專利名稱：水輪機電液調速器的液壓執行機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水輪機電液調速器，更確切地說是涉及水輪機電液調速器的一種液壓執行機構。
參見
圖1的水輪機調節系統總體原理框圖。水輪機電液調速器主要由電子調節器11和液壓執行機構12組成，其中的液壓執行機構12又稱液壓控制柜或稱隨動系統(俗稱機柜)，水輪機電液調速器11、12與調節對象—水輪發電機組13一起構成一完整的水輪機調節系統，用于控制水輪發電機組13的開停機、頻率調節、有功功率增減、調相、緊急停機、甩負荷，以及實現各種工況轉換等自動、手動及遠方操作功能。圖中的機頻變送器14用于將水輪發電機組13的機頻信號反饋輸送至電子調節器11。一般由電子調節器11接收遠方命令、功率給定及增減信號、網頻信號及機頻信號等完成數據處理、信號傳遞和控制規律綜合、控制量輸出功能，而由液壓執行機構12實現功率放大、位置信號跟隨、手動操作、緊急停機等功能。
圖2所示的是傳統液壓執行機構12的原理性結構框圖。其結構模式的主要特點是采用電液轉換器21(伺服閥)作為電氣-機械-液壓的轉換部件，再加上機械傳遞部件22、主配壓閥23、主接力器24、機械位移反饋部件25、手動自動切換部件28、機械手操作及開度限制機構26(機液伺服)、緊急停機部件29、電氣位移反饋部件27等組成。綜合放大器20接收電子調節器11輸出的控制量信號，并將其轉換成具有一定功率的電流信號，進而帶動電液轉換器21工作，主接力器24作用于調節對象—水輪發電機組13。
綜合放大器20一般由模擬電路實現。
長期以來，電液轉換器21采用的是動圈力馬達-隨動活塞結構，由于動圈所接受的控制信號只是數十至數百毫安的弱電信號，因此其電磁操作力十分有限，如最大不超過數百克，隨著使用過程中油液清潔度的降低，會時刻受到閥芯卡澀的威脅，進而引起整個液壓系統動作異常，以致失控。由于受設計、生產制作、現場施工、使用維護等諸多方面因素的制約，我國目前這類液壓執行機構的使用效果大都不理想，尤其是其中電液轉換器21的耐油污能力比較差，對工作環境的要求很高，從目前水電行業施工與運行維護條件來看，是難以保證其工作可靠性的。
在水輪機調速器行業，主配壓閥23等液壓元件大都是在單件規模下生產出來的小批量產品，標準化程度很低，難以保證產品性能的一致性，也不能有較好的互換性，在實際使用中，經常有軸向搭疊量及徑向間隙不合適、閥芯卡阻、零位泄漏大、長期工作后材料磨損嚴重等問題。此外，還有難以實現直接數字控制與容錯控制結構、難以實現大范圍的無管化聯接與系統集成，和難以實現無沖擊的手動自動轉換等方面的問題。
經調查統計，在水輪機調速器的故障中，液壓執行機構故障約占61.1％，其中，由電液轉換器21引起的故障又占總故障的45％。這些缺陷已嚴重制約著整個水輪機調節系統的性能及其長期運行的穩定性和可靠性，直接危及著水輪發電機組的安全運行。
本實用新型的目的是設計一種水輪機電液調速器的液壓執行機構，基于對傳統水輪機電液調速器液壓執行機構缺陷的分析，開發一種新型的液壓執行機構，以解決傳統液壓執行機構的諸多問題，滿足水電廠安全、穩定、可靠發電的要求。
本實用新型的目的是這樣實現的一種水輪機電液調速器的液壓執行機構，包括主接力器和控制主接力器作用腔中油液、使主接力器向開側或關側移動并精確定位的控制機構，其特征在于所述的控制機構包括電磁鐵驅動電路組、數字閥組和插裝閥組；電磁鐵驅動電路組中各電磁鐵對應驅動數字閥組中相應的數字閥，數字閥組與所述的主接力器及與所述的插裝閥組聯接。
所述的電磁鐵驅動電路組由相同的電磁鐵驅動單元組成，每一電磁鐵驅動單元由光電耦合器連接放大器再連接電磁鐵線圈構成；光電耦合器的輸入端連接水輪機電液調速器的電子調節器(如微機調節器的開關量輸出級，并行口等控制輸出端)。
所述的數字閥組、插裝閥組包括有成雙通道冗余聯接、并控制主接力器向開側快速移動的數字閥及與之對應聯接的插裝閥；有成雙通道冗余聯接、并控制主接力器向關側快速移動的數字閥及與之對應聯接的插裝閥；有控制主接力器向開側或關側作中低速移動的數字閥。
所述的控制主接力器向開側或關側作中低速移動的數字閥設置有n個，按20-2n-1的過流面積比組合出控制流量；分別由n個電磁鐵的開側與關側驅動。
所述的數字閥組還包括有成并聯聯接的減速動作數字閥，設置在所述的插裝閥組與油箱之間。
所述的成并聯聯接的減速動作數字閥設置有n個，按20-2n-1的過流面積比組合出控制流量；還包括有用于整定所述主接力器定位運動速度的流量控制閥，與所述的n個減速動作數字閥并聯。
還包括有成雙通道冗余聯接、并控制主接力器向關側快速移動的由普通電磁換向閥組成的緊急停機閥組，緊急停機閥組中的普通電磁換向閥與所述的控制主接力器向關側快速移動的插裝閥聯接。
還包括有成雙通道冗余聯接、由手動換向閥組合疊加式液控單向閥構成的手動閥組，與主接力器直接聯接及與插裝閥組聯接。
本實用新型的水輪機電液調速器液壓執行機構，用高速開關的數字閥、插裝閥來代替傳統液壓執行機構中的電液轉換器、主配壓閥，合理解決了相應的不足之處；數字閥采用大功率高速電磁鐵驅動，所接受的控制信號是數安培的強電信號，操作力達到數千克，即使油質不干凈，也可憑其較大的操作力量，保證可靠推動閥芯；數字閥的工作位置只有開/關兩種狀態，不象傳統技術中采用的電液轉換器的閥芯是在0至“設計行程”之間連續變化，因此可簡單可靠地實現工作位置的轉換變化。
由于插裝閥是由液壓件廠成批專業生產的標準液壓件，具有標準化程度高、互換性好、結構簡單、制造方便、工作可靠、一閥多用、泄漏小、易于系統集成、適宜大流量工作等特點，且采用硬質耐磨材料制造，即使長期工作也不會有磨損失效問題。
本實用新型的水輪機電液調速器的液壓執行機構，是對液壓執行機構幾十年來一成不變的轉換機構加主配結構的突破，其基本結構特征可歸納為先導控制、閥座主級和嵌入式聯接，通過采用快速開關閥、插裝閥，并進行合理組合實現主級放大元件—主配壓閥的功能，而作為先導級的液壓控制元件，則能根據用戶的使用要求在電磁閥、快速開關閥、電液伺服閥(電液轉換器)、比例閥、伺服比例閥之間順利互換和兼容。采用高度標準化、通用化的模塊化設計，實現大范圍的無管路聯接與系統集成，可根據需要以元件—組件—回路靈活進行多層次組合、布置，具有很高的集成度，無任何桿件、鋼絲繩、管道，因而降低了對用戶的使用、維護要求；可很方便地將系統組合成雙通道雙冗余結構，甚至多通道多冗余結構，并且與電氣部分接口方式可簡單地采用并聯接法，某一通道是否有故障無需由電氣去判斷、切換，一旦某一通道失靈，就可自行由正常的通道維持運行；取消了數模轉換，可采用直接數字控制，簡化了系統結構，控制方式的實現也靈活易行，從而降低了故障概率；即使電氣部分徹底失靈，主接力器也能保證當前開度并保持不變，并自動切為手動，避免了故障波及面的擴大。
下面結合實施例及附圖進一步說明本實用新型的技術。
圖1是水輪機調節系統的總體結構原理框圖。
圖2是水輪機調節系統中液壓執行機構的傳統結構框圖。
圖3是本實用新型液壓執行機構的原理框圖。
圖4是本實用新型液壓執行機構于自動方式下的控制結構圖。
圖5是本實用新型液壓執行機構的快速電磁閥驅動電路圖。
圖6是圖4所示本實用新型液壓執行機構的液壓系統結構圖。
圖1、圖2說明前已述及不再贅述。
參見圖3，是本實用新型水輪機電液調速器的液壓執行機構原理性結構框圖，主要包括順序聯接(電氣與油路)的電磁鐵驅動電路30、數字閥組31、插裝閥組32和主接力器33。電磁鐵驅動電路30接收電子調節器11輸出的控制量信號，主接力器33作用于調節對象即水輪發電機組13，由電氣位移反饋電路34將主接力器33的位移反饋至電子調節器11，另有手動閥組35經手/自動切換開關36切換后可直接手動控制主接力器33，還有緊急停機單元37，用于控制插裝閥組32，數字閥組31還同時控制主接力器33。
電磁鐵驅動電路30是由數字電路來實現的，其驅動電路可結合參見圖5所示的電路原理圖，由光電耦合電路、放大電路、電磁鐵線圈順序連接構成每一個基本的電磁鐵驅動單元。接收來自電子調節器的PC1至PCm路開關控制信號，經放大電路將其轉換成數安培的開關電流信號，驅動PC1至PCm個數字閥組，實現數字閥組不同的通斷組合。
本液壓執行機構的基本工作原理可概括為快速運動階段+中速運動階段+慢速運動階段+定位階段。來自電子調節器的m列脈沖信號通過電磁鐵驅動電路30去驅動m個快速開關閥(數字閥)的電磁鐵，進行不同的通、斷組合，來實現各階段特定的運動，以快速、平穩、精確地控制主接力器33位移。即各階段中主接力器的特定運動，都是通過二進制編碼的m列脈沖驅動m個快速開關閥(數字閥)的電磁鐵的通斷實現的。
在快速運動階段，主接力器33以最大增、減速度接近目標位置點，只要未進入中速、慢速的緩沖運動階段，相關的快速開關閥均處于導通狀態；一旦主接力器33進入中速、慢速的運動階段，再由快速開關閥重新進行相應的通斷組合，以產生緩沖運動；當主接力器33趨近目標位置點附近時，改由小通徑快速開關閥進行不同的通斷組合，以產生定位運動；當主接力器33達到目標位置點時，所有快速開關閥都截止。
參見圖4，是圖3中除驅動電路30外的液壓執行機構在自動方式下的控制結構。圖中數字閥組左側是電控部分，數字閥組右側是油路部分。
本實施例共設置有13個快速開關閥電磁鐵(m＝13)，來自電子調節器的PC1至PC13路開關控制信號，經電磁鐵驅動電路30控制13個電磁鐵動作，再控制相應的數字閥組。包括分別控制數字閥組Z1、Z2、SZ1、SZ2、SZ3動作的開側動作電磁鐵(閥Z1電磁鐵)Z1、(閥Z2電磁鐵)Z2、(閥q1增側電磁鐵)SZ1、(閥q2增側電磁鐵)SZ2和(閥q3增側電磁鐵)SZ3；分別控制數字閥組J1、J2、SJ1、SJ2、SJ3動作的關側動作電磁鐵(閥J1電磁鐵)J1、(閥J2電磁鐵)J2、(閥q1減側電磁鐵)SJ1、(閥q2減側電磁鐵)SJ2、(閥q3減側電磁鐵)SJ3；分別控制數字閥組Q1、Q2、Q3動作的減速動作電磁鐵(閥Q1電磁鐵)Q1、(閥Q2電磁鐵)Q2和(閥Q3電磁鐵)Q3。數字閥Z1、Z2分別聯接插裝閥C1、C3，控制其通斷狀態，C1、C3導通時，使主接力器33快速向開側移動；數字閥SZ1、SZ2、SZ3(取n＝3)分別聯接主接力器33，控制油液流量從中到低的緩變狀態，使獲得較好的線性控制。若希望獲得更細的控制(2n)，則可增加其數量(n)；數字閥J1、J2分別聯接插裝閥C2、C4，控制其通斷狀態，C2、C4導通時，使主接方器33快速向關側移動；數字閥SJ1、SJ2、SJ3(取n＝3)分別聯接主接力器33，控制油液流量從中到低的緩變狀態，使獲得較好的線性控制，若希望獲得更細的控制(2n)，則可增加其數量(n)；插裝閥C1、C3、C2、C4通過減速動作數字閥Q1、Q2、Q3及節流閥CH1與回油相聯通。此外，電磁閥T1、電磁閥T2(T1、T2為普通電磁閥)組成緊急停機閥組，可分別直接控制插裝閥C2、C4。
本實用新型的多通道冗余控制是指設置必要的多余通道，一旦某一通道故障失靈，可自行由正常的通道維持運行，以提高設備的可用度。該多通道冗余控制包括快速增減時的冗余、中低速增減時的冗余及緊急停機時的冗余。如數字閥Z1、Z2中只要有任一個正常，就可實現快速增功能；數字閥J1、J2中只要有任一個正常，就可實現快速減功能；數字閥q1、q2、q3中只要有任一個正常，就可實現中低速增、減功能；普通電磁閥T1、T2中只要有任一個正常，就可實現緊急停機功能。
參見圖6，是圖4中除電磁鐵驅動電路30外的液壓執行機構的液壓系統結構圖，圖中用實線表示工作油路，用虛線表示控制油路。由插裝閥C1-C4，高速開關閥(數字閥)Z1、Z2、J1、J2、Q1-Qn、q1-qn，普通電磁換向閥T1、T2，手動換向閥HV1、HV2、HV3，流量控制閥CH1、CH2，疊加式液控單向閥(液壓鎖)XS1、XS2、YS1-YSn，梭閥(或門)S1、S2和主接力器33等聯接組成。
插裝閥C1-C4具有使主接力器33的位移以最快速度增減的通流能力，其中C4可以整定主接力器33的最快關閉時間，C3可以整定主接力器33的開啟時間，插裝閥C1-C4的通斷狀態分別受壓力信號W1-W4的控制。
流量調節閥CH1、CH2用于整定主接力器33在目標位置點附近的定位運動速度。
高速開關閥Z1、Z2、J1、J2，普通電磁換向閥T1、T2，手動換向閥HV1用于控制插裝閥C1-C4的通斷。高速開關閥Q1-Qn和q1-qn的過流面積比按2n設計，即為1∶2∶4∶8∶16…2n，可以組合出不同的流量，使主接力器33產生中低速的緩沖運動(圖4中示出n＝3的結構)。
手動換向閥HV2具有使主接力器33位移以中低速增減的通流能力，手動換向閥HV3具有使主接力器33位移以定位速度增減的通流能力。
液壓鎖XS1、XS2、YS1、YSn可實現無泄漏密封，以防止在平衡狀態下主接力器位移產生漂移而引起水輪機組頻率、功率的擺動。
梭閥S1、S2通過油路Pc、A、B的作用后能保證油路的Pk始終為高壓信號。
以n＝3為例說明圖6所示液壓執行機構的工作原理，用δ表示主接力器33的位移偏差，即目標位置點與當前位置點之差，δ1-δ4表示主接力器33第一檔至第四檔的位移偏差，δ1-δ4的大小依次遞減，即δ1＞δ2＞δ3＞δ4。
1.先說明自動方式下的開側動作過程參照表1并結合參見圖6。
當電子調節器輸出開機側的脈沖序列調節信號(意即，要從當前開度增至另一開度)時，此信號經電磁鐵驅動電路(見圖5)轉換放大，作用于有關數字閥的電磁鐵線圈(1)若|δ|＞δ1，則PC1-PC5＝1、所對應的Z1、Z2、SZ1～SZ3的電磁鐵線圈通電，并使相應的閥切向右位。壓力油Pk通過手動換向閥HV1的中位、高速開關閥J1、J2、普通電磁換向閥T2、T1的左位與插裝閥C2的控制口W1、插裝閥C4的控制口W4接通，插裝閥C2、C4截至；插裝閥C1的控制口WI、插裝閥C3的控制口W3通過數字閥Z1的右位回至油箱M，插裝閥C1、C3開啟，壓力油P通過插裝閥C1進入主接力器33的作用腔A，主接力器33作用腔B的油液通過插裝閥C3、流量調節閥CH1、高速開關閥Q1～Q3回至油箱M，使主接力器33向開側移動。
此外，壓力油P通過高速開關閥q1的右位、疊加式液控單向閥YS1、流量控制閥CH2進入主接力器作用腔A，主接力器作用腔B的油液則通過流量調節閥CH2、疊加式液控單向閥YS1、高速開關閥q1的右位回油箱M，這樣主接力器便向開側移動；同理，壓力油P通過高速開關閥q2的右位、疊加式液控單向閥YS2進入主接力器作用腔A，主接力器33作用腔B的油液通過疊加式液控單向閥YS2、高速開關閥q2的右位回至油箱M，使主接力器33向開側移動；壓力油P通過高速開關閥q3的右位、疊加式液控單向閥YS3進入主接力器作用腔A，主接力器33作用腔B的油液通過疊加式液控單向閥YS3、高速開關閥q3的右位回至油箱M，使主接力器向開側移動。
上述幾路共同作用的結果，使主接力器33以最大速度向開側移動。
(2)若δ2＜|δ|≤δ1，則PCI-PC4＝1、PC13＝1、所對應的Z1、Z2、SZ1、SZ2、Q3電磁鐵線圈通電，并使相應的閥切向右位。壓力油Pk通過閥HV1的中位、閥J1、J2、T2、T1的左位與插裝閥C2的控制口W2、插裝閥C4的控制口W4接通，插裝閥C2、C4截至；插裝閥C1的控制口W1、插裝閥C3的控制口W3通過數字閥Z1的右位回油箱，插裝閥C1、C3開啟，壓力油P通過閥C1進入接力器作用腔A，接力器作用腔B的油液通過閥C3、閥CH1、Q1、Q2回油箱M，使主接力器向開側移動。
此外，壓力油P通過數字閥q1的右位、液控單向閥YS1、流量調節閥CH2進入接力器作用腔A，接力器作用腔B的油液通過閥CH2、閥YS1、閥q1的右位回油箱M，使主接力器向開側移動；同理，壓力油P通過數字閥q2的右位、液控單向閥YS2進入接力器作用腔A，接力器作用腔B的油液通過閥YS2、閥q2的右位回油箱M，使主接力器向開側移動。
上述共同作用的結果，是使主接力器以中等速度向開側移動。
(3)若δ3＜|δ|≤δ2，則PC1-PC4＝1、PC13＝1、PC12＝1、所對應的Z1、Z2、SZ1、SZ2、Q3、Q2電磁鐵線圈通電，并使相應的閥切向右位。壓力油Pk通過閥HV1的中位、閥J1、J2、T2、T1的左位與插裝閥C2的控制口W2、插裝閥C4的控制口W4接通，插裝閥C2、C4截止；插裝閥C1的控制口W1、插裝閥C3的控制口W3通過數字閥Z1的右位回油箱M，插裝閥C1、C3開啟，壓力油P通過閥C1進入主接力器作用腔A，主接力器作用腔B的油液通過閥C3、閥CH1、Q1回油箱M，使主接力器向開側移動。
此外，壓力油P通過數字閥q1的右位、液控單向閥YS1、流量調節閥CH2進入接力器作用腔A，接力器作用腔B的油液通過閥CH2、閥YS1、閥q1的右位回油箱M，使主接力器向開側移動；同理，壓力油P通過數字閥q2的右位、液控單向閥YS2進入接力器作用腔A，主接力器33作用腔B的油液通過閥YS2、閥q2的右位回油箱M，使主接力器向開側移動。
上述共同作用的結果，是使主接力器33以慢速向開側移動。
(4)若δ4＜|δ|≤δ3，則PC1-PC3＝1、PC13＝1、PC12＝1、PC11＝1所對應的Z1、Z2、SZ1、Q3、Q2、Q1電磁鐵線圈通電，并使相應的閥切向右位。壓力油Pk通過閥HV1的中位、閥J1、J2、T2、T1的左位與插裝閥C2的控制口W2、插裝閥C4的控制口W4接通，插裝閥C2、C4截至；插裝閥C1的控制口W1、插裝閥C3的控制口W3通過數字閥Z1的右位回油箱M，插裝閥C1、C3開啟，壓力油P通過閥C1進入主接力器33作用腔A，主接力器作用腔B的油液通過閥C3、閥CH1回油箱M，使主接力器33向開側移動。
此外，壓力油P通過數字閥q1的右位、液控單向閥YS1、流量調節閥CH2進入主接力器33作用腔A，主接力器33作用腔B的油液通過閥CH2、閥YS1、閥q1的右位回油箱M，使主接力器向開側移動。
上述共同作用的結果，是使主接力器33以定位速度向開側移動。
(5)若|δ|≤δ4，則PC13＝1、PC12＝1、PC11＝1，所對應的Q3、Q2、Q1電磁鐵線圈通電，并使相應的閥切向右位。壓力油Pk通過閥HV1的中位、閥J1、J2、T2、T1的左位與插裝閥C2的控制口W2、插裝閥C4的控制口W4接通，插裝閥C2、C4截止；壓力油Pk通過閥HV1的中位、閥Z1、Z2的左位與插裝閥C1的控制口W1、插裝閥C3的控制口W3接通，插裝閥C1、C3截至。壓力油P無法通過插裝閥C1-C4進入主接力器控制腔，主接力器控制腔的油液也無法通過插裝閥C1-C4通回油。
由于PC3-PC5＝0、PC8-PCI0＝0，使得數字閥q1-q3處于中位，壓力油P無法通過數字閥q1-q3進入主接力器控制腔，又因疊加式單向閥YS1-YS3的作用，主接力器控制腔的油液也無法通回油。
上述作用的結果，是使主接力器33保持靜止不動，以實現主接力器33的定位。
應當指出，δ4是一接近于零的數，但不要取成零，目的是防止主接力器33在目標位置點附近產生振蕩。
2.自動方式下的關側動作關機側的動作過程完全與上述開機側過程類似，可參見圖6所示的系統結構，并結合表2，不難得出其完整的工作原理。
若Z1發生故障不能動作，而Z2正常，在Z2通電切向右位時，由于J1、J2、T1、T2不通電，壓力油Pk通過HV1的中位、J1、J2、T1、T2的左位與C2的控制口W2、C4的控制口W4接通，C2、C4截止；C1的控制口W1、C3的控制口W3通過Z1的左位、Z2的右位回油箱，C1、C3開啟，壓力油P通過C1進入主接力器作用腔A，主接力器作用腔B的油液通過C3、CH1、Q1-Q3回油箱M，使主接力器33快速地向開側移動。同理，若在Z2發生故障不能動作，而Z1正常的情況下，仍有同樣的效果。這就是快速增時的冗余結構所帶來的效果。
若J1發生故障不能動作，而J2正常，在J2通電切向右位時，由于Z1、Z2不通電，壓力油Pk通過HV1的中位、Z1、Z2的左位與C1的控制口W1、C3的控制口W3接通，C1、C3截止；C2的控制口W2、C4的控制口W4通過T1、T2的左位、J2的右位回油箱，C2、C4開啟，壓力油P通過C2進入主接力器作用腔B，主接力器作用腔A的油液通過C4、CH1、Q1-Q3回油箱M，使主接力器33快速地向關側移動。同理，若在J2發生故障不能動作，而J1正常的情況下，仍有同樣的效果。這就是快速減時的冗余結構所帶來的效果。
若q1、q2發生故障不能動作而停留在中位，q3正常，在SZ3通電換向時，壓力油P通過q3的右位、YS3進入主接力器作用腔A，主接力器作用腔B的油液通過YS3、q3的右位回油箱M，使主接力器以中低速度向開側移動。同理，若q1、q3發生故障不能動作而停留在中位，q2正常，在SZ2通電換向時，以及，若q2、q3發生故障不能動作而停留在中位，q1正常，在SZ1通電換向時，仍有同樣的效果。這就是中低速增時的冗余結構所帶來的效果。
若q1、q2發生故障不能動作而停留在中位，q3正常，在SJ3通電換向時，壓力油P通過q3的左位、YS3進入主接力器作用腔B，主接力器作用腔A的油液通過YS3、q3的左位回油箱M，使主接力器以中低速度向關側移動。同理，若q1、q3發生故障不能動作而停留在中位，q2正常，在SJ2通電換向時，以及，若q2、q3發生故障不能動作而停留在中位，q1正常，在SJ1通電換向時，仍有同樣的效果。這就是中低速減時的冗余結構所帶來的效果。
3.緊急停機動作結合參見圖6，當需要緊急停機時，電磁閥T1、T2只需有任意一個通電換向，則插裝閥C2的控制口W2、插裝閥C4的控制口W4通過電磁閥T1或T2的右位回油箱，插裝閥C2、C4開啟，壓力油P通過閥C2進入接力器作用腔B，接力器作用腔A的油液通過閥C4、閥CH1、Q1～Q3回油箱，使主接力器向關側移動。
若T1發生故障不能動作，而T2正常，在T2通電切向右位時，C2的控制口W2、C4的控制口W4通過T1的左位、T2的右位回油箱，C2、C4開啟，壓力油P通過C2進入主接力器作用腔B，主接力器作用腔A的油液通過C4、CH1、Q1-Q3回油箱，使主接力器快速地向關側移動。同理，若T2發生故障不能動作，而T1正常，在T1通電切向右位時，仍有同樣的效果。這就是緊急停機時的冗余結構所帶來的效果。
4.手動方式下的關側動作進行手動方式操作前，先要作手自動切換操作，該操作非常簡便，僅僅需要撥換一下開關將調節器的控制輸出斷開就行。
當手動換向閥HV1切向左位時，壓力油Pk通過閥HV1的左位、閥Z1、Z2的左位與插裝閥C1的控制口W1、插裝閥C3的控制口W3接通，插裝閥C1、C3截止；插裝閥C2的控制口W2、插裝閥C4的控制口W4通過閥T1、T2、J2、J1到達閥HV1的左位回油箱，插裝閥C2、C4開啟，壓力油P通過閥C2進入接力器作用腔B，接力器作用腔A的油液通過閥C4、閥CH1、Q1～Q3回油箱，使主接力器快速向關側移動。
當手動換向閥HV2切向左位時，壓力油P通過其左位及液控單向閥XS1進入接力器作用腔B；接力器作用腔A的油液通過閥XS1、閥HV2的左位回油箱，使主接力器以中低速向關側移動。
當手動換向閥HV3切向左位時，壓力油P通過其左位及液控單向閥XS2進入接力器作用腔B；接力器作用腔A的油液通過閥XS2、閥HV3的左位回油箱，使主接力器以定位速度向關側移動。
實際使用時，操作人員根據偏差大小對三個手動換向閥進行不同的操作組合，就能實現對接力器的快速、平穩、準確定位控制。
5.手動方式下的開側動作手動方式開機側動作是受手動換向閥HV1～HV3右位控制的，其動作過程完全與上述關機側情況類似，參照關機側的動作過程并結合圖6所示的系統原理圖，不難得出其完整的工作原理，這里就不展開說明了。
權利要求1.一種水輪機電液調速器的液壓執行機構，包括主接力器和控制主接力器作用腔中油液、使主接力器向開側或關側移動并精確定位的控制機構，其特征在于所述的控制機構包括電磁鐵驅動電路組、數字閥組和插裝閥組；電磁鐵驅動電路組中各電磁鐵對應驅動數字閥組中相應的數字閥，數字閥組與所述的主接力器及與所述的插裝閥組聯接。
2.根據權利要求1所述的一種水輪機電液調速器的液壓執行機構，其特征在于所述的電磁鐵驅動電路組由相同的電磁鐵驅動單元組成，每一電磁鐵驅動單元由光電耦合器連接放大器再連接電磁鐵線圈構成；光電耦合器的輸入端連接水輪機電液調速器的電子調節器。
3.根據權利要求1所述的一種水輪機電液調速器的液壓執行機構，其特征在于所述的數字閥組、插裝閥組包括有成雙通道冗余聯接、并控制主接力器向開側快速移動的數字閥及與之對應聯接的插裝閥；有成雙通道冗余聯接、并控制主接力器向關側快速移動的數字閥及與之對應聯接的插裝閥；有控制主接力器向開側或關側作中低速移動的數字閥。
4.根據權利要求1或3所述的一種水輪機電液調速器的液壓執行機構，其特征在于所述的控制主接力器向開側或關側作中低速移動的數字閥設置有n個，按20-2n-1的過流面積比組合出控制流量；分別由n個電磁鐵的開側與關側驅動。
5.根據權利要求1所述的一種水輪機電液調速器的液壓執行機構，其特征在于所述的數字閥組還包括有成并聯聯接的減速動作數字閥，設置在所述的插裝閥組與油箱之間。
6.根據權利要求5所述的一種水輪機電液調速器的液壓執行機構，其特征在于所述的成并聯聯接的減速動作數字閥設置有n個，按20-2n-1的過流面積比組合出控制流量；還包括有用于整定所述主接力器定位運動速度的流量控制閥，與所述的n個減速動作數字閥并聯。
7.根據權利要求1所述的一種水輪機電液調速器的液壓執行機構，其特征在于還包括有成雙通道冗余聯接、并控制主接力器向關側快速移動的由普通電磁換向閥組成的緊急停機閥組，緊急停機閥組中的普通電磁換向閥與所述的控制主接力器向關側快速移動的插裝閥聯接。
8.根據權利要求1所述的一種水輪機電液調速器的液壓執行機構，其特征在于還還包括有成雙通道冗余聯接、由手動換向閥組合疊加式液控單向閥構成的手動閥組，與主接力器直接聯接及與插裝閥組聯接。
專利摘要本實用新型涉及一種水輪機電液調速器的液壓執行機構,受電子調節器控制,對水輪發電機組進行調節與控制,由主接力器和控制主接力器位移的控制機構組成。控制機構包括電磁鐵驅動電路組、數字閥組和插裝閥組,隨著輸入電磁鐵驅動電路組脈沖信號的變化,對數字閥組和插裝閥組進行通斷組合,分別實現主接力器向開側或關側作快速或中低速移動或接近目標位置點的定位移動,實時并隨動控制主接力器位移。多通道冗余結構設計可確保可靠工作。
文檔編號F03B15/00GK2443162SQ0025962
公開日2001年8月15日 申請日期2000年11月8日 優先權日2000年11月8日
發明者張建明, 李維東, 張唯, 高振華, 李越 申請人:張建明