CN86202649U

CN86202649U - 小汽轮机的微机步进电机控制装置

Info

Publication number: CN86202649U
Application number: CN 86202649
Authority: CN
Inventors: 叶荣学; 尚家尧; 徐伟勇
Original assignee: NORTHEAST CHINA ELECTRIC POWER COLLEGE
Current assignee: NORTHEAST CHINA ELECTRIC POWER COLLEGE
Priority date: 1986-04-28
Filing date: 1986-04-28
Publication date: 1987-04-08

Abstract

本实用新型是涉及一种用微机实现的汽轮机控制装置，用于小汽轮机控制系统上。本装置的任务是：微机步进电机代替原来控制系统中的调速器、滑阀油动机和调节用油系统。本发明的技术特点是：由微机按调节规律算出脉冲信号，经过驱动电源控制步进电机转动。步进电机通过偏心轮推动汽门传动机构，改变调节汽门的开度。根据计算机中软件程序可以实现汽轮机的自动启停，在正常运行时可以自动调节。

Description

本发明涉及一种用微机实现的汽轮机控制装置，用于小汽轮机的控制系统上。

现有的小汽轮机的控制系统有机械式和液动的系统。这些系统多数是用离心调速器作敏感元件，用滑阀油动机作执行机构，用油泵向控制系统供应调节用压力油，产生驱动调节汽门的提升力。现在一些先进国家已开始在汽轮机上使用数字式控制系统，见美国《西屋公司工程师》杂志，1974年1月，第34卷，第1期Westing house Engineer，January，1974，volume 34，Number 1）汽轮机数字式控制系统中主要环节中的电气部分，是通过磁阻发讯器（8）将汽轮机（9）转速信号变成交流电压信号，由频率电压转换器（6）将交流信号变成直流电压信号，经过模数转换器把模拟量变成数字量，并输入计算机；由测功装置（7）把发电机（10）功率信号变成电压信号，经过模数转换器把模拟量变成数字量输入计算机。在数字式控制系统中，用数字机代替机械式调速，其缺点是仍然保留了滑阀油动机及调节用油系统。

本发明的任务是用步进电机（3）及其它一些必要的机械传动部件来取代原有控制系统中的调速器，滑阀油动机及调节用油系统。

解决任务的办法是用微机（1）按调节规律计算出脉冲信号，由驱动电源（2）放大后输入步进电机（3），步进电机（3）带动凸轮（4）同轴转动，通过汽门传动机构（5）控制汽门开度，改变了进汽量，从而使汽轮机（9）可在不同工况下运行。

凸轮（4）的型线是根据工程技术人员熟知的调节系统静态特性线而制做的，为了保证系统稳定，在汽门刚刚开启时凸轮（4）的曲率半径要小些，即凸轮（4）曲线变化平滑一些，在汽门接近全开时凸轮（4）曲线变化陡些。

为了防止凸轮（4）转角超过极限值，在凸轮（4）上有两个限位触点（11），而且两个限位触点的位置可以调整。触点开关可根据实际需要选用工程上常用两触点式的触点开关，触点开关安装位置可根据实际情况而定。这是工程技术人员能够实现的。

汽门传动机构是由滚珠（12）、杆（13）、套筒（14）、柔性垫圈（15）、弹簧（16）、汽门杆（17）、滑动轴套（18）、螺母（19）组成。滚珠（12）用螺帽镶嵌在杆（13）顶端，杆（13）与套筒（14）以螺纹的形式连接，螺母（19）用以进一步紧固杆（13）与套筒（14）的连接。为了减小传动过程中的摩擦力，在小滚珠上涂有润滑剂铅粉或黄干油，为了消除凸轮（4）作用在杆（13）上的力矩传到汽门杆（17）上，在套筒（14）与汽门杆（17）之间用柔性垫圈（15）实现柔性连接。弹簧（16）永远处于被压缩状态，即弹簧力图把汽门开启，主要原因是步进电机移动力较小，步进电机移动力增大后，弹簧力应总是使汽门关小。

本发明与现有技术已经解决的微机（1）及其它电气环节构成的汽轮机控制系统，可以实现汽轮机（9）的自动启动和停机，实现闭环自动控制。可按照给定升速率升速，按给定升负荷率升负荷，发生甩负荷时可以保持转速为给定值。按照本发明做成的小汽轮机控制装置，使汽轮机的控制系统大大简化，减少了设备投资，仅取消滑阀油动机一项至少可节省投资两三万元。由于取消了调节供油系统，简化了维护检修工作。用步进电机（3）取代原来的控制系统中的滑阀油动机，在汽轮机的发展史上是一次革命。

图1：小汽轮机的微机步进电机控制装置；

图2：凸轮正视图；

图3：凸轮侧视图；

图4：汽门传动机构剖视图。

见图1所示的控制装置，微机（1）采用Z80型微型计算机，按调节规律算出的脉冲信号输入驱动电源（2）（BQD1－004型，功率W＝300W，体积V＝360×160×210毫米³，重量G＝10公斤），由驱动电源（2）输出信号输入步进电机（3）（110BF02－J型，力矩为4公斤·米，步距0.75°／1.5°）中，步进电机（3）带动同轴凸轮（4）（直径d＝80－100毫米），由凸轮（4）推动汽门传动机构（5），改变汽门开度，从而达到控制汽轮机（9）转速和负荷的目的。

见图2、图3所示的凸轮（4），其型线是根据调节系统静态特性曲线形状而制定的，凸轮（4）是用45^＃钢或高于45^＃钢材强度的其它合金材料制成的。为了保证调节过程稳定，在汽门刚刚开启时凸轮（4）的曲率半径小些，而在汽门接近全开位置时凸轮（4）曲率半径大些。为了使凸轮（4）的工作区域不超过极限位置，在凸轮（4）的两个极限位置各设置一个限位触点（11），两个限位触点（11）之间为死区，死区角度为90°，当限位触点（11）与触点开关相接触时切断驱动电源（2）输出电流，使步进电机（3）停止驱动。

见图4所示的汽门传动机构（5），在弹簧（16）的作用下，凸轮（4）紧紧压在滚珠（12）上，滚珠（12）的直径d＝3－5毫米。为了使滚珠（12）灵活些，经常用铅粉或黄干油添入滚珠（12）外表面上。杆（13）与套筒（14）之间用螺纹形式连接，为进一步紧固杆（13）与套筒（14）的连接在杆（13）上装有一个螺母（19）。套筒（14）支持在滑动轴套（18）上，滑动轴套（18）可以固定在同步电机（3）的底座上，还可以固定在汽轮机（9）的相应位置上，视实际情况而定，滑动轴套（18）内附有铜轴瓦套在套筒（14）上，是为了支持整体的汽门传动机构（5），并且套筒（14）在滑动轴套（18）中可以轴向滑动。为了防止凸轮（4）推动滚珠（12）时产生的力矩传到汽门杆（17）上，在套筒（14）与汽门杆（17）之间用柔性垫圈（15）实现柔性连接，柔性垫圈（15）是用橡胶制成的。弹簧（16）是在套筒（14）与门口（20）之间，经常处于被压缩状态，弹簧力总是力图把汽门开启。

Claims

1、一种由微机实现的，具有数字式控制系统的汽轮机控制装置，包括有磁阻发讯器(8)、频率电压转换器(6)、测功装置(7)、模数转换器，本发明的特征在于具有一个步进电机(3)，该步进电机(3)的驱动轴上安装一个凸轮(4)，凸轮(4)与汽门传动机构(5)的滚珠(12)相接触，滚珠(12)镶嵌在杆(13)的顶端，杆(13)以螺纹的形式与套筒(14)相连接，套筒(14)支持在滑动轴套(18)上，可以轴向滑动，滑动轴套(18)支持着整体的汽门传动机构(5)，套筒(14)与汽门杆(17)之间用柔性垫圈(15)连接，弹簧(16)安装在套筒(14)与门口(20)之间，处于被压缩状态。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征是步进电机（3）驱动的凸轮（4）的型线是根据调节系统的静态特性线的形状决定的，凸轮（4）的特性要保证控制系统的稳定。

3、根据权利要求2所述的装置，其特征是在凸轮（4）上有两个限位触点（11），用以限制凸轮（4）的转角超过极限值，限位触点（11）的位置可以调整。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征是汽门传动机构（5）中用以防止凸轮（4）作用在杆（13）上的力矩传动汽门杆（17）上的柔性垫圈（15）是用橡胶制成的。