汽轮机数字电液控制系统动静态特性及其测试

　　一、概述

　　数字电液控制系统(DEH)是现代计算机技术和传统的液压控制系统结合的产物，它采用计算机以数字的方式对一次信号进行采集和处理，根据预先设定的控制策略输出控制指令，驱动执行机构实施控制。虽然DEH系统的性能要比传统的控制系统高得多，但从控制理论的层面上看，两者的传递函数是基本相同的，最终的控制目标也是一致的，因此用于衡量传统控制系统性能的大部分特性参数同样也适用于DEH系统。但由于DEH系统的机务结构与传统系统有较大的差异，有些特性参数无法通过传统的测试方法获得。本文对DEH系统与传统控制系统的结构特点进行了比较，并给出了测取DEH系统动、静态特性的方法。

　　二、数字电液控制系统与传统控制系统结构特性的比较

　　1.系统的结构组成

　　传统的汽轮机控制系统主要通过机械的手段来实施对汽轮机系统的控制，由于其结构的局限性，因此功能比较单一，只能实现转速和负荷的手动控制，往往被称为调速系统。这类系统比较常见的有径向离心泵液压调速系统、旋转阻尼液压调速系统和高速弹性调速系统等，它们的调节原理基本相同，都是通过连在汽轮机主轴上的一个机械部件来感应主轴转速的变化情况，并将这种变化转换为一次油压，一次油压再通过机械的放大机构被转换放大为二次油压，最终通过错油门来控制调节阀油动机的开度，油动机再通过杠杆或凸轮传动机构启闭相应的调门。在油动机动作的同时，其开度反馈机构(杠杆弹簧机构反馈系统或油口反馈系统)将油动机的开度反馈至放大机构，从而形成对转速或负荷的闭环控制。机组转速或负荷的设定则是通过操作同步器实现的，在纯液调的系统中，这一操作需要操作员就地手动进行

　　(若同步器系统经过改造、加装矢量电机后，也可以通过增、减按钮远操)，而在功频电液调节系统中既可手操，也可实现转速和负荷的自动(大闭环)控制。

　　数字电液控制系统的控制原理与传统调节系统相似，但它完全取消了传统调节系统中的机械式转速感应装置、放大机构和阀位反馈机构，取而代之的是转速探头、微控制器、LVDT等电子元件或系统。转速探头将检测到的汽轮机转速以交流电压信号的形式输入转速测量卡，并在转速测量卡内通过A/D转换器转换为数字量信号。同样，LVDT测得的阀门开度信号也被转换为数字量信号。这两个信号被同时输入数字式计算机进行运算处理，得到调门开度指令，该指令经过D/A转换器转换为模拟量后被送至电液转换器去控制油动机的开度，每个阀门均由各自独立的电液转换器控制。机组转速或负荷的设定是通过系统接口计算机或备用硬操盘进行，除了能完成转速和负荷的手动控制，还能实现转速和负荷的完全自动控制。