CN108226679B - 一种接力器反应时间常数可调的测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种接力器反应时间常数可调的测试方法及装置，该方法包括：向主配压阀施加其绝对值逐次增加的正负阶跃电压，分别获取在正负阶跃电压作用下产生的主配压阀阀芯位移量与接力器位移量；根据主配压阀阀芯位移量与接力器位移量计算获得接力器反应时间常数Ty；判断接力器反应时间常数Ty是否满足标准；若否，则调整接力器的移动速度，重新测试得到接力器反应时间常数Ty'，直至接力器反应时间常数Ty'满足标准。本申请提供的测试方法及装置通过施加阶跃电压来改变主配压阀阀芯的位移与接力器的位移，测试过程简单，提高了测试结果的准确性；且，通过调整接力器移动速度来改变接力器反应时间常数值，使整个调速系统达到最优设计与控制。

Description

一种接力器反应时间常数可调的测试方法及装置

技术领域

本申请涉及接力器技术领域，尤其涉及一种接力器反应时间常数可调的测试方法及装置。

背景技术

水轮机调速器是水力发电机组最重要的控制部件，而导叶接力器是调速器的主要执行机构，接力器反应时间常数Ty是表征接力器速度特性的重要参数，其参数的正确性和准确性直接关系到电力系统计算结果。

目前，接力器反应时间常数的测试方法主要有两种：(1)在频率PID环节进行逐级频率阶跃，电力行业标准《水轮机电液调节系统及装置调整试验导则》规定：在PID环节，开环增益至于整定值，bt、Td和Tn置于最小值(或KP、KI置于最大值，KD置于最小值)，bp置于零刻度，输入稳定的额定频率信号，调整有关中位，使接力器能稳定于任意中间位置，然后在额定频率的基础上，施加其绝对值逐次增加的正负阶跃频率信号，测量信号频率和相应的接力器速度，绘制以相对值表示的接力器速度与频率的关系曲线，求出接力器反应时间常数Ty；(2)在导叶PI环节进行逐级导叶阶跃，国家标准《水轮机控制系统试验》规定：切除反馈，把配压阀分别整定在不同行程，按开启(关闭)方法逐次使配压阀从中间位置迅速移动到整定位置，测出配压阀位移与相应接力器平均速度，将位移与速度量换算为相对值，绘制关系曲线，求出接力器反应时间常数Ty。

但是，上述两种测试方法操作过程复杂，工作量大，且很难满足主配压阀芯在短时间内保持不变的要求，测试结果准确度较低。而且，现场对调速系统建模的工作仅是实测接力器反应时间常数Ty，而无法调整Ty，但Ty计算值与实测值往往存在偏差，即便主配压阀和接力器在选型设计计算中的偏差很小，但在实际测试和应用中，未必能够达到最优。

发明内容

本申请提供了一种接力器反应时间常数可调的测试方法及装置，以解决目前接力器反应时间常数Ty测试结果准确度较低，且Ty值无法调整的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了一种接力器反应时间常数可调的测试方法，所述方法包括：

向主配压阀施加其绝对值逐次增加的正负阶跃电压，分别获取在所述正负阶跃电压作用下产生的主配压阀阀芯位移量与接力器位移量；

根据所述主配压阀阀芯位移量与接力器位移量计算获得接力器反应时间常数Ty；

判断所述接力器反应时间常数Ty是否满足标准；

若否，则调整接力器的移动速度，重新测试得到接力器反应时间常数Ty'，直至所述接力器反应时间常数Ty'满足标准。

可选的，所述向主配压阀施加其绝对值逐次增加的正负阶跃电压，分别获取所述阶跃电压对应的主配压阀阀芯位移量与接力器位移量，包括：

通过电压发生器发出电压值逐次增加的阶跃电压，所述阶跃电压驱动所述主配压阀的阀芯与接力器正向移动；

分别采集所述主配压阀阀芯与接力器在所述阶跃电压的作用下产生的位移量；

通过电压发生器发出其绝对值逐次增加的负阶跃电压，所述负阶跃电压驱动所述主配压阀的阀芯与接力器反向移动；

分别采集所述主配压阀阀芯与接力器在所述负阶跃电压的作用下产生的负位移量。

可选的，所述通过电压发生器发出电压值逐次增加的阶跃电压，包括：

所述电压发生器发出阶跃电压，所述阶跃电压驱动所述接力器产生位移；

当所述接力器产生位移后，所述电压发生器发出以一定值为梯度递增的阶跃电压。

可选的，所述电压发生器发出以一定值为梯度递增的阶跃电压，包括：

所述电压发生器逐次发出0.5V-0V-1V-0V-1.5V-0V-2V-0V……10V-0V的阶跃电压，电压的等待时间为2s。

可选的，根据所述主配压阀阀芯位移量与接力器位移量计算获得接力器反应时间常数Ty，包括：

根据获取的主配压阀阀芯位移量与接力器位移量绘制主配压阀位移-接力器速度关系曲线；

对所述主配压阀位移-接力器速度关系曲线进行一元线性拟合，根据拟合直线的斜率计算获得接力器时间反应常数Ty。

可选的，所述调整接力器的移动速度，包括：

在连通所述接力器开腔的开腔管路上连接第一节流机构，通过所述第一节流机构调整所述开腔管路的阻力；

和/或，

在连通所述接力器关腔的关腔管路上连接第二节流机构，通过所述第二节流机构调整所述关腔管路的阻力；

通过调整所述开腔管路、关腔管路的阻力来改变所述接力器的移动速度。

第二方面，本申请实施例公开了一种接力器反应时间常数可调的测试装置，所述装置包括：主配压阀、接力器、第一节流机构以及第二节流机构，其中，

所述主配压阀通过开腔管路与所述接力器的开腔连通，所述第一节流机构连接在所述开腔管路上；

所述主配压阀通过关腔管路与所述接力器的关腔连通，所述第二节流机构连接在所述关腔管路上。

可选的，所述第一节流机构包括第一单向阀以及与所述第一单向阀并联的第一节流阀，所述第一单向阀的进油口与所述主配压阀连通，所述第一单向阀的出油口与所述接力器的开腔连通；

所述第二节流机构包括第二单向阀以及与所述第二单向阀并联的第二节流阀，所述第二单向阀的进油口与所述主配压阀连通，所述第二单向阀的出油口与所述接力器的关腔连通。

可选的，所述第一节流机构的两端均设有焊接法兰，所述第一节流机构通过所述焊接法兰连接在所述开腔管路上；

所述第二节流机构的两端均设有焊接法兰，所述第二节流机构通过所述焊接法兰连接在所述关腔管路上。

可选的，还包括比例伺服阀，所述比例伺服阀通过液压管路与所述主配压阀连接。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请实施例提供了一种接力器反应时间常数可调的测试方法及装置，该测试方法包括：向主配压阀施加其绝对值逐次增加的正负阶跃电压，分别获取在正负阶跃电压作用下产生的主配压阀阀芯位移量与接力器位移量；根据主配压阀阀芯位移量与接力器位移量计算获得接力器反应时间常数Ty；判断接力器反应时间常数Ty是否满足标准；若否，则调整接力器的移动速度，重新测试得到接力器反应时间常数Ty'，直至接力器反应时间常数Ty'满足标准。本申请提供的接力器反应时间常数可调的测试方法及装置通过施加绝对值逐次增加的正负阶跃电压来改变主配压阀阀芯的位移与接力器的位移，测试过程简单，可以保证在一定阶跃电压作用下，主配压阀向开启或关闭的方向开至一定的位置，接力器以相对应的速度匀速开启或关闭，能够提高测试结果的准确性；且，可通过调整接力器移动速度来改变接力器反应时间常数值，从而能够使整个调速系统达到最优设计与控制。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为接力器的速度特性曲线图；

图2为调速系统执行机构模型的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种接力器反应时间常数可调的测试方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种接力器反应时间常数可调的测试方法中S100的详细流程图；

图5为本发明实施例提供的接力器反应时间常数可调的测试方法中电压、主配阀芯位移与接力器位移开方向的数据录波图；

图6为本发明实施例提供的接力器反应时间常数可调的测试方法中电压、主配阀芯位移与接力器位移关方向的数据录波图；

图7为根据本发明实施例提供的接力器反应时间常数可调的测试方法绘制的主配位移与接力器速度关系波形图；

图8为本发明实施例提供的一种接力器反应时间常数可调的测试方法中S400的详细流程图；

图9为本发明实施例提供的一种接力器反应时间常数可调的测试装置的原理及试验接线示意图；

图10为本发明实施例提供的一种接力器反应时间常数可调的测试装置的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种接力器反应时间常数可调的测试装置中第一节流结构的正视结构示意图；

图12为本发明实施例提供的一种接力器反应时间常数可调的测试装置中第一节流结构的侧视结构示意图；

图13为本发明实施例提供的一种接力器反应时间常数可调的测试装置中第一节流结构的俯视结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

接力器反应时间常数Ty的物理意义为：当导叶接力器带规定负荷时，其速度与主配压阀阀芯相对行程y₁的关系曲线斜率的倒数，表达公式为式(1)。

如图1所示，横坐标为主配压阀阀芯的位移(相对值)，纵坐标是接力器的移动速度。因此，只要记录处不同的阀芯位置对应的接力器速度，即可得出该曲线，曲线的斜率为1/Ty，斜率的倒数为Ty。

接力器是一个积分器，主配压阀和主接力器构成的积分环节的传递函数可表达为：

其中，S——主配压阀阀芯位移；

Y——主接力器位移。

如图2所示，为调速器常见执行机构模型，输入到液压伺服控制系统的控制电压可用u表示。开度给定为调速器根据控制要求自动计算出的导叶开度给定数值，y为导叶行程(导叶开度、导叶接力器开度)反馈，K_PI为导叶副环的比例增益系数，K_I1为导叶副环的积分增益系数，后的符号为积分输出的限制，Vmax、Vmin为接力器的速度限制，为接力器的最大最小位置限制。

根据传递函数，拉普拉斯算子微分积分变换如下：

由此可见，接力器实则是一个对控制电压的积分器，1/Ty是其积分增益系数，既然称为积分增益系数，就应该具有适应性和可调整性。

在液压伺服系统和机械液压系统中，Ty对其静态和动态特性都有显著影响，若Ty较小，则液压伺服系统不准确度可能小，动态响应速度高；若Ty太小，容易使系统出现自激振荡。定性分析，如果主配压阀选型偏大，意味着接力器时间常数Ty较小，这样1/Ty较大，此会导致接力器调节过于灵敏，稳定性差。若Ty过大，则1/Ty较小，此会引起调速器调节迟滞，易引起频率失稳。

IEC61362标准推荐导叶接力器Ty＝0.1～0.25s，桨叶接力器Ty＝0.2～0.8s，冲击式折向器Ty＝0.1～0.15s，在我国一般推荐导叶接力器Ty＝0.1～0.2s，桨叶接力器Ty取为导叶接力器Ty的2～3倍。

此处的问题在于，一旦主配压阀和接力器制造、安装完成，若不采用特殊方法，一般Ty是无法改变的。既然1/Ty是积分增益系数，那就应该可以改变，就存在最优匹配性问题。基于这一思想，本申请发明了一种接力器反应时间常数可调的测试方法及装置，用来解决目前Ty无法改变的问题。

参见图3，为本申请实施例提供的一种接力器反应时间常数可调的测试方法的流程图。

如图3所示，本申请实施例提供的接力器反应时间常数可调的测试方法包括：

S100：向主配压阀施加其绝对值逐次增加的正负阶跃电压，分别获取所述正负阶跃电压作用下产生的主配压阀阀芯位移量与接力器位移量。

在一定大小、正负阶跃电压的作用下，主配压阀阀芯将向开启或关闭的方向开至一定的位置，主接力器以相对应的速度匀速开启或关闭，通过施加不同开启和关闭方向上的阶跃量可以得到不同的接力器速度，分别采集主配压阀位移和接力器动作位移。

该步骤的具体操作方法如图4所示：

S101：通过电压发生器发出电压值逐次增加的阶跃电压，所述阶跃电压驱动所述主配压阀的阀芯与接力器正向移动。

S102：分别采集所述主配压阀阀芯与接力器在所述阶跃电压的作用下产生的位移量。

S103:通过电压发生器发出其绝对值逐次增加的负阶跃电压，所述负阶跃电压驱动所述主配压阀的阀芯与接力器反向移动。

S104：分别采集所述主配压阀阀芯与接力器在所述负阶跃电压的作用下产生的负位移量。

阶跃电压的大小与主配压阀阀芯位移成正比线性关系，主配压阀阀芯位移大小与接力器速度成正比线性关系，因此，通过电压发生器向主配压阀发出电压值逐次增加的正阶跃电压，正阶跃电压驱动主配压阀阀芯向开启方向开至一定的位置，同时主配压阀驱动接力器以相对应的速度匀速开启，记录下主配压阀阀芯的相对位移量与接力器的相对位移量。

完成开方向的数据测试后，通过电压发生器向主配压阀发出其绝对值逐次增加的负阶跃电压，负阶跃电压驱动主配压阀阀芯向关闭方向开至一定的位置，同时主配压阀驱动接力器以相对应的速度匀速关闭，记录下主配压阀阀芯的相对位移量与接力器的相对位移量。

以一个具体实施例进行说明：

(1)手动开启导叶接力器，将导叶开度开至5％时，切至自动模式，开始测试开方向的数据。

(2)通过电压发生器发出0.1V电压，维持2s，之后迅速回到0V，之后，电压发生器以0.1V为梯度，逐次按照0.1V-0V-0.2V-0V-0.3V-0V……的规律下发出阶跃电压，直至检测到接力器发生位移，记录此时的电压大小。

测试开方向数据时，应先使得接力器发生位移，否则在接力器发生位移之前，无论阶跃电压的电压值如何增加，接力器都没有反应，此时的数据是无用的。因此，先通过阶跃电压驱动接力器发生位移，并记录下此时的电压值，之后以大于此电压值的阶跃电压进行数据测试。优选的，接力器发生位移时的电压一般为0.3-0.4V。

(3)当接力器发生位移后，电压发生器以0.5V为梯度，逐次按照0.5V-0V-1V-0V-1.5V-0V-2V-0V-2.5V-0V-3V-0V-3.5V-0V-4V-0V-4.5V-0V-5V-0V-5.5V-0V-6V-0V-6.5V-0V-7V-0V-7.5V-0V-8V-0V-8.5V-0V-9V-0V-9.5V-0V-10V-0V的规律下发出阶跃电压，电压的等待时间为2s，主配压阀阀芯与接力器在阶跃电压作用下产生相对应的位移，因此记录下相对应的主配压阀阀芯位移量与接力器位移量。

(4)若检测到接力器速度或主配压阀阀芯位置已达到饱和时，该电压之后的电压可以不在继续。

(5)将接力器的导叶开度开至95％，测试关方向的数据。

测试关方向数据时，最好将接力器的导叶开度开至90％以上，如果过低，关方向测试数据可能测试不了几个点，导叶就关闭到0％。不能在导叶开度开至100％时测试关方向数据，导叶开度为100％时，关腔管路中往往含有气，或关腔管路中通回油，这回影响该点的关闭速度，致使测试数据不准确。

(6)将电压发生器产生的阶跃电压改为负阶跃电压，大小不变，重复(2)、(3)、(4)步骤中的方法，记录与负阶跃电压相对应的主配压阀阀芯负位移量与接力器负位移量。

电压、主配阀芯位移与接力器位移开方向的实验数据录波图如图5所示，电压、主配阀芯位移与接力器位移关方向的实验数据录波图如图6所示。

S200：根据所述主配压阀阀芯位移量与接力器位移量计算获得接力器反应时间常数Ty。

采集到主配压阀阀芯位移量y₁与接力器位移量y后，根据相应的接力器位移量与时间间隔(2s)获取对应的接力器移动速度，即dy/dt。将主配压阀阀芯位移量y₁与对应的接力器移动速度值绘制成主配压阀位移-接力器速度关系曲线，并对该关系曲线进行一元线性拟合，获得拟合直线；计算得到该拟合直线的斜率，该斜率的倒数即为要求的接力器反应时间常数Ty。如图7所示，为根据本申请实施例提供的测试方法测得的数据绘制成的主配位移与接力器速度关系波形图，拟合直线的方程为y＝6.5057x+0.0071，即该拟合直线的斜率为6.5057，那测得的接力器反应时间常数Ty＝1/6.5057＝0.15s。

S300：判断所述接力器反应时间常数Ty是否满足标准。

在我国一般推荐导叶接力器Ty＝0.1～0.2s，桨叶接力器Ty取为导叶接力器Ty的2～3倍，若计算得到的Ty满足该标准，则输出接力器反应时间常数Ty；若Ty小于0.1s或Ty大于0.2s时，则需要对Ty进行调整。

S400：若否，则调整接力器的移动速度，重新测试得到接力器反应时间常数Ty'，直至所述接力器反应时间常数Ty'满足标准。

若发现该Ty数值偏小，意味着1/Ty偏大，偏大就说明接力器的速度性太大，容易引起导叶调节过于灵敏，需要将Ty调整变大。

如图8所示，调整接力器移动速度的步骤如下：

S401：在连通所述接力器开腔的开腔管路上连接第一节流机构，通过所述第一节流机构调整所述开腔管路的阻力。

S402：在连通所述接力器关腔的关腔管路上连接第二节流机构，通过所述第二节流机构调整所述关腔管路的阻力。

S403：通过调整所述开腔管路、关腔管路的阻力来改变所述接力器的移动速度。

主配压阀通过开腔管路连通接力器的开腔，通过关腔管路连通接力器的关腔，即当主配压阀向开启方向移动时，开腔管路内通液压油，关腔管路内通回油，第一节流机构可调整开腔管路的阻力，从而改变接力器开腔的油压；第二节流机构可调整关腔管路的阻力，从而改变接力器关腔的油压。由此，改变了接力器开腔与关腔的油压差，从而改变了接力器活塞的移动速度。

假设开方向需要将1/Ty调小，即需将Ty调整变大，则调整第一节流机构，增大开腔管路的阻力，使得接力器开腔的油压降低，缩小接力器开腔与关腔的油压差，从而减小了接力器的移动速度，增大了Ty值。

当调整了接力器的移动速度后，需要按照步骤S100、S200重新测试获得接力器反应时间常数Ty'，判断Ty'是否满足标准。若Ty'还是不满足标准，则继续调整、测试，直至接力器反应时间常数值满足标准。

接力器反应时间常数调整时，应该在接力器开关调整试验之前展开，开关机调整试验不会变动Ty值(开关机时间调整是调整主配压阀阀芯最大位置和接力器开关全行程时间的关系，是一个数据；Ty是主配压阀阀芯位移和接力器速度的关系，是一组数据)。若在接力器开关机调整试验之后再调整Ty，Ty调整方法将会改变接力器的全开全关时间。

如图9所示，为本发明实施例提供的测试接力器反应时间常数的测试系统示意图。

该测试系统包括电压发生器、功率放大器、比例伺服阀、主配压阀、主配阀芯位移传感器、第一节流机构、第二节流机构、接力器、接力器位移传感器与试验测试仪，其中，

电压发生器与功率放大器为电气连接，功率放大器与比例伺服阀为电气连接，比例伺服阀与主配压阀为液压管路连接，主配压阀、第一节流机构、第二节流机构与接力器为液压管路连接，主配阀芯位移传感器、接力器位移传感器与试验仿真仪均为电气连接。

电压发生器和试验仿真仪(起录波存储数据功能)为调速器外的独立实验设备，电压发生器主要用来发出脉冲方波电压信号，并将电压信号发送至功率放大器；功率放大器收到该电压信号后对信号进行放大，滤除杂质信号，并将放大后的电压信号输出至比例伺服阀；比例伺服阀将电调节信号按比例转换为主配压阀阀芯机械位移量，再将机械位移量转换为油压调节信号；比例伺服阀驱动主配压阀，主配压阀驱动接力器；试验仿真仪接收主配阀芯位移传感器输出的阀芯位移信号(±25mm对应±2.5V)和接力器位移传感器输出的接力器位移信号(0-100％对应4-20mA)，作为试验采集曲线的基础数据。

本申请实施例提供的接力器反应时间常数可调的测试方法通过施加绝对值逐次增加的正负阶跃电压，阶跃电压驱动主配压阀阀芯向开启或关闭的方向开至一定位置，接力器以相对应的速度匀速开启或关闭，分别采集主配压阀阀芯位移和导叶接力器动作位移，通过主配压阀阀芯位移与接力器速度关系即可求得Ty值；通过在主配压阀与接力器之间的开腔管路与关腔管路上设置的第一节流机构与第二节流机构来调节接力器的移动速度，从而改变接力器反应时间常数Ty值。本申请在国内首次提出了调整Ty的设想，从1/Ty是接力器积分环节的积分增益系数这个角度受到启发，通过在接力器的开腔管路、关腔管路上串联两个节流机构来完成对1/Ty的变动，从而在调速器液压环节使系统具备更好的匹配性，为后续电气调节提供了最佳的基本保障。

参见图10，为本申请实施例提供的一种接力器反应时间常数可调的测试装置的结构示意图。

如图10所示，本申请实施例提供的接力器反应时间常数可调的测试装置包括主配压阀1、接力器4、第一节流机构2以及第二节流机构3，其中，

主配压阀1通过开腔管路与接力器4的开腔连通，通过关腔管路与接力器4的关腔连通，即主配压阀1通过开腔管路、关腔管路驱动接力器4。第一节流机构2连接在开腔管路上，第二节流机构3连接在关腔管路上，即主配压阀1、第一节流机构2与接力器4的开腔串联，主配压阀1、第二节流机构3与接力器4的关腔串联。

第一节流机构2包括第一单向阀21以及与第一单向阀21并联的第一节流阀22，第一单向阀21的进油口与主配压阀1连通、出油口与接力器4的开腔连通。第一单向阀21具有单向导通功能，即液压油由主配压阀1流向接力器4的开腔时流通正常，液压油同时经过第一单向阀21与第一节流阀22，形不成节流效果；但当回油由接力器4的开腔流向主配压阀1时流通截止，回油仅流经第一节流阀22，此时若调整第一节流阀22的节流孔大小，就可起到节流效果，从而改变开腔管路的阻力，进而改变接力器4开腔的油压。

第二节流机构3包括第二单向阀31以及与第二单向阀31并联的第二节流阀32，第二单向阀31的进油口与主配压阀1连通、出油口与接力器4的关腔连通。第二单向阀31具有单向导通功能，即液压油由主配压阀1流向接力器4的关腔时流通正常，液压油同时经过第二单向阀31与第二节流阀32，形不成节流效果；但当回油由接力器4的关腔流向主配压阀1时流通截止，回油仅流经第二节流阀32，此时若调整第二节流阀32的节流孔大小，就可起到节流效果，次那个人改变关腔管路的阻力，进而改变接力器4关腔的油压。

如图11、图12、图13所示，为方便第一节流机构2串联在开腔管路上、第二节流机构3串联在关腔管路上，第一节流机构2朝向主配压阀1的一端设置有第一焊接法兰222，第一节流机构2朝向接力器4的一端设置有第二焊接法兰223，第一节流机构2通过第一焊接法兰222与第二焊接法兰223连接在开腔管路上。

第一节流机构2上还设置有调节螺杆221，该调节螺杆221可调整第一节流阀22节流孔的大小，如逆时针外旋调节螺杆时，可缩小节流孔大小；顺时针外旋调节螺杆时，可增大节流孔大小。

同理，第二节流机构3的两端均设有焊接法兰，第二节流机构通过焊接法兰固定连接在关腔管路上。

本申请提供的接力器反应时间常数可调的测试装置还包括比例伺服阀5，比例伺服阀5通过液压管路与主配压阀1连接，用于驱动主配压阀1工作。比例伺服阀5的进油口通入液压油，回油口输出回油，通过液压油来驱动主配压阀1工作。

主配压阀1驱动接力器4开启或关闭的原理如下所述：

当主配压阀1向开腔管路通入液压油，液压油同时流经第一单向阀21与第一节流阀22，起不到节流效果，之后液压油进入接力器4的开腔，增大了接力器4开腔的油压；同时，关腔管道通入回油，接力器4关腔的回油只能流经第二节流阀32，起到节流效果，减小了接力器4关腔的油压，即接力器4的开腔油压大于关腔油压，接力器4内的活塞向关腔方向移动，接力器4开启，导叶开度增大。

当主配压阀1向关腔管路通入液压油时，液压油同理流经第第二单向阀31与第二节流阀32，起不到节流效果，之后液压油进入接力器4的关腔，增大了接力器4关腔的油压；同时，开腔管路通入回油，接力器4开腔的回油只能流经第一节流阀22，起到节流效果，减小了接力器4开腔的油压，即接力器4的关腔油压大于开腔油压，接力器4内的活塞向开腔方向移动，接力器4关闭，导叶开度减小。

在通过第一节流机构2与第二节流机构3调整接力器反应时间常数Ty值时，可单独调整第一节流机构2、单独调整第二节流机构3或者同时调整第一节流结构2与第二节流机构3。例如，开方向需要将Ty调整变大，其方法是：调整关腔管路(接力器4开启，开腔管路通液压油，关腔管路通回油，只有在关腔管路上可实现节流效果)上第二节流阀32的调节螺杆，逆时针外旋调节螺杆，缩小节流孔大小，从而增大关腔管路的阻力，进而降低了接力器4关腔油压的变化率，即降低了接力器速度dy/dt。由公式可知，但dy/dt变小后，Ty增大。也可通过调整关方向上的第一节流阀22来增大Ty值。

如表1所示，为接力器反应时间常数Ty调整方法。

表1节流机构调节方法

本申请实施例提供的接力器反应时间常数可调的测试装置为标准成品件的集成，结构简单，易加工，调节螺杆可调，现场调试方便。本申请通过增加具有单向节流功能的第一节流机构与第二节流机构，实现了开腔管路、关腔管路节流独立可调，实现了接力器移动速度的可调性，从而实现了接力器反应时间常数的现场可调性，从而使接力器的速度特性与电气控制系统形成最优设计，更加有利于水轮机出力的控制稳定性。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种接力器反应时间常数可调的测试方法，其特征在于，所述方法包括：

向主配压阀施加其绝对值逐次增加的正负阶跃电压，分别获取在所述正负阶跃电压作用下产生的主配压阀阀芯位移量与接力器位移量；

根据所述主配压阀阀芯位移量与接力器位移量计算获得接力器反应时间常数Ty；

判断所述接力器反应时间常数Ty是否满足标准；

若否，则调整接力器的移动速度，重新测试得到接力器反应时间常数Ty'，直至所述接力器反应时间常数Ty'满足标准。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向主配压阀施加其绝对值逐次增加的正负阶跃电压，分别获取所述阶跃电压对应的主配压阀阀芯位移量与接力器位移量，包括：

通过电压发生器发出电压值逐次增加的阶跃电压，所述阶跃电压驱动所述主配压阀的阀芯与接力器正向移动；

分别采集所述主配压阀阀芯与接力器在所述阶跃电压的作用下产生的位移量；

通过电压发生器发出其绝对值逐次增加的负阶跃电压，所述负阶跃电压驱动所述主配压阀的阀芯与接力器反向移动；

分别采集所述主配压阀阀芯与接力器在所述负阶跃电压的作用下产生的负位移量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过电压发生器发出电压值逐次增加的阶跃电压，包括：

所述电压发生器发出阶跃电压，所述阶跃电压驱动所述接力器产生位移；

当所述接力器产生位移后，所述电压发生器发出以一定值为梯度递增的阶跃电压。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电压发生器发出以一定值为梯度递增的阶跃电压，包括：

所述电压发生器以0.5V为梯度，逐次发出0.5V-0V-1V-0V-1.5V-0V-2V-0V……10V-0V的阶跃电压，电压的等待时间为2s。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述主配压阀阀芯位移量与接力器位移量计算获得接力器反应时间常数Ty，包括：

根据获取的主配压阀阀芯位移量与接力器位移量绘制主配压阀位移-接力器速度关系曲线；

对所述主配压阀位移-接力器速度关系曲线进行一元线性拟合，根据拟合直线的斜率计算获得接力器时间反应常数Ty。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整接力器的移动速度，包括：

在连通所述接力器开腔的开腔管路上连接第一节流机构，通过所述第一节流机构调整所述开腔管路的阻力；

和/或，

在连通所述接力器关腔的关腔管路上连接第二节流机构，通过所述第二节流机构调整所述关腔管路的阻力；

通过调整所述开腔管路和/或关腔管路的阻力来改变所述接力器的移动速度。

7.一种接力器反应时间常数可调的测试装置，其特征在于，包括：主配压阀、接力器、第一节流机构以及第二节流机构，其中，

所述主配压阀通过开腔管路与所述接力器的开腔连通，所述第一节流机构连接在所述开腔管路上；

所述主配压阀通过关腔管路与所述接力器的关腔连通，所述第二节流机构连接在所述关腔管路上。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一节流机构包括第一单向阀以及与所述第一单向阀并联的第一节流阀，所述第一单向阀的进油口与所述主配压阀连通，所述第一单向阀的出油口与所述接力器的开腔连通；

所述第二节流机构包括第二单向阀以及与所述第二单向阀并联的第二节流阀，所述第二单向阀的进油口与所述主配压阀连通，所述第二单向阀的出油口与所述接力器的关腔连通。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一节流机构的两端均设有焊接法兰，所述第一节流机构通过所述焊接法兰连接在所述开腔管路上；

所述第二节流机构的两端均设有焊接法兰，所述第二节流机构通过所述焊接法兰连接在所述关腔管路上。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括比例伺服阀，所述比例伺服阀通过液压管路与所述主配压阀连接。