1785-L36B
20世紀(jì)90年代初開發(fā)的步進(jìn)電機(jī)或直流伺服電機(jī)控制的水輪機(jī)調(diào)速器存在大負(fù)荷下響應(yīng)速度慢、高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)矩下降或有磨擦并產(chǎn)生火花等問題，因此，有必要研制交流伺服控制型可編程水輪機(jī)調(diào)速器。介紹了交流伺服控制型可編程水輪機(jī)調(diào)速器電氣部分、電氣－機(jī)械轉(zhuǎn)換部件和液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，詳細(xì)分析了各部分的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和性能。交流伺服控制型可編程水輪機(jī)調(diào)速器的主要性能指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)值，在水電廠的運(yùn)行情況也表明，該調(diào)速器性能良好。
關(guān)鍵詞：水輪機(jī)；調(diào)速器；交流伺服電機(jī)；電氣－機(jī)械轉(zhuǎn)換部件；液壓系統(tǒng)
水輪機(jī)調(diào)速器是水電站的重要組成部分，主要用于控制水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速與出力，其品質(zhì)與性能直接影響到電能品質(zhì)和水電站的安全可靠運(yùn)行。電氣－機(jī)械轉(zhuǎn)換部件是調(diào)速器的核心部件，因此，解決水輪機(jī)調(diào)速器中電氣－機(jī)械轉(zhuǎn)換部件工作可靠性差、抗油污能力弱等問題，是提高水輪機(jī)調(diào)速器可靠性的關(guān)鍵。
1步進(jìn)電機(jī)或直流伺服電機(jī)控制的水輪機(jī)調(diào)速器存在的缺陷
20世紀(jì)90年代初期，國內(nèi)高等院校、科研機(jī)構(gòu)及制造廠家先后開發(fā)了電機(jī)（步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)）型電氣－機(jī)械轉(zhuǎn)換部件。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)由指令脈沖控制，控制簡單；直流伺服電機(jī)控制方便，調(diào)速范圍寬，輸出轉(zhuǎn)矩高，過載能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。因此，以步進(jìn)電機(jī)或直流伺服電機(jī)控制的水輪機(jī)調(diào)速器在大、中型水電站的應(yīng)用取得了顯著的成果，從而解決了電液伺服閥抗油污能力弱、容易發(fā)卡、工作可靠性較差等問題。但是，步進(jìn)電機(jī)與直流伺服電機(jī)本身存在缺陷，主要表現(xiàn)在：步進(jìn)電機(jī)有一啟動(dòng)頻率，造成在大負(fù)荷情況下響應(yīng)速度不能過快，而且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)矩下降，遇到卡阻時(shí)可能堵轉(zhuǎn)、失步；直流伺服電機(jī)存在電刷與換向器的磨擦并產(chǎn)生火花的問題，電刷的磨損會(huì)帶來故障，同時(shí)使其在維護(hù)方面較為麻煩。
2交流伺服控制型可編程水輪機(jī)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和主要特點(diǎn)
近年來，隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，新型功率開關(guān)器件、專用集成電路和控制算法的發(fā)展，使交流驅(qū)動(dòng)電源、交流伺服系統(tǒng)的性能大大提高，它除克服了步進(jìn)電機(jī)或直流伺服電機(jī)本身的不足，還具有功能強(qiáng)大、控制方式靈活、技術(shù)性能好和可靠性高等特點(diǎn)。因此，把由交流伺服電機(jī)構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置作為水輪機(jī)調(diào)速器的電氣-機(jī)械轉(zhuǎn)換部件是功率電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及控制原理進(jìn)步和不斷向前發(fā)展的必然結(jié)果。
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