计算机技术及控制系统原理进步和不断向前发展的必然结果。

计算机技术及控制系统原理进步和不断向前发展的必然结果。





本文介绍了交流伺服控制型可编程水轮机调速器电气部分、电气－机械转换部件和液压系统的结构和工作原理，（控制系统 伺服电机变频器 //www.tomassmotor.com/）详细分析了各部分的设计特点和性能。交流伺服控制型可编程水轮机调速器的主要性能指标达到或优于国家标准值，在水电厂的运行情况也表明，该调速器性能良好。

水轮机调速器是水电站的重要组成部分，主要用于控制水轮发电机组转速与出力，其品质与性能直接影响到电能品质和水电站的安全可靠运行。电气－机械转换部件是调速器的核心部件，因此，解决水轮机调速器中电气－机械转换部件工作可靠性差、抗油污能力弱等问题，是提高水轮机调速器可靠性的关键。

步进电机或直流伺服电机控制的水轮机调速器存在的缺陷

20世纪90年代初期，国内高等院校、科研机构及制造厂家先后开发了电机（步进电机、直流伺服电机）型电气－机械转换部件。步进电机的转动由指令脉冲控制，控制简单；直流伺服电机控制方便，调速范围宽，输出转矩高，过载能力强，动态响应好。因此，以步进电机或直流伺服电机控制的水轮机调速器在大、中型水电站的应用取得了显著的成果，从而解决了电液伺服阀抗油污能力弱、容易发卡、工作可靠性较差等问题。但是，步进电机与直流伺服电机本身存在缺陷，主要表现在：步进电机有一启动频率，造成在大负荷情况下响应速度不能过快，而且在高速运转时转矩下降，遇到卡阻时可能堵转、失步；直流伺服电机存在电刷与换向器的磨擦并产生火花的问题，电刷的磨损会带来故障，同时使其在维护方面较为麻烦。

交流伺服控制型可编程水轮机调速器的结构和主要特点

近年来，随着电子技术的进步，新型功率开关器件、专用集成电路和控制算法的发展，使交流驱动电源、交流伺服系统的性能大大提高，它除克服了步进电机或直流伺服电机本身的不足，还具有功能强大、控制方式灵活、技术性能好和可靠性高等特点。因此，把由交流伺服电机构成的驱动装置作为水轮机调速器的电气-机械转换部件是功率电子技术、微电子技术、计算机技术及控制原理进步和不断向前发展的必然结果。

交流伺服控制型可编程水轮机调速器的电气部分是以可编程控制器（PLC）为硬件核心，软件采用全模块化结构，彩色液晶屏幕显示，具有良好的全中文图形人机界面；电气－机械转换部件采用交流伺服电机，配以滚珠螺旋自动复中装置；液压系统为直连式结构，以交流伺服驱动装置的机械位移直接控制主配压阀。PLC测量水轮发电机组的频率信号偏差，并按一定的调节规律（PID或PI）转换成位置控制的数字电信号；电气－机械转换部件将该数字信号线性地转化为机械位移量，再直接控制由辅助接力器和主配压阀组成的二级液压放大，通过主接力器控制水轮机导水叶开度（或浆叶转角），实现水轮发电机组的调速和负荷控制。