SVA9型電液轉(zhuǎn)換器是專為汽輪機、燃氣輪機或水輪機電液調(diào)速系統(tǒng)開發(fā)的一種高可靠性的動圈式電~位移比例轉(zhuǎn)換元件,它能將微弱的電氣信號通過液壓放大轉(zhuǎn)換成具有相當(dāng)大作用力的位移輸出,通過它可以對汽輪機、燃氣輪機或水輪機電液調(diào)速器的執(zhí)行機構(gòu)(油動機或進汽閥、燃油調(diào)節(jié)閥、接力器或進水閥等)實現(xiàn)自動精確的位置控制。
液動執(zhí)行器具有功率大、機械剛性好、動態(tài)響應(yīng)快等特點,因此它在精密控制系統(tǒng)、重型機床、汽車、船舶和航空航天中都有廣泛的應(yīng)用。而電動儀表在獲得信息、傳輸和處理信息方面有一系列突出的優(yōu)點,因此在應(yīng)用上常常采用電動儀表與液動執(zhí)行器相結(jié)合的自動控制系統(tǒng),電液轉(zhuǎn)換器就是它們必不可少的一個裝置。在控制系統(tǒng)中常用伺服閥來實現(xiàn)電液轉(zhuǎn)換的功能。
"隨著汽輪機單機容量的不斷增大以及現(xiàn)代電網(wǎng)的日趨復(fù)雜,對汽輪機--發(fā)電機組協(xié)調(diào)控制的自動化水平的要求越來越高。汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)具有優(yōu)良的適應(yīng)性和動態(tài)性能,采用電液控制方式(EHC)已是必然趨勢。在汽輪機電液控制系統(tǒng)中,電液轉(zhuǎn)換器把電信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的液壓信號,再由液壓缸控制汽輪機調(diào)節(jié)閥的開度。因此在汽輪機中,電液轉(zhuǎn)換器起著舉足輕重的作用,電液轉(zhuǎn)換器性能的優(yōu)劣決定著整個EHC性能的好壞,一旦電液轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障,整個EHC會喪失功能。"
(《汽輪機電液控制專用電液轉(zhuǎn)換器》 《動力工程》1995年第4期)
在電氣液壓型調(diào)速器中,測速、綜合比較、調(diào)差、緩沖、開度限制等均已由電氣回路來完成,電氣柜輸出的是綜合電氣信號,機械柜僅是一個液壓放大裝置。為實現(xiàn)電氣部分與機械部分的聯(lián)系,需要將電氣柜輸出的綜合電氣信號轉(zhuǎn)換成機械位移,通過液壓放大,最后去操作導(dǎo)水機構(gòu)。
電液轉(zhuǎn)換器就是實現(xiàn)這個轉(zhuǎn)換工作的關(guān)鍵元件。電液轉(zhuǎn)換器能夠?qū)㈦姎夤褫敵龅木C合電氣信號轉(zhuǎn)換成具有一定操作力和位移量的機械位移信號,或是轉(zhuǎn)換成具有一定壓力的流量信號。機械位移信號可以用來操作引導(dǎo)閥;流量信號則可以控制中間接力器或直接控制輔助接力器,但這種輸出流量信號的電液轉(zhuǎn)換器的制造比較困難,而且對油的要求也比較高,國內(nèi)較少采用,多使用輸出為機械位移的電液轉(zhuǎn)換器。
電液轉(zhuǎn)換器能夠?qū)⑿‰姽β实碾娦盘栞斎朕D(zhuǎn)換為大功率的液壓能(流量與壓力)或位移輸出。在電液伺服系統(tǒng)中,將電氣部分與液壓部分連接起來,實現(xiàn)電液信號的轉(zhuǎn)換與放大。電液轉(zhuǎn)換器是電液伺服系統(tǒng)的核心部件,它的性能直接影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、控制精度和響應(yīng)特性;也直接影響到系統(tǒng)可靠性和使用壽命。
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電液轉(zhuǎn)換器由兩大部分組成:一部分是電氣-位移轉(zhuǎn)換部分;另一部分是液壓放大部分。電氣-位移轉(zhuǎn)換部分就是在由永久磁鋼、鐵芯等組成的磁路氣隙中置有一組線圈。線圈由彈簧平衡在中間位置。這一組線圈通常有三個,其中兩個為工作線圈,在機組轉(zhuǎn)速為額定值時,這兩個工作線圈中通過大小相等、方向相反的電流,線圈在磁場中處于相對平衡位置,當(dāng)機組轉(zhuǎn)速變化時,電氣柜輸出的綜合電氣信號會使線圈中的電流產(chǎn)生一個差值,因而磁場對線圈產(chǎn)生一個沿軸線方向的作用力,作用力的方向決定于差動電流的方向。當(dāng)線圈受力沿軸線方向移動時,帶動與線圈相連的控制套沿軸向移動。第三個線圈為振動線圈,輸入工頻電流使控制套產(chǎn)生頻率為50I-Iz,振幅約為±0.02mm左右的振動,這樣可以減小控制套和活塞桿之間的摩擦力,避免電液轉(zhuǎn)換器的卡阻。
型 號 | SVA9 |
額定電流 | 250mA |
額定壓力 | 4Mpa |
輸 出 力 | 2400N |
工作行程 | ± 6mm |
圖1是電液轉(zhuǎn)換器示意圖。調(diào)整定節(jié)流孔5的大小及調(diào)整調(diào)節(jié)螺母7改變變節(jié)流孔g的開度大小,使控制套4處于穩(wěn)定平衡狀態(tài),且使活塞6差動閥盤上腔油壓
當(dāng)調(diào)速器處于平衡位置時,通過工作線圈的電流
反之,當(dāng)機組增加負(fù)荷時,線圈3內(nèi)通入一個負(fù)電流,線圈向下運動,控制套4也向下運動使變節(jié)流孔縮小,甚至關(guān)閉。因而
由圖1可知,由于節(jié)流孔直徑很小,而且噴油口直徑也很小,因而供應(yīng)這部分的油需經(jīng)過二次過濾,以防止堵塞,致使電液轉(zhuǎn)換器不能工作。通常給線圈3的啟動線圈中通入一個7V的交流電振動電流,約13~15mA使十字彈簧和控制套經(jīng)常有一個振幅很小的振動,因此消除了靜摩擦力,減少了死區(qū)。
電液轉(zhuǎn)換器的種類很多,一般可分為以下幾種類型:
(1)從電磁部分的結(jié)構(gòu)來分,有動圈式力矩馬達和動鐵式力矩馬達。
(2)從電磁部分的勵磁方式來分,有永磁式和外激式。
(3)從液壓部分的結(jié)構(gòu)來分,有斷流式和繼流式,或者滑閥式和蝶閥式。
(4)從油的工質(zhì)來分,有汽輪機油或抗燃油。
(5)從使用工質(zhì)的壓力來分,有低壓式(1.2MPa和2MPa)和高壓式(8MPa和14MPa)。
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頁數(shù): 3頁
評分: 4.7
介紹了E40M電液控制裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理及存在的問題;闡述了用比例伺服閥取代噴嘴擋板閥的改造方案及所取得的效果。
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頁數(shù): 3頁
評分: 4.4
介紹了B40M電液控制裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理及存在的問題;闡述了用比例伺服閥取代噴嘴擋板閥的改造方案及所取得的效果。
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◆ 淤積失效:當(dāng)閥靜止并有壓力時在閥芯與閥套之間出現(xiàn)淤積。比半徑間隙大的一些顆粒被該環(huán)形間隙濾掉。隨著污染物的聚積,它們使始動摩擦和靜摩擦加大。響應(yīng)時間拖長;該閥可能變得不穩(wěn)定并有一個很寬的滯環(huán)。在嚴(yán)重的場合,該閥可能變得卡澀而無法操作。(加大閥的正遮蓋則提高淤積和卡澀的概率。)部分堵塞的LCF會使得閥響應(yīng)變的遲鈍,系統(tǒng)性能下降(即速度遲緩、定位精度差); 在LCF嚴(yán)重堵塞的情下,由于缺乏驅(qū)動力該閥芯將在閥套中卡住,伺服閥無法操作。
◆ 卡澀失效:閥芯閥套環(huán)形縫隙的不均勻淤積會造成嚴(yán)重的側(cè)載荷,側(cè)載荷使得在閥芯與閥套的金屬接觸表面之間出現(xiàn)微觀粘附(冷壓接)。中等卡緊引起始動力加大,造成不平穩(wěn)的閥運動。嚴(yán)重卡澀在某些閥設(shè)計中可能引起卡緊失效。
◆退化失效:退化失效可能是磨粒磨損、腐蝕、汽蝕、混氣、沖刷磨損或表面疲勞的結(jié)果。每一種都使系統(tǒng)元件中內(nèi)泄漏增加,這降低其效率或精度,但這些變化一開始很難被察覺到。最終的結(jié)果,是造成突發(fā)的不可修復(fù)性失效。最容易引起磨損的顆粒是間隙尺寸的顆粒,它們會落入元件里運動表面之間的關(guān)鍵間隙中。
油液降解造成的閥失效的模式
磷酸酯作為EH油在控制系統(tǒng)中的使用已經(jīng)有將近40年的歷史。然而它在有水的情況下卻很容易降解。所以有效的油液調(diào)整必須是避免或切斷油液降解鏈。油液降解的最壞影響是酸的形成并在嚴(yán)重情況下腐蝕重要的金屬元件,同時影響抗燃油的電阻率等一系列指標(biāo)。
水與磷酸酯抗燃油水解產(chǎn)生酸,而酸同時又促進了水解過程。另外酸值會影響電阻率及氯離子含量等油質(zhì)指標(biāo)。在監(jiān)測的關(guān)鍵指標(biāo)中,電阻率降低,氯離子含量過高又會造成電化學(xué)腐蝕,對伺服閥控制泄漏量的關(guān)鍵棱邊造成無法修復(fù)損傷(只能更換閥芯閥套組件),影響伺服閥控制的精確度和靈敏度。酸會與油質(zhì)中的金屬質(zhì)雜質(zhì)反應(yīng)生成不溶性的膠質(zhì)金屬鹽以及一些可溶性金屬鹽,金屬鹽的存在會進一步加劇電阻率及氯離子含量的變化。另不溶性膠質(zhì)鹽的存在,使得伺服閥的濾芯、閥芯閥套很容易堵塞。
油液降解的控制 :
1、濾芯必須定期更換,推薦周期為半年:濾芯是再生系統(tǒng)中,除水除酸的關(guān)鍵。其是否處于正常工作中,對整個系統(tǒng)的油質(zhì)有很大影響。建議只要EH系統(tǒng)工作,即投入再生系統(tǒng);濾芯使用注意事項:濾芯會很快的吸收水分,備換材料最好應(yīng)該在氣密的塑料袋中存儲。在臨用前將顆粒在110℃干燥至少12小時。如果干燥后顆粒在環(huán)境溫度下放置一個小時以上,它還會迅速地再吸收水分。因此該濾芯應(yīng)該在干燥箱內(nèi)冷卻至20~30℃并立即裝入過濾器中。如果停機時間超過兩個星期,則至少每星期打開再生系統(tǒng)一次,時間為所有油量至少過濾一遍的用時。 故其后的纖維素精濾芯、離子樹脂濾芯是控制該污染形成的關(guān)鍵部件。
2、 密切監(jiān)測關(guān)注4個關(guān)鍵的抗燃油油質(zhì)指標(biāo):即:水分、酸度、電阻率、氯離子含量。如有任何指標(biāo)超標(biāo),請立即分析原因,并采取改善措施。使油質(zhì)指標(biāo)始終處于可控范圍之內(nèi)。空氣過濾器是控制油箱呼吸中空氣中的水分進入油箱的唯一途徑,請定期檢查空氣過濾器的使用狀況,并在硅膠效用完全發(fā)揮之前準(zhǔn)備更換
3、避免采用不當(dāng)方法,解決伺服閥問題:盡可能避免采用大電流沖擊伺服閥的方法來解決伺服閥卡塞現(xiàn)象。這種方法一般是應(yīng)急處理時才用。大電流帶來的沖擊會使得反饋桿球頭與閥芯配合處間隙變大,這會造成控制上的偏差;另外沖擊對閥芯閥套配合處帶來的磨損也是比較大的,伺服閥是精密制造的產(chǎn)物,其閥芯閥套處配合間隙只有2~5微米,當(dāng)有大顆粒雜物卡在閥芯閥套中時,這種沖擊甚至?xí)㈦s物嵌入閥套中,造成磨粒磨損; 最重要的是,這種沖擊會使彈簧管(不可修復(fù)部件,其與力矩馬達銜鐵、擋板、反饋桿作為一體)產(chǎn)生疲勞、應(yīng)力損壞,造成伺服閥的自激振蕩,甚至?xí)沟霉苈芬黄鹫饎印?/p>
4、局部過熱:檢查系統(tǒng)所有管路,確定管路與蒸汽管路的距離,避免因距離過近產(chǎn)生局部過熱的問題。注意:局部過熱是加速抗燃油水解的因素,而且效率很高。
5、定期清洗,檢測: 為了更好的保證生產(chǎn),建議定期對伺服閥進行清洗,以免產(chǎn)生因問題積累而造成的零部件損壞現(xiàn)象(建議周期為小修周期)。 另外小修,大修一定要對伺服閥進行清洗檢查,保證小修大修完成后,系統(tǒng)重啟后不會產(chǎn)生問題。
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編輯:蘭陵王
電建技術(shù)環(huán)保群 群號:240964064
機組的轉(zhuǎn)速、功率、壓力等電信號經(jīng)綜合放大,用模擬量或數(shù)字量,通過電液轉(zhuǎn)換器操縱液壓執(zhí)行機構(gòu),以控制機組運行的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。