典型调速器产品介绍_调速器产品说明书

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典型调速器产品介绍

根据不同的标准，有很多种调速器类型。在此我们主要根据电液转换环节的区别，主要介绍几种基本的调速器类型。

1.1 数字式调速器

数字式调速器广泛应用于小型混流式水轮机组和冲击式水轮机组。本系列调速器的额定（常规）工作油压为2.5MPa、4.0MPa、6.3MPa；高油压为16.0 MPa。采用换向阀结构作为液压放大级，有16mm、25mm通径两个型号，根据最大通油量的不同来对不同容量的接力器进行控制；对于大型的数字式调速器，采用插阀装阀结构作为液压放大级，一般为32mm通径。

采用全数字高速电子球阀组成机械液压系统的手动或者自动的前置级，高速电子球阀可实现手动调节和自动控制。其速动性好、机械防卡性能好、对油质要求低、油过滤>140μ，静态无油耗、无机械零位调整和飘移。性能可靠、死区小、灵敏度高、安装调试方便、免维护。

采用脉冲控制控制电磁数字球阀，输出高电平和低电平控制线圈动作和复位，从而控制油路（包括开方向和关方向）的通和断。

随着液压技术的发展，高速数字球阀成为近年来液压传动领域中发展起来的一种新的液压元件，它具有工作压力高，密封性能好，换向频率高（≤3ms），可靠性高，寿命长。

它采用钢球线接触形式密封，抗油污和防卡能力强它是一般先导控制和小功率液压控制回路最理想的元件。因此用它作为前置级控制的调速器机械液压系统由三联公司在98年率先推出，并获得国家专利，它采用非线搭叠窗口和脉冲补偿的结构，无油压冲击，动作平稳可靠。

高油压型数字式调速器压力油源采用蘘式蓄能器蓄能，不需要另设高压压缩空气系统对调速器进行充气和补气，高压气罐引进美国巴克公司技术。油压装置、调速器电气、机械液压部分组合成一体。调速器的性能优良、可靠性高、检修维护方便，能够适合大、小电网等各种运行工况。1.2 步进式调速器 1.2.1 产品简介

步进式水轮机调速器适用于大中型混流式、轴流式、贯流式水轮发电机组的自动调节与控制。本系列调速器的额定工作油压为2.5MPa、4.0MPa、6.3MPa，主配压阀直径为80mm、100mm、150mm、200mm、250 mm。它能使水轮发电机组在各种工况下稳定运行，可实现机组的自动或手动开、停机，并网运行，调节机组负荷，事故紧急停机等。

机械部分主要包括无油电－位移转换机构、机械手动操作机构、引导阀、主配压阀、紧急停机电磁阀组成无明管、静态无油耗的PWM脉宽控制型式。

BWT型为单调节型。只有导叶控制部分,BW(S)T型为双重调节型，具有导叶控制和桨叶控制两部分，二者之间由电气协联。机械部分不设协联装置，二者原理和结构基本相同。其中导叶控制部分具有紧急停机装置，并可根据用户要求提供分段关闭装置。而桨叶控制部分没有紧急停机装置和分段关闭装置。其工作原理如下：

电信号与接力器位置反馈信号在综合放大器内比较并放大，输出PWM信号，步进电转旋转的角度使滚珠丝杆付产生与其成比例的位移，由于电液转换器与引导阀直接连接，引导阀同时产生位移并通过液压放大器使主配压阀活塞也产生相应的位移，主配压阀因此向主接力器配油并使之移动，直到主接力器位置信与电气的信号数值相等为止。

号1.2.2系统结构

1）结构说明

机械部分主要包括电转机构、机械手动作机构、引导阀、主配压阀、紧急停机电磁等组成无明管、无杠杆、静态无油耗、切换扰动、直连结构型的机械液压随动系统。

2）无油单簧自复中电-位移转换器 电-位移转换器是水电站调速器中联接气部分和机械液压部分的关键元件。将电机转矩和转角转换成为具有一定操作力的位

电的移操阀无输出，并具有断电自动复中回零的功能。它的作用是将调节器电气部分输出的综合电气信号转换成具有一定操作力和位移量的机械位移信号，从而驱动末级液压放大系统，完成对水轮发电机组进行调节的任务。

该装置包括筒体，与筒体连接的电机，电机轴通过连结装置与滚珠丝杆副穿入筒体中，滚珠丝杆通过丝杆螺母与联结套连接。联结套穿过两彼此分开的具有一段行程的弹簧套，复中弹簧设在弹簧套中，筒体设有两弹簧套的限位装置。电一位移转换过程由纯机械传动完成，滚珠丝杆运动灵活、可靠、摩擦阻力小，并且能可逆运行。传动部分无液压件，无油耗。

采用弹簧力直接作用在高精度大导程滚珠丝杆上，当电源消失后,能迅速使联接套回到中位,使与之相连的主配引导阀自动准确回复到中间位置,保持接力器在原开度位置不变。复中机构仅为一根弹簧, 结构简单,动作可靠,调节维护方便。

3)步进电机与驱动器(1)连线

驱动器与步进电机的连线必须按图接好，线的颜色不能接错。

(2）驱动器供电

驱动器的供电电源为＋24V,电流为3A，当驱动器的供电电源消失后，步进电机处于自由状态，复中弹簧张力作用于上、下弹簧套限位复中。这时，可以人为操作电机上的手柄来控制机组接力器的开、关。

(3）电机的控制

由调速器电气系统输出高、低电平开关信号到驱动器的正转/反转端，使步进电机正、反方向的旋转控制接力器的开或关。输出脉宽调制信号占空比PWM到驱动器的停止/运行端，控制步进电机的旋转角度来调节接力器的速度。驱动器的速度控制端加一恒定的电压2V-3.5V控制步进电机的最高转速。

(4）驱动器的调整

调整驱动电流的拨码开关出厂已经调好不需要调整。

* 运行电流：顺时针逐渐增大，决定步进电机旋转时的扭力，一般调到8刻度左右。* 停止电流：顺时针逐渐增大，决定步进电机停止时的扭力，一般调到8刻度左右。* 高速：顺时针逐渐增大，决定步进电机的高速特性，一般调到4刻度左右。* 低速：顺时针逐渐增大，决定步进电机的低速特性，一般调到4刻度左右。* 响应：顺时针逐渐增大，决定步进电机由静止到最高速的时间，一般调到2－4刻度。在稳态接力器不动的工况下，微调驱动器低速及响应电位器使得步进电机上的操作手柄有明显的微微颤动，以克服机械响应的滞后和死区。1.3 比例数字式冗余调速器 1.3.1 产品简介

比例数字式冗余可编程控制水轮机调速器，是三联公司将大中小型调速器中取得的丰富经验移植、优化而开发出来的新一代调速器；适用于大中型混流式、轴流式、贯流式水轮发电机组的自动调节与控制。本系列调速器的额定工作油压为2.5MPa、4.0MPa、6.3MPa，主配压阀直径为80mm、100mm、150mm、200mm、250 mm。它能

使水轮发电机组在各种工况下稳定运行，可实现机组的自动或手动开、停机，并网运行，调节机组负荷，事故紧急停机等。

机械部分主要包括冗余电液转换机构、机械手动操作机构、引导阀、主配压阀、紧急停机电磁阀组成无明管、静态无油耗的脉宽、脉幅脉宽的控制型式。

PSWT型为单调节型。只有导叶控制部分,PSW（S）T型为双重调节型，具有导叶控制和桨叶控制两部分，二者之间由电气协联。机械部分不设协联装置，二者原理和结构基本相同。其中导叶控制部分具有紧急停机装置，并可根据用户要求提供分段关闭装置。而桨叶控制部分没有紧急停机装置和分段关闭装置。

其工作原理如下：

电信号与接力器位置反馈信号在综合放大器内比较并放大，放大器输出模拟量（-10V～10V）信号使比例阀产生与其成比例的位移，由于电液转换器与引导阀直接连接，而数字阀控制的时候是由放大器输出脉冲信号到高速数字球阀，改变油路来推动引导阀动作，引导阀同时产生位移并通过液压放大器使主配压阀活塞也产生相应的位移，主配压阀因此向主接力器配油并使之移动，直到主接力器位置信号与电气的信号数值相等为止。1.3.2 系统结构

1）结构说明

机械部分主要包括两套互为热备用的电液转换机构、机械手动操作机构、自动复中装置、主配压阀、紧急停机电磁阀等组成无明管、无杠杆、静态无油耗、切换无扰动、直连结构型的机械液压随动系统。

机械部分由比例伺服阀＋数字阀＋机械手动组成机械冗余结构。比例伺服阀以及数字阀都起电液转换作用，将电气信号变成接力器行程，当比例伺服阀转换器作为主用时，数字阀转换器作为备用，也可以作为机械手动。当数字阀作为主用时，比例伺服阀转换器作为备用，如果电气控制部分检测到作为主用的电液转换环节出现卡阻拒动时，电气部分将自动切换到另一液转换环节。

随着液压技术的发展，高速数字球阀成为近年来液动领域中发展起来的一种新的液压元件，它具有工作压力密封性能好，换向频率高（≤3ms），可靠性高，寿命长。

它采用钢球线接触形式密封，抗油污和防卡能力强一般先导控制和小功率液压控制回路最理想的元件。因此作为前置级控制的调速器机械液压系统由三联公司在98

它是用它年率压传高，路电先推出，并获得国家专利，它采用非线搭叠窗口和脉冲补偿的结构，无油压冲击，动作平稳可靠。

采用全数字高速电子球阀组成机械液压系统的手动或者自动的前置级，高速电子球阀可实现手动调节和自动控制。其速动性好、机械防卡性能好、对油质要求低、油过滤>140μ，静态无油耗、无机械零位调整和飘移。性能可靠、死区小、灵敏度高、安装调试方便、免维护。

将比例阀伺服阀与高速数字球阀容于一体，它的最大特点就是实现了机械液压系统前置级的冗余容错控制，两者间可互为手、自动，一般调速器的机械液压系统普遍采用自动运行方式和手动运行方式。而机械手动一般用在电气事故、停电、电液转换环节故障、试验、大修后第一次开机等工况，使用率非常低，而且需要人为监护操作，难以准确定位，操作很不方便。

所以我们将机械手动改为数字球阀来实现开、关机操作，它不但可以用高速数字球阀上的手动按钮实现人为操作，也可以用电流信号来进行自动控制，以及远方操作，实际上它也是一个电液转换环节。

2）电液转换环节

主要性能满足本技术规范要求中的调速系统性能指标要求，具有良好的抗油污能力。（1）德国BOSCH比例伺服阀；

德国HAWE高速数字球阀，型号：DC-C400MM，工作电源；DC24V 1.2A。滞环

当电气检测到比例阀伺服阀电转出现故障，包括断线、控制环节故障等，自动将数字球阀作为自动方式运行。

高速数字球阀自动，比例阀伺服阀备用方式

当电气检测到数字球阀出现故障，包括断线、控制环节故障等，自动将比例阀伺服阀作为自动方式运行，数字球阀作为备用运行方式。

（3）机械手动方式

由高速数字球阀上的手动操作按钮构成的机械手动满足黑启动和黑操作的手动运行要求。

因此这种冗余容错的机械液压系统将传统的机械手动操作赋予一个全新的概念和功能，实现了引导阀的位移控制和流量控制(比例阀伺服阀是位移控制，数字球阀是流量控制)，两者之间既可人为选择，也可由电气自动切换。

PSW（S）T调速器额定工作油压为2.5 Mpa、4.0 Mpa、6.3Mpa，导叶接力器的全关和全开时间3～100s范围内独立可调。并采用双螺母互锁和两螺钉固定的方式锁定接力器开启和关闭时间的整定值，安全可靠，一经调定不会改变。