汽轮机数字电液控制系统动静态特性及其测试

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1、汽轮机数字电液控制系统动静态特性及其测试汽轮机数字电液控制系统动静态特性及其测试,,一、概述，,,,,数字电液控制系统（DEH）是现代计算机技术和传统的液压控制系统结合的产物，它采用计算机以数字的方式对一次信号进行采集和处理，根据预先设定的控制策略输出控制指令，驱动执行机构实施控制。虽然DI汨系统的性能要比传统的控制系统高得多，但从控制理论的层面上看，两者的传递函数是基本相同的，最终的控制冃标也是一致的，因此用于衡量传统控制系统性能的大部分特性参数同样也适用于DEH系统。但出于DEH系统的机务结

2、构与传统系统有较大的差异，有些特性参数无法通过传统的测试方法获得。本文对DEH系统与传统控制系统的结构特点进行了比较，并给出了测取DEH系统动、静态特性的方法。，,,,,二、数字电液控制系统与传统控制系统结构特性的比较，,,,,1（系统的结构组成，,,,,传统的汽轮机控制系统主要通过机械的手段来实施对汽轮机系统的控制，由于其结构的局限性，因此功能比较单一，只能实现转速和负荷的手动控制，往往被称为调速系统。这类系统比较常见的有径向离心泵液压调速系统、旋转阻尼液压调速系统和高速弹性调速系统等，它们的

3、调节原理基本相同，都是通过连在汽轮机主轴上的一个机械部件來感应主轴转速的变化情况，并将这种变化转换为一次油压，一次油压再通过机械的放大机构被转换放大为二次油压，最终通过错油门来控制调节阀油动机的开度，油动机再通过杠杆或凸轮传动机构启闭相应的调门。在油动机动作的同时，其开度反馈机构（杠杆弹簧机构反馈系统或油口反馈系统）将油动机的开度反馈至放大机构，从而形成对转速或负荷的闭环控制。机组转速或负荷的设定则是通过操作同步器实现的，在纯液调的系统中，这一操作需要操作员就地于动进行，（若同步器系统经过改造、

4、加装矢量电机后，也可以通过增、减按钮远操），而在功频电液调节系统中既可手操，也可实现转速和负荷的自动（大闭环）控制。，,,,,数字电液控制系统的控制原理与传统调节系统相似，但它完全取消了传统调节系统中的机械式转速感应装置、放大机构和阀位反馈机构，取而代之的是转速探头、微控制器、LVDT等电子元件或系统。转速探头将检测到的汽轮机转速以交流电压信号的形式输入转速测量卡，并在转速测量卡内通过A,D转换器转换为数字量信号。同样，LVDT测得的阀门开度信号也被转换为数字量信号。这两个信号被同时输入数字式计

5、算机进行运算处理，得到调门开度指令，该指令经过D,A转换器转换为模拟量后被送至电液转换器去控制油动机的开度，每个阀门均由各自独立的电液转换器控制。机组转速或负荷的设定是通过系统接口计算机或备用硬操盘进行，除了能完成转速和负荷的手动控制，还能实现转速和负荷的完全自动控制。，,,,,2（系统的动、静态特性及其影响因素，,,,,汽轮机的调速系统在受到外界干扰的作用时（如负荷变化），就会产生相应的调节作用，经过一段时间后建立起新的平衡，这是一种动态平衡，这种从一个平衡工况过渡到另一个平衡工况的调节过程被

6、称为调节系统的动态特性，而调节过程结束建立起新平衡后系统各参数的相互关系就被称为调节系统的静态特性。，,,,,传统调节系统的静态特性可通过下列参数和曲线系列进行衡量:速度变动率、迟缓率、静态特性曲线（四方图）。这些特性参数均可通过机组的空负荷、带负荷试验测得。传统调节系统动态特性的重要指标主要有:稳定性、超调量、过渡时间。这些特性主要取决于转子飞升时间常数、中间容积时间常数、油动机时间常数、速度变动率、迟缓率等系统本身各元件的特性。系统的动态特性通常由机组的电负荷试验获得。，,,,,对于数字电液

7、控制系统，由于其系统结构和控制方式与传统的调节系统有很大的不同，因此其部分动、静态特性与传统系统有着一定的差别，特别是其静态特性基本上是曲系统软件的内部设定值决定的，茯至还可以方便地进行改动;系统的动态特性则出于系统中间环节的计算机化而得到了很大程度的改善。另外，在传统调节系统中用于衡量其动、静态特性的某些参数，在数字电液控制系统中的影响己逐渐减小，只是如果要将某个特定的数字电液控制系统与另外的调节系统作性能比较时，这些参数还是有一定的参考价值的。，,,,,三、数字电液控制系统的静态特性及其测试

8、,，，，，,,,,1（静态特性曲线，,,,,静态特性曲线是在单机稳定运行工况下，调速器设定值一定时，汽轮机功率和转速间的关系曲线。要使一台机组运行于一个独立的、没有其它机组存在的电网，具有很大的难度，而且即使有这个条件也未必可行，因为当机组负荷发生大幅度变化时，电网频率也会随Z变化，以致超出允许范围。因此，静态特性曲线常常通过综合空负荷试验和带负荷试验來获得。，▼Am阳!调节系轨I®酸限阁,,,,空负荷试验是在汽轮机未带负荷的条件下，测取调速器特性和传动放人机构特性的试验。调速器特性即汽轮机转速