CN212318211U - 低压发电机组水轮机数字式调速系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低压发电机组水轮机数字式调速系统，进油箱与第一二位二通电磁阀的A口连接，第一二位二通电磁阀的A1口与第一阀组正向端连接，第一阀组的反向端与喷针接力器的开腔连接；回油箱与所述第二二位二通电磁阀的A口连接，第二二位二通电磁阀的A1口与第一阀组正向端连接。进油箱与第三二位二通电磁阀的A口连接，第三二位二通电磁阀的A1口与第二阀组正向端连接，第二阀组的反向端与喷针接力器的闭腔连接；回油箱与第四二位二通电磁阀的A口连接，第四二位二通电磁阀的A1口与第二阀组正向端连接。上位机分别与电磁阀电性连接。本实用新型提供的低压发电机组水轮机数字式调速系统，能够精确的实现喷针接力器开启和关闭。

Description

低压发电机组水轮机数字式调速系统

技术领域

本实用新型涉及低压发电机控制技术领域，特别涉及一种低压发电机组水轮机数字式调速系统。

背景技术

根据国内早期农电发展的需要，投建了大批为县级区域内的县城、村镇等用户供电的小型水电站，此类型电站中大量投运低压水轮发电机组。低压水轮发电机组的水轮机多选用冲击式，采用单喷针控制水轮机转动及出力。常规的导水机构采用电机带动丝杆驱动，其存在操作功较小、动作速度慢、定位精度低、停电情况下无法快速关闭导水机构等缺陷。随着国内农网的发展需要，亟待提高小型水电站水轮发电机组的控制精度、运行可靠性和智能化程度，同时提高水电站的发电品质。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的低压发电机组水轮机导水机构采用电机带动丝杆驱动，其存在操作功较小、动作速度慢、定位精度低、无法快速关闭导水机构的技术问题，提供了一种低压发电机组水轮机数字式调速系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种低压发电机组水轮机数字式调速系统，包括：上位机、第一二位二通电磁阀、第二二位二通电磁阀、第三二位二通电磁阀、第四二位二通电磁阀、单向节流阀总成、喷针接力器、进油箱及回油箱；

所述单向节流阀总成包括：第一阀组和第二阀组；所述第一阀组包括并联连接的第一单向阀和第一节流阀；所述第二阀组包括并联连接的第二单向阀和第二节流阀；

进油箱与所述第一二位二通电磁阀的A口连接，所述第一二位二通电磁阀的A1口与第一阀组正向端连接，所述第一阀组的反向端与所述喷针接力器的开腔连接；回油箱与所述第二二位二通电磁阀的A口连接，所述第二二位二通电磁阀的A1口与第一阀组正向端连接；

进油箱与所述第三二位二通电磁阀的A口连接，所述第三二位二通电磁阀的A1口与第二阀组正向端连接，所述第二阀组的反向端与所述喷针接力器的闭腔连接；回油箱与所述第四二位二通电磁阀的A口连接，所述第四二位二通电磁阀的A1口与第二阀组正向端连接；

所述上位机分别与所述第一二位二通电磁阀、第二二位二通电磁阀、第三二位二通电磁阀及第四二位二通电磁阀电性连接；所述上位机发出数字或离散化控制信号控制电磁阀动作。

进一步的，所述进油箱包括：第一进油箱及第二进油箱；所述回油箱包括：第一回油箱及第二回油箱；

所述第一进油箱与所述第一二位二通电磁阀的A口连接；所述第一回油箱与所述第二二位二通电磁阀的A口连接；

所述第二进油箱与所述第三二位二通电磁阀的A口连接；所述第二回油箱与所述第四二位二通电磁阀的A口连接。

进一步的，还包括：第一二位三通电磁阀、第二二位三通电磁阀、第三进油箱及第三回油箱；

所述第一二位二通电磁阀的A1口与所述第一二位三通电磁阀的B口连接，所述第一二位三通电磁阀的B1口与所述第一阀组的正向端连接；

所述第四二位二通电磁阀的A1口与所述第二二位三通电磁阀的B口连接，所述第二二位三通电磁阀的B1口与所述第二阀组的正向端连接；

所述第一二位三通电磁阀的A口与所述第三回油箱连接；所述第二二位三通电磁阀的A口与所述第三进油箱连接。

进一步的，还包括：开度传感器；

所述开度传感器设置在所述喷针接力器内部，用于探测所述喷针接力器的开合度；所述开度传感器与所述上位机电性连接；

所述第一二位三通电磁阀及第二二位三通电磁阀分别与所述上位机电性连接。

进一步的，所述上位机为单片机或PC机。

本实用新型提供的低压发电机组水轮机数字式调速系统至少具备以下有益效果或优点：

本实用新型提供的低压发电机组水轮机数字式调速系统，由第一二位二通电磁阀、第四二位二通电磁阀构成的喷针接力器开启控制单元和由第二二位二通电磁阀、第三二位二通电磁阀构成的喷针接力器关闭控制单元构成，能够精确的实现喷针接力器开启和关闭。本实用新型提供的低压发电机组水轮机数字式调速系统，上位机发出数字或离散化控制信号控制电磁阀动作；开关阀件仅在全开或全关状态下工作，多组开关阀可单路动作或多路动作，实现导水机构的慢速或快速移动，实现流量的离散式控制；数字信号直接驱动阀件，转换环节少，动作响应快。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的低压发电机组水轮机数字式调速系统结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

10-第一二位二通电磁阀，20-第二二位二通电磁阀，3-0第三二位二通电磁阀，40-第四二位二通电磁阀，50-第一二位三通电磁阀，60-第二二位三通电磁阀，70-单向节流阀总成，701-第一单向阀，702-第一节流阀，703-第二单向阀，704-第二节流阀，80-喷针接力器，P0-第三进油箱，P1-第一进油箱，P2-第二进油箱，T0-第三回油箱，T1-第一回油箱，T2-第二回油箱，O-喷针接力器的开腔，C-喷针接力器的闭腔。

具体实施方式

本实用新型针对现有技术中存在的低压发电机组水轮机导水机构采用电机带动丝杆驱动，其存在操作功较小、动作速度慢、定位精度低、停电情况下无法快速关闭导水机构的技术问题，提供了一种低压发电机组水轮机数字式调速系统。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种低压发电机组水轮机数字式调速系统，包括：上位机、第一二位二通电磁阀10、第二二位二通电磁阀20、第三二位二通电磁阀30、第四二位二通电磁阀40、单向节流阀总成70、喷针接力器80、进油箱及回油箱。单向节流阀总成70包括：第一阀组和第二阀组；第一阀组包括并联连接的第一单向阀701和第一节流阀702；第二阀组包括并联连接的第二单向阀703和第二节流阀704。

第一进油箱P1与第一二位二通电磁阀10的A口连接，第一二位二通电磁阀10的A1口与第一阀组的正向端连接，第一阀组的反向端与喷针接力器的开腔O连接；第一回油箱T1与第二二位二通电磁阀20的A口连接，第二二位二通电磁阀20的A1口与第一阀组的正向端连接。其中，第一阀组正向端为第一单向阀701入口端相连的位置，第一阀组反向端为第一单向阀701出口端相连的位置。

第二进油箱P2与第三二位二通电磁阀30的A口连接，第三二位二通电磁阀30的A1口与第二阀组正向端连接，第二阀组的反向端与喷针接力器的闭腔C连接。第二回油箱T2与第四二位二通电磁阀40的A口连接，第四二位二通电磁阀40的A1口与第二阀组正向端连接。其中，第二阀组正向端为第二单向阀703入口端相连的位置，第二阀组反向端为第二单向阀703出口端相连的位置。

上位机分别与第一二位二通电磁阀10、第二二位二通电磁阀20、第三二位二通电磁阀30及第四二位二通电磁阀40电性连接；上位机发出数字或离散化控制信号控制电磁阀动作。其中，上位机为单片机或PC机。

本实用新型提供的一优选实施例中，参见图1，该低压发电机组水轮机数字式调速系统还包括：第一二位三通电磁阀50、第二二位三通电磁阀60、第三进油箱P0、第三回油箱及开度传感器。第一二位二通电磁阀10的A1口与第一二位三通电磁阀50的B口连接，第一二位三通电磁阀50的B1口与第一阀组的正向端连接。第四二位二通电磁阀40的A1口与第二二位三通电磁阀60的B口连接，第二二位三通电磁阀60的B1口与第二阀组的正向端连接。第一二位三通电磁阀50的A口与第三回油箱连接，第二二位三通电磁阀60的A口与第三进油箱P0连接。开度传感器设置在喷针接力器80内部，用于探测喷针接力器80的开合度；开度传感器与上位机电性连接；第一二位三通电磁阀50及第二二位三通电磁阀60分别与所述上位机电性连接。

其中，上位机包括：信号获取单元、开启控制单元、关闭控制单元、处理单元和急停控制单元。具体的：

信号获取单元用于获取开度传感器上传的喷针接力器80的开合度信号。

开启控制单元用于向第一二位二通电磁阀10及第四二位二通电磁阀40发出第一数字开关信号，控制第一二位二通电磁阀10及第四二位二通电磁阀40得电开启。

关闭控制单元用于向第二二位二通电磁阀20及第三二位二通电磁阀30发出第二数字开关信号，控制第二二位二通电磁阀20及第三二位二通电磁阀30得电开启。

处理单元用于从信号获取单元获取喷针接力器80的开合度信号，并处理得到喷针接力器80的开度值；从开启控制单元获取所述第一数字开关信号；从关闭控制单元获取第二数字开关信号。当获取第一数字开关信号时，判断喷针接力器80的开度值是否满足开启状态，若满足则结束判定，若不满足则发出第一触发信号给急停控制单元。当获取第二数字开关信号时，判断喷针接力器80的开度值是否满足关闭状态，若满足则结束判定，若不满足则发出第二触发信号给急停控制单元。

急停控制单元用于从处理单元获取第一触发信号和第二触发信号，获取第一触发信号或第二触发信号时，向第一二位三通电磁阀50及第二二位三通电磁阀60发出第三数字开关信号，控制第一二位三通电磁阀50及第二二位三通电磁阀60得电开启。

本实用新型实施例提供的低压发电机组水轮机数字式调速系统的工作过程为：参见图1，每个开关阀均有一个电磁线圈控制其开启或关闭。第一二位二通电磁阀10和第二二位二通电磁阀20控制喷针接力器80的开启腔，第三二位二通电磁阀30和第四二位二通电磁阀40控制喷针接力器80的关闭腔。单向节流阀用于限制喷针接力器80的最快关闭速度。在第一二位二通电磁阀10、第二二位二通电磁阀20、第三二位二通电磁阀30、第四二位二通电磁阀40中任意一个或多个出现故障时，第一二位三通电磁阀50和第二二位三通电磁阀60控制喷针接力器80在快速关闭。当需要喷针接力器80开启时，上位机下发数字信号，第一二位二通电磁阀10电磁线圈得电，第一二位二通电磁阀10开启，压力油接入喷针接力器80开腔；第四二位二通电磁阀40线圈得电，第四二位二通电磁阀40开启，喷针接力器80关腔接通回油；喷针接力器80在液压力作用下开启。当需要喷针接力器80关闭时，上位机下发数字信号，第三二位二通电磁线圈得电，第三二位二通电磁阀30开启，压力油接入喷针接力器80关腔；第二二位二通电磁阀20电磁线圈得电，第二二位二通电磁阀20开启，喷针接力器80开腔接通回油；喷针接力器80在液压力作用下关闭。当全部开关阀均失电情况下，接力器保持在当前位置。当需要喷针接力器80快速关闭时，上位机下发数字信号，第二二位三通电磁阀60电磁线圈得电，第二二位三通电磁阀60开启，压力油接入喷针接力器的关腔；第一二位三通电磁阀50电磁线圈得电，第一二位三通电磁阀50开启，喷针接力器80开腔接通回油；喷针接力器80在液压力作用下快速关闭。

本实用新型实施例提供的低压发电机组水轮机数字式调速系统采用的上位机晶闸管输出精度远高于数字阀动作响应时间，程序控制一般使其工作在5至20ms，本发明使用阀组响应时间在20ms左右，且流量较小，选择合适精度的喷针开度测量位移传感器，可有效保证调速系统控制精度小于0.1％开度，远远满足中小水电精度和稳定性要求。

本实用新型实施例提供的低压发电机组水轮机数字式调速系统至少具备以下有益效果或优点：

本实用新型实施例提供的低压发电机组水轮机数字式调速系统，由第一二位二通电磁阀、第四二位二通电磁阀构成的喷针接力器开启控制单元和由第二二位二通电磁阀、第三二位二通电磁阀构成的喷针接力器关闭控制单元构成，能够精确的实现喷针接力器开启和关闭。本实用新型提供的低压发电机组水轮机数字式调速系统，上位机发出数字或离散化控制信号控制电磁阀动作；开关阀件仅在全开或全关状态下工作，多组开关阀可单路动作或多路动作，实现导水机构的慢速或快速移动，实现流量的离散式控制；数字信号直接驱动阀件，转换环节少，动作响应快。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低压发电机组水轮机数字式调速系统，其特征在于，包括：上位机、第一二位二通电磁阀(10)、第二二位二通电磁阀(20)、第三二位二通电磁阀(30)、第四二位二通电磁阀(40)、单向节流阀总成(70)、喷针接力器(80)、进油箱及回油箱；

所述单向节流阀总成(70)包括：第一阀组和第二阀组；所述第一阀组包括并联连接的第一单向阀(701)和第一节流阀(702)；所述第二阀组包括并联连接的第二单向阀(703)和第二节流阀(704)；

进油箱与所述第一二位二通电磁阀(10)的A口连接，所述第一二位二通电磁阀(10)的A1口与第一阀组的正向端连接，所述第一阀组的反向端与所述喷针接力器的开腔(O)连接；回油箱与所述第二二位二通电磁阀(20)的A口连接，所述第二二位二通电磁阀(20)的A1口与第一阀组正向端连接；

进油箱与所述第三二位二通电磁阀(30)的A口连接，所述第三二位二通电磁阀(30)的A1口与第二阀组正向端连接，所述第二阀组的反向端与所述喷针接力器的闭腔(C)连接；回油箱与所述第四二位二通电磁阀(40)的A口连接，所述第四二位二通电磁阀(40)的A1口与第二阀组的正向端连接；

所述上位机分别与所述第一二位二通电磁阀(10)、第二二位二通电磁阀(20)、第三二位二通电磁阀(30)及第四二位二通电磁阀(40)电性连接，所述上位机发出数字或离散化控制信号控制电磁阀动作。

2.根据权利要求1所述的低压发电机组水轮机数字式调速系统，其特征在于，所述进油箱包括：第一进油箱(P1)及第二进油箱(P2)；所述回油箱包括：第一回油箱(T1)及第二回油箱(T2)；

所述第一进油箱(P1)与所述第一二位二通电磁阀(10)的A口连接；所述第一回油箱(T1)与所述第二二位二通电磁阀(20)的A口连接；

所述第二进油箱(P2)与所述第三二位二通电磁阀(30)的A口连接；所述第二回油箱(T2)与所述第四二位二通电磁阀(40)的A口连接。

3.根据权利要求1所述的低压发电机组水轮机数字式调速系统，其特征在于，还包括：第一二位三通电磁阀(50)、第二二位三通电磁阀(60)、第三进油箱(P0)及第三回油箱(T0)；

所述第一二位二通电磁阀(10)的A1口与所述第一二位三通电磁阀(50)的B口连接，所述第一二位三通电磁阀(50)的B1口与所述第一阀组的正向端连接；

所述第四二位二通电磁阀(40)的A1口与所述第二二位三通电磁阀(60)的B口连接，所述第二二位三通电磁阀(60)的B1口与所述第二阀组的正向端连接；

所述第一二位三通电磁阀(50)的A口与所述第三回油箱(T0)连接；所述第二二位三通电磁阀(60)的A口与所述第三进油箱(P0)连接。

4.根据权利要求3所述的低压发电机组水轮机数字式调速系统，其特征在于，还包括：开度传感器；

所述开度传感器设置在所述喷针接力器(80)内部，用于探测所述喷针接力器(80)的开合度；所述开度传感器与所述上位机电性连接；

所述第一二位三通电磁阀(50)及第二二位三通电磁阀(60)分别与所述上位机电性连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的低压发电机组水轮机数字调速系统，其特征在于，所述上位机为单片机或PC机。

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