BLDT150型调速器.docx

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BLDT150型调速器

1、概述

BL（D）T150型调速器液压调节柜是一个具有双回路控制功能的调

节柜，它结构简单，操作安全、方便、可靠，用于混流定浆式水轮机的自动调节与自动控制，它是一个全面的双回路控制系统。

该液压柜设计的主导思想是全面地提高调速系统的可靠性，适应电站少人值守和无人值班的自动化要求。

整套装置可以实现下列各种调节和控制。

（1）水轮机转速单机调节。

（2）空载运行时，能自动跟踪系统频率。

（3）能保证机组在下列工况下稳定运行：

如空载、并列带负荷、调相和手动运行等。

（4）机组并入系统后能根据系统要求自动调节所带负荷以及按照电网的调差要求，自动调节机组频率。

（5）当机组突然出现故障时，可自动紧急停机，以确保机组和调节系统的安全。

（6）实现机组的手动及自动控制开、停机。

（7）实现手动脉冲控制与电柜自动控制。

BL（D）T150型液压调节柜型号的含义：

BL（D）T150

主配压阀直径（mm）

单调节型

比例伺服调速器

BL（D）T150型液压调节柜由以下几个部分组成：

（1）液压控制部件：

比例伺服阀、脉冲控制阀、液压开限缸控制与比例伺服缸控制切换阀、脉冲（手动）控制与容错控制切换阀、节流截止阀、紧急停机阀、开限缸、比例伺服缸、液压集成块及双切换滤油器等。

（2）液压开限操作部分。

（3）液压放大部分：

引导阀和主配压阀。

（4）滤油器、指示表、指示灯及按钮。

（5）机柜壳体。

2、主要技术参数

（1）额定工作油压6.3Mpa

（2）主阀芯直径80mm；100mm；150mm

（3）主配压阀最大工作行程±15mm

（4）引导阀最大工作行程±15mm

（5）比例伺服缸活塞最大工作行程±15mm

（6）滤油器过流量（单个）190L/min

（7）滤油器过滤精度60μm

（8）电磁铁工作电压DC220V

（9）引导阀向上顶力80KG

3、主要特点

（1）比例伺服缸采用防卡能力强的比例伺服阀控制。

（2）采用双回路控制，在比例伺服阀发生故障时，仍可由脉宽调节维持自动运行。

（3）使用由高分子复合材料作滤材的油处理系统，保证高品质的油质。

（4）采用符合国际标准DIN24340连接尺寸的通用液压件。

（5）液压柜无泄露设计。

（6）液压集成块进行磷化处理。

（7）柜内无油路明管。

（8）主要零部件（主活塞、主衬套及引导阀活塞、引导阀衬套等）均采用优质合金钢38CrMoAl及长时间低温渗氮处理工艺，偶合件的配合精度好，硬度高，耐磨性好，尺寸热稳定性好。

4、主要性能指标

（1）主接力器的全开和全关时间在2-20秒范围内可调。

（2）手动工况下，油压在3.6Mpa-6.3Mpa范围内变动时，主接力器位移不大于全行程的0.5％。

（3）手动工况下，主接力器的时间漂移为：

10分钟内位移不大于全行程的0.5％。

（4）与电柜配合时，静特性指标：

a.转速死区：

ix≤0.02％（bp=6％）

b.非线性:

q≤2.5％

c.主接力器甩负荷时的不动时间Tq≤0.2秒

5、工作原理及详细说明

（1）工作原理框图（系统图见末页）

（2）比例伺服阀控制

比例伺服阀的功能是把输入的电气控制信号比例地转换成输出的流量控制。

调速系统处于自动运行工况，即是指调速系统被比例伺服阀控制的工况。

伺服比例阀的阀芯装备了位置控制，使得滞环和重复均很小。

在电磁铁断电时，该阀具有“故障保险”位置。

型号：

0811404039

原理图：

技术指标：

a.公称流量（阀口压降Δp=35bar）40L/min

b.最高工作压力315bar

c.泄漏（100bar时）1.1L/min

d.安装尺寸ISO4401

e.电磁铁电流max.2.7A

f.功率消耗max.25VA

g.位移传感器DC/DC技术

h.滞环<0.2％

i.重复性<0.1％

j.-3db频宽100HZ

k温度漂移<1％beiΔT=40ºC时

该阀的最大特点是电磁操作力大，它结合了伺服阀和比例阀的优点，既有伺服阀的高精度，高响应性，又有比例阀的出力大，耐油污及防卡能力强等高可靠性。

（3）脉冲（手动）阀

脉冲（手动）阀是一个带弹簧复位的双电磁铁滑阀，正常工作情况下，该阀电磁铁不通电，此时，由比例伺服缸控制油口，输入输出的流量是由比例伺服阀控制的。

一旦比例伺服阀出现异常，则控制柜使切换阀通电，将比例伺服阀油路切断，脉冲（手动）阀投入主控制油路，同时将输出的信号转化为脉冲控制。

再现地调试时可按动该阀两边的按钮作为手动使用。

其液压机能如下：

（4）比例伺服缸

液压反馈式比例伺服缸是本液压柜的核心部件，它的作用是将流量输入按比例转化为位移输出。

伺服缸内的活塞及衬套是优质的合金钢38CrMoAl制作，同时，又采用了渗氮的热处理工艺，使这些零件具有很高的尺寸稳定性、耐磨性和抗腐蚀能力。

其工作原理如下：

从图中可以看出，液压反馈缸是一个差动缸，活塞上腔受压面积A大于活塞下腔的受压面积B。

在活塞的上下两端均匀地开了4道节流槽，在轴线方向上节流槽的面积随着偏离活塞端面越远而线性地减小，缸体的内壁开有两道环形槽，当活塞处于平衡位置时，活塞上端节流槽与缸体的上环形槽之间以及下端节流槽与缸体的下环形槽之间的搭叠量正好为0.005-0.01mm。

比例伺服缸的B腔接恒压油，A腔为控制腔，比例伺服阀与脉冲控制阀的输出均通过切换阀接到A腔的控制油口，同时下端的环形槽通过2、3孔与A腔的控制油相通，上端环形槽通过1孔与回油相通。

在控制油C关闭的情况下：

如果活塞向上偏离中间位置，则下端节流槽与下环形槽相通并通过2、3号孔给A腔补油，在活塞两端形成压力差，使活塞下移，直到下节流槽与下环形槽的搭叠量为零，即下节流槽刚好被封死，活塞也正好恢复到中间位置。

相反，如果活塞向下偏离中间位置，则A腔的油通过1孔进入回油箱，导致A腔压力下降，在活塞下腔油压作用下，活塞上移，直到回复到中间位置。

当控制油口C打开，如果前一级的油路向控制油输入一个流量QIN，活塞开始下移，于是A腔有流量QOUT经过1号孔流入回油箱，随着位移增加，节流面积增大，QOUT变大，理论上，当等式：

PA=SB•PB＋F/SA

成立，活塞就处于由中间位置下移距离H后的平衡状态。

其中：

PA-----活塞上端油压

SA-----活塞上端受压面积

PB-----活塞下端油压

SB-----活塞下端受压面积

从比例伺服缸的理想特性曲线可以看出，活塞位移H与QIN。

同样道理，当控制油口输出一个流量QOUT时，活塞向上也有一个

相似的动作过程，直到在向上偏移中位H＇后的某个位置，处

于动平衡状态。

从结构图和特性曲线可以看出，当控制口流量

为零时活塞回到中位，因此它有很好的自复中性能。

所以比例

伺服缸的理想特性曲线为：

H=K2•Q

H-----比例伺服缸行程

Q-----比例伺服缸流量

K2----比例伺服缸比例系数

在结构上，液压反馈式比例伺服缸还具有良好的排污能力。

因此比例伺服阀的输出流量Q与输入流量i成正比，所以

比例伺服缸的行程H与比例伺服阀的电流i成正比，其理想特

性公式为：

H=K1•K2•i

K1-----比例伺服阀的比例系数

（5）液压开限手操缸控制与伺服自动控制切换

从液压系统原理图可以看出，由伺服缸控制切换为液压开限控制，也就是将开限压下，达到平衡位置，这时，要求伺服缸不再起控制作用，为了不使伺服缸影响开限杠杆上抬，即不影响开机动作，因此，在开限缸控制时必须将伺服缸活塞上升到最高位置。

要实现这一动作，在油管路上必须采取以下措施：

a.切断2号孔与3号孔之间的反馈通道；

b.将油口c通回油。

采用双电磁铁带定位套的切换阀可实现以上动作：

当左边的电磁铁通电，阀内部的油路切换为液压开限缸控制时，则实现了上述动作。

同时，伺服缸活塞杆上所带撞块会触动行程开关，使行程开关向电柜发讯，并使液压柜面板上的指示灯亮起。

为了使切换过程中尽量减少扰动，在开限缸活塞的适当位置设置了一个行程开关，使活塞杆刚碰到平衡杆时，开关动作，以减少切换扰动。

（6）紧急停机部分

从液压系统原理图中可知，紧急停机阀采用了一个带定位的双电磁铁两位三通阀，将经过双滤油器的干净油注入引导阀上部的差动腔，使引导阀快速下移实现紧急停机的目的。

（7）油质处理部分

油质处理采用了双联可切换滤油器，它有两只滤芯，总容量为2x190L/min，滤油精度为60μm，在滤芯后装有两个压力表，显示各腔的压力。

另外，还加装了一只压差发讯器，当滤芯前后压差达到0.35Mpa时，发讯器就控制机柜面板上的指示灯报警，提示更换滤芯。

更换滤芯时，只须切换手柄，使要更换的一腔无压力，在机组正常运转的情况下更换滤芯。

在滤油器切换过程中不会断油，无扰动。

因为本滤油器滤芯的安装方式是由上向下压紧，滤油的方向是由外向内过滤，所以在更换滤芯时可以很方便地将杂质清除，不会产生二次污染。

（8）液压开限控制部分（可选）

液压开限控制主要是作为开度限制使用，具体工作原理如下图所示：

它包括一个带定位三位四通电磁阀，一个双路液控单向阀（液压锁），一个双向节流调速阀，以及开限缸（包括外缸、内缸、活塞、弹簧、反馈机构、支座和铰杆）。

当外缸进入压力油时，反馈机构便自动将与主接力器连接的钢丝绳拉紧。

此时，开限电磁阀处于中位，内缸体的上腔A和下腔B均未进油。

当开限电磁阀动作时，若A腔通压力油，则活塞杆下移，B腔的油通过电磁阀和液控单向阀通回油；反之，则活塞杆上移，A腔的油通过电磁阀和液控单向阀通回油。

活塞杆移动的速度可通过双向节流阀调整。

液压开限机构—铰接杆—引导阀芯—主配压阀—主接力器组成了一个闭环控制回路。

指针与标牌的相对移动则表示了开限的位置。

（9）主配压阀部分

主配压阀部分是由主配阀体、主阀阀芯、主阀衬套、主阀复中弹簧、引导阀阀芯、引导阀衬套、引导阀复中弹簧以及阀盖、开关机时间调整装置等组成。

主阀阀芯、主阀衬套、引导阀阀芯、引导阀衬套均采用了38CrMoAl这一优质合金材料，并采用渗氮的热处理方式，在500º-560º范围内长时间进行，使零件变形量小，表面硬度达到HRC65以上，耐磨性能好，抗腐蚀能力强，配合精度极高。

引导阀芯和主配压阀构成一级液压放大，如下图所示：

压力油P进入主配的下腔A腔后，产生一个始终向上的顶力。

引导阀芯的下阀盘与引导阀衬套两矩形窗口在该处的搭叠量小于0.1mm。

当引导阀芯向上动作时，上部B腔内的油和流入回油箱，在主阀活塞阀盘的上下两腔形成压力差，使主活塞上移，直到引导阀衬套两矩形窗口完全被引导阀的下阀盘封死，即向上时主阀活塞与引导阀是1：

1的随动关系。

同理，向下也是如此。

引导阀是随着比例伺服缸活塞杆运动的，因此，主阀活塞与比例伺服缸活塞杆也是1：

1的随动关系。

引导阀下端的弹簧及托簧架装置，使系统充油前调整机械零点方便，装配及充油过程中避免产生强烈冲击。

接力器开关机时间是通过调节主配阀芯上部限位杆上、下的限位螺母来实现的。

调整a的距离就可以调整主配压阀的油口大小，从而达到调节接力器开机时间的目的；同样道理，调整b的距离就可以调节接力器关机时间。