邏輯插裝式調(diào)速器的關(guān)鍵技術(shù)

由邏輯插裝閥組成水輪機(jī)調(diào)速器液壓系統(tǒng)與采用主配等傳統(tǒng)液壓元件組成的系統(tǒng)其基本原則是一致的，但由于邏輯插裝閥本身的多機(jī)能和組合靈活的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)過(guò)程較傳統(tǒng)系統(tǒng)要復(fù)雜一些。

(1)主閥單元的工作特性。一般插件的工作狀態(tài)由作用在閥心上合力大小和方向決定。當(dāng)合力大于零，閥心關(guān)閉；當(dāng)合力小于零，閥心開(kāi)啟；當(dāng)合力等于零，閥心停留于某一平衡位置。應(yīng)當(dāng)指出，其閥心實(shí)際的受力狀態(tài)、開(kāi)關(guān)過(guò)程遠(yuǎn)比有關(guān)資料的分析復(fù)雜得多。不過(guò)A、B、K三腔的壓力關(guān)系仍是起主導(dǎo)作用，由于工作腔A/B的壓力是由工作負(fù)載條件決定，不能任意改變，所以一般只能通過(guò)對(duì)控制腔K壓力的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯插裝閥的控制。

應(yīng)當(dāng)指出：控制腔K壓力必須始終大于工作腔A或B中的任何一個(gè)壓力，才能確保邏輯插裝閥在調(diào)節(jié)過(guò)程結(jié)束時(shí)可靠關(guān)閉，如圖33所示。

(2)先導(dǎo)控制供油的選擇。先導(dǎo)控制供油可分為內(nèi)供、外供、內(nèi)外聯(lián)合供油。控制油引自主閥內(nèi)部，稱內(nèi)供。這種方式主閥關(guān)閉緩慢，特殊情況下會(huì)影響主閥關(guān)閉的可靠性，甚至有反向開(kāi)啟的可能性，這對(duì)于大通徑插件更為明顯。對(duì)調(diào)速器液壓隨動(dòng)系統(tǒng)而言，要求邏輯插裝閥的開(kāi)啟/關(guān)閉動(dòng)作高度可靠與快捷，顯然．應(yīng)盡可能采用外供或內(nèi)外聯(lián)合供油，特殊情況下，也可考慮設(shè)置小型蓄能器，以保證先導(dǎo)控制油的工作壓力盡可能地穩(wěn)定可靠。

(3)主控回路設(shè)計(jì)。根據(jù)調(diào)速系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)以及主機(jī)對(duì)調(diào)節(jié)保證、過(guò)渡過(guò)程的要求，確定主控回路的構(gòu)成以及各邏輯插裝閥單元的規(guī)格、結(jié)構(gòu)形式、面積比等參數(shù)。

邏輯插裝閥單元的規(guī)格不同，對(duì)先導(dǎo)回路及先導(dǎo)閥的最大通流能力要求也不盡相同。

起調(diào)節(jié)作用先導(dǎo)閥的選用可以由比例閥、比例伺服閥、高速開(kāi)關(guān)閥或其他類型的數(shù)字閥等供選擇；不起調(diào)節(jié)作用的輔助性先導(dǎo)閥，如緊急停機(jī)閥，則可直接采用普通標(biāo)準(zhǔn)電磁球閥或電磁滑閥。

目前主要選用快速開(kāi)關(guān)閥(響應(yīng)時(shí)間約3ms)作為調(diào)節(jié)用的先導(dǎo)閥，它具有抗油污能力強(qiáng)、重復(fù)性好、工作穩(wěn)定、功耗低、可直接與計(jì)算機(jī)接口等優(yōu)點(diǎn)，只需控制快速開(kāi)關(guān)閥的脈沖頻率或數(shù)量，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)插裝閥控制腔壓力/流量的連續(xù)控制。這是一種很有前途的數(shù)字閥，其數(shù)字化特征簡(jiǎn)化了微機(jī)調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，尤需D/A轉(zhuǎn)換，使控制簡(jiǎn)單化、可靠性提高。

由普通電磁鐵驅(qū)動(dòng)各類一般用途的電磁換向閥，雖然也具有開(kāi)關(guān)特征，但由于其響應(yīng)太慢，常在數(shù)十毫秒到上百毫秒之間，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力/流量的連續(xù)平穩(wěn)控制，因此普通電磁換向閥不能用作數(shù)字閥。

此外，必須高度重視壓力干擾問(wèn)題。由于邏輯插裝閥實(shí)質(zhì)上是一種壓力控制型元件，所以在用于調(diào)速器液壓控制回路時(shí)必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算，了解接力器位置隨動(dòng)控制過(guò)程中每個(gè)局部油路的壓力變化情況，注意邏輯插裝元件壓力變化情況和閥的開(kāi)關(guān)速度。注意分析接力器換向過(guò)程及小波動(dòng)過(guò)渡過(guò)程中壓力變化的影響，充分重視先導(dǎo)油路中單向閥、梭閥的作用及其功能的巧妙應(yīng)用。

如果只是簡(jiǎn)單照搬某些應(yīng)用場(chǎng)合的系統(tǒng)圖，而未作必要細(xì)致的分析計(jì)算，則可能影響接力器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，導(dǎo)致局部誤動(dòng)或動(dòng)作失調(diào)，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。