电动复中式微机调速器李红.docx

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电动复中式微机调速器李红

电动复中式微机调速器

1.工作原理

采用直联型块式结构，实现了调速器柜内无明油管，整体结构紧凑、新颖、美观。

其原理如框图所示：

微机综合数字信号经定位模块转换为频率固定的定位脉冲信号

给伺服电机驱动器，驱动器控制输出为3相交流电压使交流伺服电机产生额定转矩为22kgf·cm的角位移，此角位移经伺服电机上的编码器反馈给驱动器，使伺服电机的角位移与驱动器的输入信号成比例，与此同时通过滚珠丝杆传动副转换为直线位移，经引导阀和主配压阀，产生足够的液压操作力，控制接力器来调节水轮机的导叶开度和轮叶开度。

主接力器的位移经电气反馈装置转换为电信号，它与PID调节器输出信号综合后送至驱动器。

当电机（或手柄）逆时针转动时，直线位移转换器的输出杆上移，高于零位，引导阀针塞向上移动，驱动主配压阀活塞向上，接力器向开方向运动。

当电机（或手柄）顺时针转动时，直线位移转换器的输出杆下移，低于零位，引导阀针塞向下移动，驱动主配压阀活塞向下，接力器向关方向运动。

电动复中式微机调速器机械液压系统原理图：

电动复中式微机调速器照片：

2.主要部件介绍

电动复中式微机调速器总装图（单调）

2.1主要机械部件介绍

2.1.1伺服电机直线位移转换器：

SMWTA型和SMWTB型

它是一种新型的直线位移转换器，采用日本全数字交流伺服电机，精密滚珠丝杠传动副，具有线性度好，输出力大，反应灵敏，超作方便，可靠性好，结构紧凑等特点。

它可以在自动（电气控制）手动（操作手柄）不同方式间无扰动地切换，有“无油电液转换器”之称。

电气部分硬件采用日本三菱公司可

SMWTA型直线位移转换器图

编程控制器。

此形式调速器适用于大、中、小型贯流式、混流式、轴流定桨和转桨式水轮发电机组。

其结构原理如下图所示，主要分三部分：

电机

（1）、联轴套（13）、滚珠丝杆为第一部分；丝杆螺母与输出杆（5）为第二部分；定位器（6）、套（10）、座（8）为第三部分。

SMWTA型直线位移转换器结构采用了较大螺距的滚珠丝杠螺母副作传动机构，将伺服电机的角位移转换为件（5）输出杆的直线位移。

传动精度、效率高，不会自锁,当伺服电机失去电力驱动，转动力矩消失的时候，在件（6）定位器的作用下，自动回复到中间位置。

电机与滚珠丝杠通过（13）联轴器套相连，丝杠螺母与（5）输出杆相连,（6）定位器通过座上的锥度凹槽，在弹簧力的作用下，驱使输出杆回复到中位，接力器也就能停止在中间开度位置。

SMWTB型直线位移转换器

SMWTB型直线位移转换器结构采用了较大螺距的滚珠丝杠螺母副作传动机构，将伺服电机的角位移转换为件（5）输出杆的直线位移。

传动精度、效率高，不会自锁,当伺服电机失去电力驱动，转动力矩消失的时候，在件（6）定位器的作用下，自动回复到中间位置。

电机与滚珠丝杠通过（13）联轴器套相连，丝杠螺母与（5）输出杆相连,（6）定位器在弹簧力的作用下，驱使输出杆回复到中位，接力器也就能停止在中间开度位置。

其主要技术参数如下：

最大工作行程φ100主配：

±10mm；Φ150主配：

±15mm

输出力φ80主配：

±10mm100kgf

复位全程时间<0.15s

伺服电机电压交直流220v

非线性形度<0.2%

2.1.2主配压阀（含引导阀）

它由阀体、主配压阀活塞与衬套、引导阀活塞与衬套以及开、关机时间调整螺栓等组成。

工作原理如下：

电机顺时针转动，伺服电机直线位移转换器输出杆上移，引导阀活塞在其下部弹簧的向上力的作用下上移，主阀活塞上部油腔与主阀活塞中心回油孔（虚线表示）通，主阀活塞在下部油腔的压力和下部弹簧作用下上移。

这时，主阀上部的开启窗口打开，接力器关腔回油与主阀回油腔通，接力器向开侧运动。

同样可知，当电机逆时针转动时，主配压阀活塞下移，接力器便向关侧运动。

阀体活塞上部调节螺栓的上螺母供关机时间调整用，螺栓的下螺母供开机时间调整用。

旋入，主配活塞允许位置减小，接力器全行程运动速度变慢；旋出，主配活塞允许位移增大，接力器全行程运动速度变快。

2.1.3紧急停机装置

紧急停机电磁阀可实现紧急停机。

其型号为3WE10A的电磁阀有2个工作位。

正常工作状态下，电磁阀线圈断电，电磁阀油路通回油。

紧急停机时，电磁阀线圈短时通电，阀芯被推向另一位置并由钢球定位，这时，电磁阀工位使引导阀活塞上部油腔通压力油，引导阀活塞被快速压下，主配压阀活塞上腔C通压力油，使之下移，接力器快速全关。

2.1.4双滤油器

它有两组滤油管道，一组工作另一组备用。

两组间切换时，可确保油路不致中断，滤芯为钢网烧结式，使用寿命长。

压力油是从主配压阀壳体经阀盖进入滤油器的，过滤后的油又通过阀盖一路供引导阀﹑一路供紧急停机电磁阀，另一路供液压开限制机构。

其滤油精度为：

200μm。

2.1.5液压开度限制机构（可选）

机械液压开限装置可以对导叶进行开度限制，开限值的调整既可以现地操作，又可以远方操作，调整范围为0-120％。

当手动或电动操作电磁阀时，可调整开限控制缸的活塞与内缸的相对位移，调速器在某一开度稳定运行时，内缸的位置是不动的，那么活塞可上下运动，活塞向下运动时，开限值减少；活塞向上运动时，开限值增加。

在接力器运行时，通过钢丝绳反馈，液压开限装置上的反馈杆随接力器移动上下摆动，带动内缸上下运动，这时由于开限缸中的油液被锁住，内缸与活塞一起运动。

当实际开度值等于开限值时，活塞上的压板运动至零位，即将引导阀活塞限至零位，不能上移，使接力器停止在开度值，实现开限。

2.1.6分段关闭装置

本产品采用我公司开发的分体式分段关闭装置。

分体式分段关闭装置工作原理：

接力器开始关闭时，主配关闭腔液压油直接进入接力器关闭腔而接力器油腔的液压油经分段关闭装置和主配压阀开启腔进入主配压阀排油腔。

此时，节流孔为最大，当接力器关闭至拐点时，凸轮作用于行程阀使之油路切换，A孔通压力油、B孔通回油，活塞被推向右位，节流口减小，对接力器的进油量起节流作用。

节流口的大小，可通过右侧的螺栓进行调整：

旋入则节流口增大，接力器关闭时间相对缩短；反之，则相对延长。

接力器开启时，主配压阀开启腔的液压油将活塞推向左位，直接进入接力器开启腔，所以开启时间不受分段关闭装置的影响。

分段关闭装置照片（0178）