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水輪機(jī)調(diào)節(jié)技術(shù)的發(fā)展與展望(編輯修改稿)

2026-07-22 11:58 本頁面

　

【文章內(nèi)容簡介】單、便于掌握等特點(diǎn)，在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，在上世紀(jì)50年代達(dá)到了全盛時(shí)期，但由于其靜、動(dòng)態(tài)特性較差，而且存在機(jī)件磨損問題，因此其應(yīng)用受到限制。上世紀(jì)40年代未，隨著電子管式電氣液壓調(diào)速器的問世，因其具有響應(yīng)快、精度高的優(yōu)點(diǎn)，逐步在電力系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。隨著晶體管式電液調(diào)速器的問世，特別是上世紀(jì)70年代大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展迅速，集成電路運(yùn)算放大器應(yīng)用于水輪機(jī)調(diào)速器，其控制性能進(jìn)一步提高，模擬式電氣液壓型調(diào)速器迅速取代了機(jī)械液壓式調(diào)速器，得到了廣泛的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，促進(jìn)了水輪機(jī)調(diào)速器的又一次飛躍。1982年ASEA公司引入微計(jì)算機(jī)技術(shù)，研制出了出第一臺(tái)微機(jī)調(diào)速器。此后，法國的NEYRPIC、比利時(shí)的BCEC、日本的HITACHI、瑞士的SULZER、美國的WOODWARD等大公司相繼研制生產(chǎn)出各種類型的微機(jī)調(diào)速器。在我國，華中科技大學(xué)與天津水電控制設(shè)備廠共同研制開發(fā)了我國第一臺(tái)微機(jī)調(diào)速器，于1984年在湖南歐陽海電站投入運(yùn)行。應(yīng)該說，微機(jī)調(diào)速器的出現(xiàn)是水輪機(jī)調(diào)速器發(fā)展的重大變革。與模擬式電氣液壓調(diào)速器不同，微機(jī)調(diào)速器在實(shí)現(xiàn)方法上帶來了一次徹底的革命，模擬式調(diào)速器是完全由硬件電路實(shí)現(xiàn)的，因此任何控制策略上的變化都會(huì)導(dǎo)致部分甚至全部電氣裝置的改變，這既提高了成本，也給調(diào)速器的更新、改造以及更高級(jí)、復(fù)雜控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)帶來了困難。而微機(jī)調(diào)速器在實(shí)現(xiàn)方法上由硬件和軟件兩部分構(gòu)成，其控制功能的實(shí)現(xiàn)由軟件完成，因而帶來了很大的靈活性。同時(shí)，微計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力和邏輯功能為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能提供了基礎(chǔ)。自微機(jī)調(diào)速器問世以來，它以其高性能/價(jià)格比、高精度和高可靠性及易于與水電站其它計(jì)算機(jī)控制設(shè)備接口得到了迅速的推廣應(yīng)用。由于微機(jī)調(diào)速器在實(shí)現(xiàn)方法上與傳統(tǒng)的水輪機(jī)調(diào)速器不同，其硬件結(jié)構(gòu)、軟件配置、容錯(cuò)策略和可靠性措施是確保其高可靠性和良好的動(dòng)靜態(tài)性能的保證。為此，在微機(jī)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)模式、功能設(shè)置、軟件設(shè)計(jì)和容錯(cuò)措施方面進(jìn)行了大量的研究[9298]，取得了豐碩的成果。調(diào)速器的模式結(jié)構(gòu)主要有三類：（1）緩沖式調(diào)速器由暫態(tài)與永態(tài)反饋元件及放大元件、主接力器等形成調(diào)節(jié)規(guī)律，這些元件的靜動(dòng)態(tài)特性和非線性因素對調(diào)節(jié)規(guī)律有影響，且轉(zhuǎn)速死區(qū)較大。圖1　緩沖式調(diào)速器（2）中間接力器式調(diào)速器由暫態(tài)與永態(tài)反饋元件及放大元件、中間接力器等形成調(diào)節(jié)規(guī)律，由主配壓閥和主接力器組成液壓隨動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行功率放大并驅(qū)動(dòng)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是控制規(guī)律形成與導(dǎo)葉動(dòng)分開，調(diào)整方便，死區(qū)較小，但隨動(dòng)系統(tǒng)存在機(jī)械反饋，對轉(zhuǎn)速死區(qū)與動(dòng)態(tài)性能有影響圖2　中間接力器式調(diào)速器（3）電子調(diào)節(jié)器式調(diào)速器調(diào)節(jié)規(guī)律準(zhǔn)確，機(jī)構(gòu)簡單，死區(qū)小。圖3　電子調(diào)節(jié)器式調(diào)速器當(dāng)前微機(jī)調(diào)速器的實(shí)用模式是：微機(jī)控制器+伺服系統(tǒng)，水輪機(jī)調(diào)速器

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