CS244223B1 - Dvousystémový elektrohydraulický převodník - Google Patents

Abstract

Dvousystémový elektrohydraulický převodník je určen zejména pro řízení parních turbin. Lze jej použít jako spojovacího členu mezi řídicími elektronickými regulačními systémy a výkonovou hydraulickou částí elektrohydraulické regulace parní turbiny. Převodník sestává z ručního ovládání, integračního členu, přepínače, omezovače, měniče poloha- -síla, elektrodynamického převodníku, součtového členu, mechanicko-hydraulického převodníku, ukazovatele okamžité polohy, vysílače okamžité polohy a z vysílače koncových poloh. Výstupy integračního členu a ručního ovládání jsou připojeny každý ke svému pólu přepínače, jehož výstup je spojen s omezovačem, připojeným dále k vysílači okamžité polohy, ukazovateli okamžité polohy, vysílači koncových poloh a měniči poloha-síla. Výstup tohoto měniče je připojen k prvnímu vptupu součtového členu, k jehož druhému vstupu je připojen výstup elektrodynamického' převodníku, výstup součtového členu je pak spojen s mechanicko-hydraulickým převodníkem.

Description

Vynález řeší dvousystémový elektrohydraulický převodník, vhodný zejména pro řízení parních turbin. Lze jej použít jako spojujícího členu mezi řídicími elektronickými regulačními systémy a výkonovou hydraulickou části elektrohydraulické regulace turbiny.

Je známa celá řada elektrohydraulických převodníků na různých principech. Nejstarši jsou elektromechanicko-hydraulické převodníky, tvořené elektromechanickým polohovým převodníkem spojeným s hydraulickým tlakovým vysílačem nebo průtokovým rozvaděčem.

Novější jsou elektrohydraulické tlakové převodníky, vytvořené na principu elektrodynamického měniče a hydraulického klapkového vysílače tlaku. Ve vysokotlakových hydraulických systémech jsou pro polohové řízení různých servomotorů používány elektrohydraulické servorozvéděče a servoventily.

Prvně jmenovaná skupina převodníků s elektromechanickým polohovým mechanismem má malou přestavnou rychlost, takže takové převodníky jsou nevhodné pro regulaci dynamicky rychlejších dějů, jako je např. regulace otáček turbin.

Naopak je jejich výhodou samosvornost mechanismu a z toho plynoucí stálost výstupní veličiny při ztrátě elektrického řídícího signálu. Elektrohydraulické převodníky s elektrodyna lickými měniči a elektrohydraulické servorozvaděče a servoventily jsou dynamicky rychlé, ale všeobecnou nevýhodou je, že při ztrátě řídicího elektrického signálu nabývá jejich výslupní hydraulický signál obvykle některé krajní hodnoty, a to převážně skokem.

Při řízení otáček a výkonu turbin jsou takové děje většinou nepřipoustné a je nutné instalací dalších zařízení tento nedostatek eliminovat.

Cílem vynálezu je vytvořit nový typ elektrohydraulického převodníku s vyšší spolehlivostí a bezpečností řízení zejména parních turbin, zjednodušující návaznost nadřazených elektronických regulací na hydraulickou část a zajištující beznérazový přechod na náhradní způsob řízení, po případě na řízení nižší úrovně při poruchách částí vlastního převodníku, nebo při výpadcích řídicí elektroniky.

Těmto požadavkům v zásadě vyhovuje dvousystémový elektrohydraulický převodník podle vynálezu, sestávající z ručního ovládání, integračního členu, přepínače, omezovače, měniče ooloha-síla, elektrodynamického převodníku, součtového členu, mechanicko-hydraulického převodníku, dále z ukazatele okamité polohy, vysílače okamžité polohy a z vysílače koncových poloh.

Jeho podstata spočívá v tom, že výstupy integračního členu a ručního ovládání jsou připojeny každý ke svému pólu přepínače, jehož výstup je spojen s omezovačem, připojeným dále k vysílači okamžité polohy, ukazovateli okamžité polohy, vysílači koncových poloh a měniči poloha-síla, jehož výstup je připojen k prvnímu vstupu součtového členu.

Přitom ke druhému vstupu součtového členu je připojen výstup elektrodynamického převodníku; dále je výstup součtového členu spojen s mechanicko-hydraulickým převodníkem.

Předností dvousystémového elektrohydraulického převodníku podle vynálezu je využití výhod rychlého elektrodynamického převodníku a potlačeni jeho nedostatků. Jeho výhody vyplývají z toho, že hydraulický klapkový vysílač tlaku oleje tvořící mechanicko-hydraulický převodník je ovládán součtem signálů ze dvou částí, přičemž první část tvoří pomalý samosvorný elektromechanický převodník a druhý dynamický rychlý elektrodynamický převodník elektrický proud-síla.

Obě části jsou ovládány z nadřazeného elektronického regulačního systému samostatnými řídicími signály. Pomalou část, zajištující střední ustálenou hodnotu výstupu převodníku, ovládá signál integračního charakteru a rychlou část řídl proporcionální signál úměrný okam3 žité odchylce skutečného výstupního tlaku od žádané hodnoty a jeho střední hodnota je přibližně nulová. Takové uspořádání má řadu předností a splňuje požadavek vyšěí spolehlivosti a bezpečnosti ovládání turbiny, přičemž zjednodušuje vybavení regulace turbiny pro zajištění beznárazového přechodu z vyššího stupně řízení na nižší při výpadku elektronických regulátorů, nebo při poruše v samotném dvousystémovém elektrohydraulickém převodníku.

Ztráta funkce jednoho ze systémů tohoto převodníku způsobená výpadkem příslušného řídicího elektrického signálu nebo poruchou v tomto převodníku nezpůsobí žádnou náhlou změnu výstupního tlakového signálu. §

Navíc umožňuje funkce zbývající části nepřerušené ovládání řízené výstupní veličiny.

Ani ztráta obou řídicích signálů, způsobená např. výpadkem nadřazených elektronických regulátorů, nezpůsobí skokovou změnu a řízený výstupní tlak zůstane státcna ustálené hodnotě, která existovala těsně před výpadkem.

Ruční ovládání je pak možné buá dálkově, řízením motorického pohonu tlačítky více, méně, nebo nouzově ručním kolečkem přímo z místa.

Příklad praktického provedení dvousystémového elektrohydraulického převodníku je znázorněn na připojených výkresech, a to na obr. 1 je zobrazeno blokové schéma jeho provedení a na obr. 2 schéma jeho konstrukčního provedení.

Podle obr. 1 sestává dvousystémový elektrohydraulický převodník z ručního ovládání 1, připojeného k prvnímu pólu 31 přepínače j, z integračního členu 2 připojeného ke druhému pólu J2 přepínače J, z omezovače £ připojeného k vysílači 11 koncových poloh, k ukazateli 1£ okamžité polohy, k vysílači 2 okamžité polohy a k prvnímu vstupu 71 součtového členu 2, z elektrodynamického převodníku 6 připojeného ke druhému vstupu 72 součtového členu 2 a s mechanicko-hydraulického převodníku 8,<

Podle obr. 2 je ruční ovládání J. dvousystémového elektrohydraulického převodníku provedeno mechanickým ozubeným převodem 12. Integrační člen 2 je tvořen převodem ovládaným motoricky. Přepínač J v tomto uspořádání představují přesuvná ozubená kola, spojující ozubené kolo 41 omezovače buá h motoricky ovládaným převodem nebo s ručním ovládáním J..

Omezovač 4 v tomto příkladě provedení tvoří dva dorazy 40 a s nimi svázané ozubené kolo 41. Tyto dorazy 40 omezují zdvih pohybové matice 51 měniče 2 poloha-síla. Tento měnič 2 sestává z matice 51 a z pružiny 50.

S maticí 51 je spojen ukazovatel 10 okamžité polohy, tvořený ručičkou a stupnicí a dále indukční vysílač 2 okamžité polohy a vysílač 11 koncových poloh, tvořený dvěma koncovými vypínači.

Pružina 50 měniče 2 poloha-síla spočívá na talíři 22, který tvoří spolu s dříkem 76 součtový člen 2· Toto konstrukční uspořádání tvoří ve vzájemné vazbě elektromechanickou část 01 dvousystémového elektrohydraulického převodníku a sestává tedy z ručního ovládání i, integračního členu 2, přepínače 2, omezovače 1, měniče 2 poloha-síla a součtového členu 2·

Elektrodynamická část 02 dvousystémového elektrohydraulického převodníku podle vynálezu je totožná s elektrodynamickým převodníkem 6. Tento elektrodynamický přvodník 6 elektrický proud-síla je tvořen permanentním magnetem 61 . pólovými nástavci 62 a pohyblivou cívkou 63. spojen s dříkem 66.

Mechanicko-hydraulický převodník 03 sestává z tlakové komory 81. škrticí clonky 82 a kuželky 80, spojené s dříkem 76 součtového členu 2·

Vstupní elektrický signál wj z nezakresleného nadřazeného elektronického systému regulace do •lektronechanické části 01 ovládá integrační člen 2, který prostřednictvím mechanického převodu 12 při odpojeném ručním ovládání 1 představuje matici 51 měniče 2 poloha-síla při současném posunu ukazatele 10 okamžité polohy a indukčního vysílače 2 okamžité polohy.

Matice 2i stlačuje pružinu 2£i která svou silou působí aa talíř 22 dřík 76 součtového členu 2! k této síle se na dříku 76 přičítá elektrodyaamická síla cívky 63 oloktrodynamického převodníku 6, která je úměrná elektrickému vstupnímu signálu Wj rovněž nezakresleného elektronického systému regulace.

Součet těchto sil působí na kuželku 80 mechanieko-hydraulického převodníku 8. V tlakové komoře 81 .která je zásobována tlakovou pracovní kapalinou z nezakresleného zdroje přes clonku 82, se vytváří výstupní hydraulický tlakový signál a, jehož velikost je úměrná součtu výěe uvedených sil.

Výstupní hydraulický tlakový signál β je možné v případě odpojených elektrických vstupních signálů w| a Wg vytvářet prostřednictvím ručního ovládání 1 jeho zapojením tím, že se přesune přepínač 2~tak, aby doělo k záběru mechanického převodu 12 a ozubeného kola 41 omezovače

Další funkce je stejná jako v předcházejícím případě. Nepřičítá se však elektrodynamická síla cívky 63 elektrodynamického převodníku 6.

Claims (2)

1. Dvousystémový elektrohydraulický převodník, sestávající z ručního ovládání, integračního členu, přepínače, omezovače, měniče poloha-síla, elektrodynamického převodníku, součtového členu, mechanieko-hydraulického převodníku, ukazovatele okamžité polohy, vysílače okamžité polohy a z vysílače koncových poloh, vyznačený tím, že výstupy integračního členu (2) a ručního ovládání (1) jsou připojeny každý ke svému pólu (31, 32) přepínače (3), jehož výstup je spojen s omezovačem (4), připojeným dále k vysílači (9) okamžité polohy, ukazovateli (10) okamžité polohy, vysílači (11) koncových poloh a měniči (5) poloha-síla, jehož výstup je připojen k prvnímu vstupu (71) součtového členu (7), kdežto ké druhému vstupu (72) součtového členu (7) je připojen výstup elektrodynamického převodníku (6), a že výstup součtového členu (7) je spojen s mechanicko-hydraulickým převodníkem (8),
2. 2 výkresy

   OBR.