控制臂下端则推动张力杠杆和起动杠杆绕销轴N向右摆动,起动杠杆下端的球头销向左拨动油量调节套筒,减少供油量;。
水轮机调速器知识问答(1)调速器, 水轮机, 问答, 知识什么是水轮机调速器?水轮机调速器的作用是什么?答:水轮机调节是通过水轮机调节系统根据机组转速的变化不断地改变水轮机过流量来实现的。
水轮机调节系统是由调节控制器、液压随动系统和调节对象组成的闭环控制系统(如图1-1)。
通常把调节控制器和液压随动系统统称为水轮机调速器。
图1-1 水轮机调节系统构成图水轮机调速器作用是保证水轮发电机的频率稳定、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。
水轮机调速器的发展历程是怎样的?水轮机调速器问世以来,水轮机调速器先后经历了三代的发展:水压放大、油压放大式的机械式液压调速器(20世纪初-20世纪50年代)、模拟电路加液压随动系统构成的电液式调速器(20世纪50年代-20世纪80年代)和微机调节器配以相应的机械液压系统构成的微机调速器(20世纪80年代至今)。
目前微机调速器以可靠性高、操作简便全面取代其他类型的调速器。
水轮机调速器调速器有哪些类型?如何划分?水轮机调速器的分类方法较多,按调节规律可分为PI和PID调速器;按系统构成分为机械式调速器(机械飞摆式)、电液式调速器及微机调速器;实际应用中常用是以下几种区分方式:1、按我国水轮机调速器国家型谱以及调速器行业规范,调速器分为:中、小型调速器;冲击式调速器;大型调速器等。
中、小型调速器以调速功大小来区分,冲击式调速器以喷针及折向器数目来区分,大型调速器以主配压阀名义直径来区分。
调速器分类表2、微机调速器依据调节器(电气部分)及机械液压系统(机械部分)的不同形式,有以下区分:2.1按调节器的硬件构成有单片机、工控机、可编程控制器三大类调节器。
其中单片机、单版机构成的调节器由于可靠性差、故障率高等多方面原因,已趋于淘汰。
目前可编程控制器以其高度的可靠性成为调节器构成首选。
2.2机械液压系统依据电液转换电液转换方式分为:电液转换器类、电机类、比例伺服阀类、数字阀类。
一 调节系统参数1 水流惯性时间常数w T水流惯性时间常数是指在额定工况下,表征过水管道中水流惯性的特征时间,其表达式为223580r r a r r J GD n T M N ω==rw rrLVQ L T gH S gH ==∑∑式中w T 为水流惯性时间常数,Q r 为水轮机设计流量, H r 为水轮机设计水头,S 为每段过水管道的截面面积, L 为相应每段过水管道的长度, V 为响应每段过水管道的流速, G 为重力加速度w T 表示过水管道水流的惯性,它是水轮机主动力矩变化存在滞后的主要原因,也是造成调节系统不稳定和动态品质恶化的主要因素。
在其他条件不变时,w T 越大,水流惯性越大,水击作用越显著,则调节过程的振幅越大,振荡次数越多,调节时间越长,以至最后超出稳定范围。
2 机组惯性时间常数机组惯性时间常数是指机组在额定转速时的动量矩与额定转矩之比。
其表达式为223580r r a r rJ GD n T M N ω==式中T a 为机组惯性时间常数, J ωr 为额定转速时机组的动量矩,GD 2为机组飞轮力矩, M r 为机组额定转矩, N r 为发电机额定功率, n r 为机组额定转速T a 的物理意义是:在与发出额定功率相当的额定转矩下,机组由静止达到额定转速所需要的时间。
T a 越大,越有利于调节系统的稳定,而且在调节过程中能够见效转速的偏差和减缓转速的变化,但有可能使调节时间变长。
若T a 过小,将使调节系统难以稳定。
3永态转差系数b p 、永态调差系数e p调节系统的静特性有两种情况:图1(a )为无差静特性,表示机组出力不论为何值,调节系统均保持机组转速n 0,即静态误差为零。
图1(b )为有差静特性,当机组出力增大时,调节系统将保持较低的机组转速,即静态误差不为零,永态调差系数e p 定义为调速系统静特性曲线图上某一规定点的斜率的负数。
(反馈为功率反馈)rrp n dn e P d P =-图1(c )也为有差静特性,它以接力器行程Y 为横坐标,以机组转速n 为纵坐标 (反馈为导叶反馈)。
调速器工作原理调速器是一种机械设备,用于控制旋转机械设备(如发动机、电动机、风机等)的转速。
它的主要功能是根据外界条件的变化来调整输出转速,以满足不同的工作需求。
调速器的工作原理是基于传动装置和控制机构的相互配合来实现的。
调速器的工作原理主要分为以下几个方面:1. 传动装置:调速器通过传动装置将能量从动力源传递给被控制的机械设备。
传动装置通常包括齿轮、皮带、链条等部件,其目的是将输入的动力转换为旋转转矩,并将其传递给被控制的机械设备。
2. 传感器:调速器通常配备有传感器,用于检测被控制的机械设备的转速和其他相关参数。
传感器可以是光电传感器、霍尔效应传感器、编码器等。
通过传感器获取的数据,调速器可以实时监测并反馈给控制机构。
3. 控制机构:调速器的控制机构是关键的组成部分,它根据传感器反馈的数据来实现转速的调整。
控制机构通常包括控制电路、执行机构和反馈调节装置等。
控制电路负责采集、处理和判断传感器反馈的数据信息,然后向执行机构发出指令,控制机械设备的转速。
反馈调节装置用于实时监测和调整控制电路的工作状态,以确保系统稳定运行。
4. 调节方式:调速器的工作原理还与其调节方式密切相关。
常见的调节方式包括机械调速器、液压调速器、电子调速器等。
机械调速器通过手动或机械方式来调整转速,适用于一些简单的机械设备。
液压调速器通过调节液压系统的压力和流量来实现转速调节。
电子调速器利用电子技术实现对转速的精确控制,具有反应快、精度高等优点。
总的来说,调速器的工作原理是通过传动装置、传感器和控制机构相互配合,根据被控制机械设备的实际要求,实现对转速的调节和控制。
不同类型的调速器有不同的工作原理和调节方式,但它们的基本原理都是将能量传递和转换,以满足不同的工作需求。
调速器在许多行业中都有广泛的应用,如工业生产、交通运输、能源开发等。
它可以提高机械设备的效率和可靠性,降低能源消耗和运行成本。
随着科技的不断发展,调速器的工作原理和调节方式也在不断创新和改进,为各行各业提供更加高效、智能的调速解决方案。
调速器培训资料一、调速器的工作原理调速器通过测速元件测量到水轮发电机组的转速信号,而后将测频元件和信号反馈元件送来的信号加以综合,并将此综合信号加以放大后传送到调速器的执行元件(液压系统),去调节和控制水轮机的导水机构的运动,从而完成水轮机的转速及输出功率的调控。
二、调速器的作用1、自动或手动调整机组的转速和负荷2、自动或手动启动、停机或事故停机;3、当机组并列运行时,自动地分配各机组之间的变动负荷。
水轮机自动调节系统以被调节参数(调频)的偏差作为调节导叶开度的依据。
三、调速器的五个主要部分(一) 电调部分(控制部分)该部分由法国奈尔皮克原装引进,型号为DIGIPID 1500。
可根据需要修改参数以满足机组最优运行。
它由各个插件组成,方便检修维护。
1.结构组成电器箱从左自右布臵图:调速模块:ESB1、ESB2、UCT、INT,位臵调节模块:POS、PUI1、PUI2(备选),电源模块:ALIM1+5V、+15V、-15V、ALIM2+24V1.1 调速模块:ESB1、ESB2、UCT、INT1.1.1 ESB模块:输入-输出终端区a.对调速器的输入量输出量起保护和绝缘作用。
b.接收机组自动化命令及反馈信息(如:开停机命令、增减有功、增减开限、功率、水头等)1.1.2 UCT模块:中央处理单元a.调速器核心部分,内有32位微处理器b.对自动检查系统及INT和ESB模块测得的物理量(如转速、功率)进行访问;c.通过键盘及电气箱前面板的显示器进行监视;d.与位臵调节器进行对话;e.存储设备用户参数及调速器参数;f.通过专用软件STATUS用RS-232接口实现PC机与调速器之间联接;g.将故障信息传送至自动监控器,及盘柜指示仪表。
1.1.3 INT模块:接口将从ESB模块输入的信号传送到UCT模块,并通过模块前面的DISP接头控制前面板上4个闪光指示灯1.2位臵调节模块1.2.1POS模块:位臵调节器a.根据设定值与测量位臵值间的差值产生一个控制量,并将此控制量传送到各控制装臵的PUI模块b.计算程序控制调节装臵;c.存储设定参数及配臵;d.将信息传送到盘柜位臵指示仪表;e.能够允许调速器独立操作(手动控制)。
调速器知识文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-一调节系统参数1 水流惯性时间常数wT水流惯性时间常数是指在额定工况下,表征过水管道中水流惯性的特征时间,其表达式为223580r rar rJ GD nTM Nω==rwr rLVQ LTgH S gH==∑∑式中wT为水流惯性时间常数,Qr为水轮机设计流量,Hr为水轮机设计水头,S为每段过水管道的截面面积,L为相应每段过水管道的长度,V为响应每段过水管道的流速,G为重力加速度wT表示过水管道水流的惯性,它是水轮机主动力矩变化存在滞后的主要原因,也是造成调节系统不稳定和动态品质恶化的主要因素。
在其他条件不变时,wT越大,水流惯性越大,水击作用越显着,则调节过程的振幅越大,振荡次数越多,调节时间越长,以至最后超出稳定范围。
2 机组惯性时间常数机组惯性时间常数是指机组在额定转速时的动量矩与额定转矩之比。
其表达式为式中Ta为机组惯性时间常数,Jωr为额定转速时机组的动量矩,GD2为机组飞轮力矩,Mr为机组额定转矩,Nr为发电机额定功率,n r 为机组额定转速T a 的物理意义是:在与发出额定功率相当的额定转矩下,机组由静止达到额定转速所需要的时间。
T a 越大,越有利于调节系统的稳定,而且在调节过程中能够见效转速的偏差和减缓转速的变化,但有可能使调节时间变长。
若T a 过小,将使调节系统难以稳定。
3永态转差系数b p 、永态调差系数e p调节系统的静特性有两种情况:图1(a )为无差静特性,表示机组出力不论为何值,调节系统均保持机组转速n 0,即静态误差为零。
图1(b )为有差静特性,当机组出力增大时,调节系统将保持较低的机组转速,即静态误差不为零,永态调差系数e p 定义为调速系统静特性曲线图上某一规定点的斜率的负数。
(反馈为功率反馈)图1(c )也为有差静特性,它以接力器行程Y 为横坐标,以机组转速n 为纵坐标 (反馈为导叶反馈)。
调速器是一个聪明的阀,它可以告诉变速器汽车的速度。
它连接到输出装置,因此汽车运动越快,调速器旋转就越快。
调速器内部是一个弹簧加载阀,它的打开程度与调速器旋转速度成正比,即调速器旋转越快,阀打开程度越大。
变速器油从泵通过输出轴供应到调速器。
车速越快,调速器打开程度越大,它允许通过的液体压力就越大。
调速器为正确换挡,自动变速器必须了解发动机的负载状况。
它通过两种不同方式做到这点。
某些汽车有一个简单的拉线连杆,连接到变速器中的节气阀。
加速踏板踩下的越多,施加给节气阀的压力就越大。
另一些汽车则使用真空调节器,向节气阀施加压力。
真空调节器感知总管压力,当发动机负载加大时,总管压力便下降。
换挡杆连接到手动阀。
根据所选的齿轮,手动阀供应抑制相应齿轮的液压回路。
例如,如果换挡杆位于三挡,它会供应防止超速挡啮合的回路。
换挡阀将液压供应到离合器和制动带,以啮合各个齿轮。
变速器的阀体包含数个换挡阀,换挡阀确定何时从一个挡位换挡到下一个挡位。
例如,1到2换挡阀确定了何时从第一挡换到二挡。
换挡阀通过来自一侧调速器的液体加压,节气阀则通过另一侧的调速器加压,它们共同由泵来供应液体,将液体引到两个回路之一,以控制汽车以哪个挡位运行。
换挡回路如果汽车飞快加速,换挡阀将延迟换挡;反之,如果汽车缓慢加速,将在较低的速度下换挡。
接下来让我们讨论一下当汽车缓慢加速时的情形。
随着汽车速度提升,来自调速器的压力逐渐累积。
这使得换挡阀超压,直到一挡回路关闭,二挡回路打开。
由于汽车在节气门略微打开的情况下加速,因此节气阀无法对换挡阀提供很大的压力。
当汽车飞快加速时,节气阀对换挡阀提供更大的压力。
这意味着,来自调速器的压力必须更高(从而车速必须更快)。
只有这样,换挡阀才能移动足够距离,以啮合二挡。
每个换挡阀对应特定的压力范围,因此当汽车速度较快时,将由2到3换挡阀接管,因为来自调速器的压力足以触发该阀。
有时,在某些新型汽车上出现了电控变速器,它仍使用液压来驱动离合器和制动带,但每个液压回路都是通过电磁阀来控制的。
一调节系统参数
1 水流惯性时间常数
w
T
水流惯性时间常数是指在额定工况下,表征过水管道中水流惯性的特征时间,其表达式
为
22
3580
r r
a
r r
J GD n
T
M N
ω
==r
w
r r
LV
Q L
T
gH S gH
==
∑
∑
式中
w
T为水流惯性时间常数,
Q r为水轮机设计流量,
H r为水轮机设计水头,
S为每段过水管道的截面面积,
L为相应每段过水管道的长度,
V为响应每段过水管道的流速,
G为重力加速度
w
T表示过水管道水流的惯性,它是水轮机主动力矩变化存在滞后的主要原因,也是造
成调节系统不稳定和动态品质恶化的主要因素。
在其他条件不变时,
w
T越大,水流惯性越大,水击作用越显着,则调节过程的振幅越大,振荡次数越多,调节时间越长,以至最后超出稳定范围。
2 机组惯性时间常数
机组惯性时间常数是指机组在额定转速时的动量矩与额定转矩之比。
其表达式为
式中T a为机组惯性时间常数,
Jωr为额定转速时机组的动量矩,
GD2为机组飞轮力矩,
M r为机组额定转矩,
N r为发电机额定功率,
n r为机组额定转速
T a的物理意义是:在与发出额定功率相当的额定转矩下,机组由静止达到额定转速所需要的时间。
T a越大,越有利于调节系统的稳定,而且在调节过程中能够见效转速的偏差和减缓转速的变化,但有可能使调节时间变长。
若T a过小,将使调节系统难以稳定。
3永态转差系数b p、永态调差系数e p
调节系统的静特性有两种情况:图1(a)为无差静特性,表示机组出力不论为何值,调节系统均保持机组转速n0,即静态误差为零。
图1(b)为有差静特性,当机组出力增大时,调节系统将保持较低的机组转速,即静态误差不为零,永态调差系数e p定义为调速系统静特性曲线图上某一规定点的斜率的负数。
(反馈为功率反馈)
图1(c)也为有差静特性,它以接力器行程Y为横坐标,以机组转速n为纵坐标(反馈为导叶反馈)。
永态转差系数b p为
max x f b p
图1(b) 有差静特性
0r
x f
e p
图1(c) 有差静特性 永态转差系数b p 是电力系统各机组负荷分配的关键参数,根据电厂在系统的作用不同,
各电厂调速器的b p 有所不同。
当系统负荷变化时,首先由b p 小的机组承当变化后的负荷,
再由b p 大的机组承当变化后的负荷。
一般担任调峰、调频的机组比非调峰、调频的机组b p
小。
4暂态转差系数b t
暂态转差系数又称软反馈强度。
是当永态转差系数为0,并假定缓冲装置不起作用时,
在稳态下的转差系数。
(缓冲装置不起衰减作用,可以理解为缓冲器的节流孔完全封闭,此
时相当与硬反馈)
暂态转差系数b t 是防止调节系统出现过调节现象,从而获得稳定的误差调节。
增加b t
值有利于调速系统的稳定,但灵敏性变差;反之,会恶化调速系统的动态品质,使调节动作
迟缓,转速偏差增大,调节时间加长。
并网时,在确保稳定的条件下,应设置较小的b t ,增
加调速器的灵敏性,缩短并网时间;并网后,为确保在电网负荷变化时调速器及时调整导叶
开度,增减有功,b t 一般变为更小值。
5 缓冲时间常数T d
缓冲时间常数T d 定义为当信号停止变化后,缓冲装置将来自接力器位移的反馈信号衰
减的时间常数。
缓冲时间常数T d 的作用主要是提高调速系统的稳定性,减少调节过程中的振荡次数;
但对超调量无显着作用。
过分增大T d 值,则增加了转速偏差,延长了调节时间,使衰减系
数也增加,导致调节品质变差。
反之,T d 减小,可提高调速系统的灵敏性和速动性。
6 加速时间常数T n
加速时间常数T n 又称微分时间常数,其定义为永态和暂态转差系数为零时,在接力器
刚刚反向运动的瞬间,转速偏差x 1与加速度(dx/dt )1之比的负数。
即
加速时间常数T n 表示微分作用的大小。
但微分作用过大时,由于速动性过份增大,会
引起过调节,反而造成调节过程品质恶化。
7 比例增益K P 、积分增益K I 、微分增益K D
对于调速器PID 参数有两种表达方式:
调节暂态转差系数b t 、缓冲时间常数T d 、加速时间常数T n
或 比例增益K P 、积分增益K I 、微分增益K D
PID 数字调节器调节规律可用下列传递函数描述:
1()/()//(1)u P I D V y s x s K K s K s T s =+++,其中1V T 为微分衰减时间常数
通常两种表达的关系为
1
d N
P
t d
I
t d
n
D
t
T T K
bT
K
bT
T
K
b
+
=
=
=
考虑T n<<T d上式可化为\
8 PID调速器动态特性
一般PID调速器阶跃瞬态响应见图2。
在阶跃信号加入后,输出y即有一跳变,其幅值为1/b t,随后以1/(b t T d)斜率随时间变化,微分环节对节约信号的响应为一脉冲,但实际上微分回路均有一定的时间常数,故其响应是近似三角形。
图2
二调速器调节模式
水轮机调速器有三种主要的调节模式:频率调节模式、开度调节模式、功率调节模式。
1、频率调节模式(FM)
其特点如下:
(1)用PID调节规律,即K D≠0
(2)适用与机组空载运行、机组并入小电网或孤立电网、机组在并入大电网以调频方式运行。
(3)在频率调节模式下,功率给定P c实时跟踪机组实际功率P g(不参与闭环调节),使当由频率调节切换至功率调节时实现无扰动切换。
2、开度调节模式(YM)
其特点如下:
(1)采用PI规律调节,即K D=0;
(2)采用PI规律调节,即K D=0;
(3)适用于机组运行、带基本负荷运行
(4)在开度调节模式下,功率给定P c实时跟踪机组实际功率P g(不参与闭环调节),使当由开度调节切换至功率调节时实现无扰动切换。
3、功率调节模式(PM)
这是水轮发电机组并入电网后采用的调节模式,其特点如下:
(1)用PI调节规律,即K D=0
(2)在闭环调节中机组的功率P g作为反馈值,并构成调速器的静态特性;
(3)适用于机组并网运行、AGC系统控制工况
(4)在功率调节模式下,开度给定Y c实时跟踪机组实际导叶接力器开度值Y g (不参与闭环调节),使当由功率调节切换至频率或开度调节模式时实现无
扰动切换。
4、3种调节模式之间的转换关系
图8给出3种调节模式之间的转换关系,实际根据需要可以增加一些其它切换条件
图3 3种调节模式之间的转换关系
(1)组开机进入“空载”工况运行时,调速器在“频率调节”模式下运行;
(2)机组断路器投入,并入电网工作时,调速器自动进入“功率调节”模式工作;
(3)机组在并网的工作工况下,可以认为地选择3种调节模式的任一种模式
(4)调速器工作于“功率调节”模式时,若检测出机组功率传感器有故障,则自动切换至“开度调节”模式下工作;
(5)调速器工作于“功率调节”或“开度调节”模式时,若电网频差偏离额定值过大,切持续一段时间,则调速器自动切换至“频率调节”模式。
三控制系统结构
根据现有调速器调节模式,以下两种并联结构是常见的调速器系统控制结构。
图4
仅供个人用于学习、研究;不得用于商业用途。
For personal use only in study and research; not for commercial use.
Nur für den persönlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.
Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales.
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以下无正文。