[发明专利]带飞逸关闭功能的水轮机筒阀机电液控制系统

说明书

技术领域

本发明属于机电液一体化控制技术，具体涉及一种多液压缸协同驱动机电液控制系统，尤其涉及到用于水轮机筒阀启闭的带飞逸关闭功能的水轮机筒阀机电液控制系统。

背景技术

筒阀作为一种断开阀，安装在水轮机固定导叶和活动导叶之间。因筒阀直径和质量大，其启闭由多执行机构完成。由于筒阀操作过程中本体结构需水平、平稳地运动，不能发生发卡现象，因此需要有可靠的同步系统保证多执行机构的同步运行。目前筒阀采用的同步运动方式主要是机械同步和电液同步。

机械同步控制系统主要由接力器驱动链条实现，将多个接力器通过杠杆和丝杠连接在一起，实现接力器同步运动。接力器油缸进油口无调节能力，链条同步对发生异步的油缸矫正能力差。同时由于油缸进油量由节流片调整同定，筒阀只能定速启闭。机械装置的布置空间较大，对水轮机的拆装起吊有影响。

现有的电液同步控制主要由电液伺服(比例)阀、接力器和位移传感器组成闭环控制系统实现，电液伺服阀控制接力器的运行速度，位移传感器测得的误差传给控制器，对伺服(比例)阀做出调整，从而实现多接力器同步运动。电液同步控制系统战地空间小、噪音低、运动速度可控，但由于系统在失电的状态下不能工作，所以应用也受到一定限制。本发明针对现有水轮机筒阀同步控制系统中存在的问题，提出了一种机械、液压、电气共同控制的模块化布置方案，使问题得到满意的解决。

发明内容

本发明提供一种由带飞逸关闭功能的多液压缸协同驱动机电液控制的水轮机筒阀控制装置，并且在机组飞逸的情况下能够快速关闭系统。

水轮机筒阀电液同步控制系统，具有柱塞泵、电液比例方向阀、平衡阀、单向减压阀、初始启动电磁阀、液动换向阀、溢流阀、手动换向阀、飞逸液动换向阀、蓄能器、梭阀、控制模块液控单向阀、马达、单向阀、节流阀、配油模块液控单向阀、粗调电磁球阀、微调电磁球阀、回油电磁换向阀、位移传感器和接力器、油罐以及过速保护装置等。电液同步控制系统由控制阀组、N个同步分流马达和N个配油模块三部分组成。控制阀组油路的输出分别接于N(3≤N≤8)个同步分流马达及相应的N(3≤N≤8)个配油模块，即每个分流马达均配有一个配油模块。所有电磁阀均采用PLC(可编程控制器)控制，实现同步和速度控制。机电液控制系统包括两个同步：液压机械同步和电气同步。

(1)液压机械同步

筒阀由液压缸接力器作为操作执行机构，数个柱塞液压马达的运动速度与数个液压缸接力器运动的速度基本相同，液压同步马达为纯机械形式，靠操作压力油流自动驱动，以实现均流功能。该控制环节是一个开环控制系统。

(2)电气同步

保持筒阀N(3≤N≤8)个接力器同步，是筒阀控制的重要环节。N(3≤N≤8)个接力器是否同步由位置测量单元与与位移变送器完成。该控制环节是闭环控制系统。

系统运行时，液压泵产生的压力油经过由电液比例方向阀、平衡阀、单向减压阀、初始启动电磁阀、液动换向阀、手动换向阀、飞逸液动换向阀、梭阀、控制模块液控单向阀组成的控制阀组和N(3≤N≤8)个分流马达，产生N(3≤N≤8)路等流量的液压油，进入“配油模块”(配油模块由单向阀、节流阀、配油模块液控单向阀、粗调电磁球阀、微调电磁球阀和回油电磁换向阀组成)进行精确流量调整，最后进入接力器，实现筒阀启闭动作。接力器的运动主要可以分为：初始提升、正常开启、正常关闭、断电关闭和机组飞逸紧急关闭等。

具体工作原理是：水轮机筒阀在上升或下降过程中，每个接力器顶端的位移传感器可以实时地将接力器的位置信号反馈至PLC，由PLC比较N(3≤N≤8)个接力器的位置，将位置最低的接力器的位置作为基准位置。然后分别将其它接力器的位置与之相比较，得出每个接力器的位置偏差。同时根据接力器允许位置偏差曲线得出基准位置的允许偏差。如果某个接力器的位置偏差超过允许偏差的30％但小于70％时，对应的微调电磁球阀励磁，将接力器下腔的油适量的排回油箱；当位置偏差超过允许偏差的70％时，粗调电磁球阀励磁，或者粗调电磁球阀和微调电磁球阀共同励磁调节，将该接力器下腔更多的油排回油箱。设计粗调、微调电磁球阀其目的是可作为电气同步调整环节。通过排油，减缓该接力器上升速度或加快其下降速度，与其他接力器运动速度渐趋一致，从而保证N(3≤N≤8)个接力器运动过程中的同步。

附图说明

附图为本发明系统原理图。

图中实线为工作油路管线，虚线为控制油路管线。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，一下通过实施例并结合附图做详细说明。