1、傳動放大機構第1頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日傳動放大機構的作用和分類調速器發出的轉速變化信號很小，不可能直接操縱配汽機構，中間要經過多級信號放大和轉移，一般采用電子或液壓元件，多采用液壓式。主要包括：滑閥（錯油門）、油動機、反饋機構。 錯油門（滑閥） 作用：控制油動機的進油方向和油量大小。 分類： 斷流式：滑閥的凸肩切斷通往油動機油口， 只有在變動過程中才開啟。 節流式：油口有一定的開度， 工況不同，對應的油口開度不同。 第2頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日油動機作用：放大功率以操縱調速汽閥，改變形式后作為中間放大環節。 分類：1、往復式

2、： 斷流式滑閥控制：雙側進油、單側進油 節流式滑閥控制：單側進油、隨動滑閥2、旋轉式 雙側進油油動機 單側進油油動機油動機的技術指標：提升力：用于衡量油動機提升力大小。油動機時間常數：用于衡量油動機動作的快慢，開關要求迅速，特別是關閥。 （600MW機組高壓主汽閥關閥時間0.42s）第3頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日一、斷流式滑閥雙側進油油動機第4頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日1、油動機 （1）提升力 下部油壓為 ，上部油壓為 ，這時上下 油壓差最大，活塞受 到的油壓作用力最大， 稱為最大提升力。 考慮油口有流動阻力，油動機的提升力 特點

3、： 雙側進油油動機的提升力只與活塞作用面積和上下的壓力差有關，而與油動機活塞的位置無關。第5頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日（2）油動機時間常數定義 在滑閥油口a、b全開時，開度為最大 ，油動機活塞在最大進油量 條件下，走完整個工作行程 所需要的時間，也就是以最大的進油量，充滿油動機時活塞走完全程所需要的時間。 計算公式：分析：i）油動機時間常數：衡量油動機動作快慢的指標，一般 0.10.3s 上升油動機移動速度下降機組的調節性較差，不能快速適應外界負荷變化，在甩負荷時，容易引起超速 。活塞面積第6頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日ii）減少油

4、動機時間常數的措施減小活塞作用面積 影響提升力 減小活塞行程 受調節汽閥開啟大小的規定加大滑閥油口寬度 受滑閥強度限制增大滑閥最大行程 增大進油壓力 首先有利于減小 ，同時有利于增大提升力。 第7頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日目前液壓調節系統 1.22.0MPa，太高怕漏油造成失火，但機組容量增大以后，需要的提升力增大，為防止引起火災，把潤滑油和調節油分開。 潤滑油 為了保證軸承潤滑，對油質有要求，采用透平油，壓力可低于1MPa。北侖1#機組，壓力1.57MPa相當于國產30號透平油，著火點汽機轉速下降滑閥下移壓力油進入油動機下部活塞上移汽門開大汽輪機功率增大反之，

5、滑閥上移油動機下側與排油管相通活塞在彈簧力作用下下移汽門關小汽輪機功率減小 px2、斷流式單側進油油動機第10頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日（3）優缺點 優點：關閉汽閥靠彈簧力，即使油管破裂，依靠彈簧力能關閉閥門，防止事故擴大；汽機汽門開啟時可慢一點，關閉時要快，單側進油油動機加負荷靠油壓，減負荷時靠彈簧，不需要油泵供油，所以主油泵耗油少。 缺點： 開啟閥門的有效提升力等于油壓向上作用力與彈簧向下作用力之差，提升力的大小與油動機的位置有關 。為保證汽門有較大的關閉速度，要求彈簧力很大單側進油油動機尺寸要比雙側進油油動機大 。油動機關閉時間常數大自定位能力差：容易受到

6、油壓波動的干擾 。第11頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日3、斷流式滑閥 斷流，就是滑閥處于居中位置，靠凸肩切斷通往油動機的進出口油口, 要斷流，凸肩高度應大于油口高度，1、2、3、4 為“蓋度” 。 當滑閥向上移動距離超過1（3）進油，超過4（2）泄油。 1(3)進油蓋度; 2(4)出油蓋度; 4（2）油口A關小 增大油動機活塞上移z調節汽閥上升 汽機功率增大 第13頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日（二）帶壓力變換器的中間放大機構 應用于北重徑向鉆孔泵系統，是節流式滑閥與斷流式滑閥的組合應用1、結構（1）徑向鉆孔泵（2）壓力變換器節流滑閥，靠

7、凸肩控制油口開度 轉速n增大脈沖泵油壓p1增大滑閥上移油口 減小px增大 節流式滑閥p1脈沖泵一次油壓轉換成控制油壓px的變化第14頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日（3）單側進油油動機 作用力的平衡（彈簧力，油壓px作用力） px增大活塞上移，把油壓變化轉換成活塞位移。 圖中（1）（3）組成了節流式滑閥與單側進油油動機結構，作為系統的一級放大 。（4）斷流式滑閥（5）雙側進油油動機 以上是第二級放大，功率放大（6）反饋油口（7）控制油路第15頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日1、動作原理（1）在平衡狀態下， ，n一定（2） 下降n上升脈沖泵油壓

8、 上升壓力變換器滑閥上移 減小 增大油動機1z增大斷流式滑閥z增大壓力油進入油動機下室油動機活塞上移關小調速汽門 下降（3）油動機活塞上移（反饋）反饋油口上升 減小油動機z減小斷流式滑閥z減小滑閥居中。第16頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日1、說明（1）控制油壓 與排油口 開度與反饋油口 開度間的關系如下 ： 由固定節流孔 流入油量 排出油量 由于調節結束，斷流式滑閥一定要居中 不變。 令 常數第17頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日 轉速變化時， 改變 ， 相應改變 ，具體見公式推導P354 控制油壓 優化設計問題。選擇合理的px使同一位移下

9、引起的控制油壓變化最大 ，使調節系統動作迅速 。對k求導得 k1 在 變動時， 變化最大 。 可以采用液壓聯系，取消杠桿，因而布置方便，且動作靈敏，不易損壞節流式油動機 。第18頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日5、靜態特性 是指各個穩定工況下傳動放大系統輸入量x與輸出量m之間的關系，可以根據油口 、 的流量變化特點來求 。流過 流量變化量流過油口 流量變化量設 ， 常數 壓力變換器活塞位移 油動機活塞位移 第19頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日（三）差動活塞a1a2a3pb1、結構：外殼滑閥：左側閥芯面積大，油壓有效作用面積小右側閥芯面積小，

10、油壓有效作用面積大噴油嘴： 直徑為d，間隙為y0，通流面積第20頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日2、動作原理差動活塞與高速彈性調速器配套使用。在穩定工況下，擋油板位置 一定，噴油嘴與擋油板的間隙一定，油壓 、 一定，有 ，差動活塞穩定不動。若轉速變化： n增大擋油板右移y增大 增大，排油量增大 減小， ，滑閥右移y減小 減小，排油量減小 增大 當y 時， 成立，差動活塞停止運動。 第21頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日穩定工況下，y 擋油板位移量差動活塞移動量 即yx 差動活塞隨調速塊一起移動，又稱隨動活塞。由油壓差（ ）形成的活塞移動作用力

11、放大了調速塊移動的作用力。3、為了提高活塞動作的靈敏度，應合理選擇活塞前后的壓力比，面積比。 通常 ，則 另外縮小節流孔a1的直徑也可提高靈敏度。第22頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日4、差動活塞的時間常數（1）定義：在噴油嘴最大出油條件下，滑閥走完最大行程所需的時間。 （2）公式： 第23頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日（四）碟閥放大器（P355） 應用于上海汽輪機生產的調速系統，碟閥放大器與旋轉阻尼配套使用。 （P356圖6.2.15(a)） 1、結構 碟閥放大器由一端鉸鏈支承的平衡杠桿，主同步器彈簧，輔同步器彈簧，一次油壓波紋管，二次油

12、壓碟閥組成。pbb波紋管K1 Z1K2 Z2一次油壓pp第24頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日2、工作原理平衡杠桿受到四個力： 兩個彈簧作用力; 一次油壓通入波紋管(面積b)向上作用力; 二次油壓靠碟閥建立，高壓油由節流針閥流入碟閥，由間隙溢出。間隙s大，泄油量增加，二次油壓p2降低，通過碟閥面積向上的作用力減小。第25頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日穩定工況下，四個力達到平衡：當轉速變化，一次油壓增加 ，使碟閥移動，間隙s發生變化，使二次油壓變化 ，改變二次油壓作用力。新的平衡： （1）為放大比，其大小取決于a、b、l1 、l2 ，靠波紋管

13、的作用面積b比碟閥a大，波紋管的力臂比碟閥的力臂長來達到放大油壓的目的。一般放大倍數 （2）為負說明一次油壓與二次油壓的變化方向相反。第26頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日電液調節油動機電液調節油動機是數字電液控制系統的執行機構，將電子控制器產生的調節汽門開度電信號轉變為油動機活塞的行程，由電液轉換器（電液伺服器）、油動機、快速卸載閥、線性位移差動變送器等組成。第27頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日三、反饋機構反饋機構是調節系統的重要組成部分，討論機械反饋和液壓反饋機構。 第28頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日1、機

14、械反饋旋轉阻尼調速系統采用杠桿彈簧機械反饋從旋轉阻尼來的一次油壓p1經蝶閥放大器放大后成為二次油壓p2，作用于繼動器的活塞上。在穩定工況下，斷流式滑閥處居中位置，作用在繼動器上的壓力p2與彈簧的作用力相平衡。（2）工作原理n增大p1增大p2減小繼動器活塞上移碟閥間隙增大p3減小滑閥上移壓力油進入油動機上部油動機下移關小汽門汽機功率減小關小汽門杠桿下移繼動器活塞下移p3增大滑閥下移。調節終了，滑閥居中，繼動器的位置也不變，p3不變，反饋是通過杠桿、彈簧來實現的。第29頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日p2對繼動器作用力的變化彈簧作用力變化根據比例關系 二次油壓的改變和油動

15、機位移之間的關系，即為整個傳動放大機構的特性，通過改變彈簧的剛度或反饋杠桿比例，可以改變傳遞特性。 第30頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日2液壓反饋機構 (P362)即油口反饋，通過改變反饋油口的開度，來使整個調節系統達到穩定工作。高速彈性調速器（P363圖6.2.25）和脈沖泵的調節系統（P353圖6.2.12）是液壓反饋機構。兩者的區別在于前者改變進油窗口面積，而后者改變的是排油口面積，結果都是使控制油壓px恢復到原穩定值。第31頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日控制油壓px不變，排油面積不變。an+am=常數 anam0即 當轉速升高脈沖油壓增大壓力變換器滑閥上移an關小px增大油動機上移am反饋油口增大負荷變小改變油口寬度bn、bm可以改變傳動放大特性。第32頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日3全液壓調節系統旋轉阻尼調節系統原理圖第33頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日液壓反饋第34頁，共36頁，2022年，5月20日，16點18分，星期日四傳動放大機構的靜態特性靜態特性是指在各個穩定工況下，傳動放大機構的輸入量p2（油壓）或x（位移）與輸出量：油動機活塞位移m