水轮机地基本概念和微机调速器讲座.ppt

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1、水轮机调节的基本概念和数字式（微机）电液调速器1水轮机调节的基本概念和数字式（微机）电液调速器一.水轮机调节的基本概念二.水轮机数字式（微机）电液调速器三.微机调节器四.机械液压系统五.我国数字式（微机）调速器的现状及发展趋势六.思考题2一.水轮机调节的基本概念1.水轮机调节的任务2.水轮机调节系统3.水轮机调节系统的动态和静态特性31.水轮机调节的任务维持机组转速在额定转速附近，满足电网一次调频要求；完成调度下达的功率指令，调节水轮机组有功功率，满足电网二次调频要求；完成机组开机、停机、紧急停机等控制任务；执行计算机监控系统的调节及控制

2、指令。42.水轮机调节系统系统结构：图1-1水轮机调节系统的结构图5系统特点：操作力大——需要经液压放大操作接力器水流惯性：机械慢性：系统复杂、非线性特性手动水轮机调节比例操作超前操作积分操作63.水轮机数字式（微机）调速器机械液压/电气液压/数字式（微机）电液调速器缓冲式PID结构图1-2电气液压调速器(PID)结构图7PID结构：图1-3微机调速器结构图8◆水轮机调节系统的静态和动态特性技术标准GB/T9652.11997GB/T9652.21997静态特性静态特性：水轮机调节系统静态特性水轮机调节系统静态特性9永态差值系数：静速死区：

3、图1-6转速死区ix◆水轮机调节系统的静态和动态特性10随动系统不准确度：图1-7随动系统不准确度ia◆水轮机调节系统的静态和动态特性11动态特性调速器PID特性：阶跃输入响应特性：图1-8PID调节器的阶跃输入响应特性◆水轮机调节系统的静态和动态特性12◆水轮机调节系统的静态和动态特性速动时间常数Tx=bt×Td接力器响应时间常数Ty图1-9接力器响应时间常数Ty13调速器前向通道放大倍数的整定图1-10随动系统对单位阶跃输入的响应特性◆水轮机调节系统的静态和动态特性14二.水轮机数字式（微机）电液调速器1.水轮机微机调速器的结构2.静态特

4、性3.动态特性4.控制功能15二.水轮机数字式（微机）电液调速器双比例伺服阀系统原理框图16二.水轮机数字式（微机）电液调速器交流伺服电机自复中系统原理框图17二.水轮机数字式（微机）电液调速器步进电机伺服缸系统原理框图18二.水轮机数字式（微机）电液调速器比例伺服阀＋自复中系统原理框图19二.水轮机数字式（微机）电液调速器1.水轮机微机调速器的结构微机调节器、电/机转换装置、机械液压系统图2-1PLC水轮机微机调速器的总体框图2021二.水轮机数字式（微机）电液调速器◆典型结构步进电机（速度环）电液转换器/机械液压随动系统型步进电机电液转换

5、器/机械液压随动系统型调速器框图22步进电机电液转换器/机械液压随动系统型调速器方块图二.水轮机数字式（微机）电液调速器23交流伺服电机电液转换器/电液执行机构型：交流伺服电机电液转换器/电液执行机构型调速器框图二.水轮机数字式（微机）电液调速器24交流伺服电机电液转换器/电液执行机构型调速器方块图二.水轮机数字式（微机）电液调速器25二.水轮机数字式（微机）电液调速器微机调速器自动调节部分框图26永态差值环节和人工死区：三种调节模式：人工开度/功率死区环节特性调节模式间的转换关系二.水轮机数字式（微机）电液调速器271.水轮机微机调速器的基

6、本调节模式二.水轮机数字式（微机）电液调速器282.静态特性稳态状态-积分输入为零，其表达式为:微机调节器的静态特性292.静态特性静态特性主要参数和变量频率给定fc功率给定Pc开度给定yc频率fg开度y永态差值系数bp30对静态特性的影响调整频率给定和开度给定后的微机调节器静态特性2.静态特性31的关系：微机调节器的静态特性（bp=0）2.静态特性32人工频率死区：和人工开度/功率死区(a)fg、Ef以赫兹表示的特性(b)ef以相对值表示的特性Ef起作用时微机调节器的静态特性2.静态特性33Ey起作用时微机调节器的静态特性2.静态特性34E

7、f0、Ey/p0时的微机调节器静态特性2.静态特性35Ef0、Ey0微机调节器静态特性2.静态特性36协联特性：微机调节器采用的水轮机协联曲线二.水轮机数字式（微机）电液调速器37插值节点表383.动态特性(PID传递函数表达式)393.动态特性(PID离散表达式)403.动态特性PI响应特性：PI调节器的阶跃输入响应特性二.水轮机数字式（微机）电液调速器41PID响应特性开环增量环节的作用PID调节器的阶跃输入响应特性PID调节器的阶跃输入响应3.动态特性423.动态特性（速动时间常数Tx）物理含义是：在bp=0的条件下，若取频率变

8、化相对值为x=1.0，则接力器走全行程的时间就是速动时间常数Tx，它在数值上等于积分增益KI的倒数，也等于暂态差值系数bt与缓冲装置时间常数Td的乘积。几个x取