專利名稱：一種機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)測試方法，尤其是涉及一種機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試方法。
背景技術(shù)：
接力器反應(yīng)時間常數(shù)(/；)的測試是水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)測試的重要內(nèi)容之一。水輪機調(diào)速器技術(shù)條件規(guī)定，接力器反應(yīng)時間常數(shù)ry是接力器帶一定負(fù)載，其相對運動速度/與配壓閥相對位移o關(guān)系曲線斜率的倒數(shù)，詳見下式。 T_ 4職—虹
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由此可見，接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試的關(guān)鍵是獲取不同的配壓閥位移和不同位移下接力器的運動速度。電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)及裝置調(diào)整試驗導(dǎo)則》(DL/T 496 一 2001)對接力器反應(yīng)時間常數(shù)7；測試方法的規(guī)定如下開環(huán)增益至于整定值，bt、Td和Tn置于最小值(或KP、KI置于最大值，KD置于最小值)，bp置于零刻度。輸入穩(wěn)定的額定頻率信號，調(diào)整有關(guān)中位，使接力器能穩(wěn)定于任意中間位置。然后在額定頻率的基礎(chǔ)上，施加其絕對值逐次增加的正負(fù)階躍頻率信號，測量信號頻率和相應(yīng)的接力器速度，繪制以相對值表示的接力器速度與頻率的關(guān)系曲線，求出接力器反應(yīng)時間常數(shù)ry。該方法測試的是接力器速度與頻率的關(guān)系曲線，求得的接力器反應(yīng)時間常數(shù)7；與水輪機調(diào)速器技術(shù)條件規(guī)定不符，而且試驗時的調(diào)速器參數(shù)整定未涉及人工頻率死區(qū)，測得的接力器速度與頻率的關(guān)系曲線應(yīng)為接力器速度與頻差(頻率和人工頻率死區(qū)的差值)的關(guān)系曲線。國家標(biāo)準(zhǔn)《水輪機控制系統(tǒng)試驗》(GB/T 9652. 2 一 2007)對接力器反應(yīng)時間常數(shù)Ty方法的規(guī)定如下切除反饋，把配壓閥分別整定在不同行程，按開啟(關(guān)閉)方法逐次是配壓閥從中間位置迅速移動到整定位置，測出配壓閥位移與相應(yīng)接力器平均速度，將位移及速度量換算為相對值，繪制關(guān)系曲線，求出接力器反應(yīng)時間常數(shù)ry。機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試可采用前述國家標(biāo)準(zhǔn)中列出的方法進行，解掉接力器行程的機械反饋，調(diào)節(jié)配壓閥限位螺母至所需位置，手動操作電液轉(zhuǎn)換器(步進電機)讓配壓閥從中間位置迅速移動至并保持在限位螺母所限位置，測出配壓閥位移及其對應(yīng)的接力器運動速度。但是，已投運調(diào)速器通過限位螺母整定的配壓閥開關(guān)極限位置決定了接力器最短開啟和關(guān)閉時間，關(guān)系著機組運行安全，不能隨便調(diào)節(jié)，否則需要重新整定接力器最短開啟和關(guān)閉時間，會增加工作量。因此，為簡化測試過程，避免調(diào)節(jié)配壓閥限位螺母，減少測試工作量，需要一種新的機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試方法，試驗過程簡單，無需切除機械反饋，不必調(diào)節(jié)配壓閥限位螺母，工作量少，結(jié)果正確可靠。解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試方法，其特征在于按照如下步驟
1)改變步進電機最大旋轉(zhuǎn)速度的限定(盡量小，保證步進電機以最大速度旋轉(zhuǎn)時配壓閥不會到達(dá)限位螺母所限位置);
2)在調(diào)速器自動控制方式下，階躍增加機械液壓隨動系統(tǒng)的給定，讓步進電機以最大速度往開方向旋轉(zhuǎn)，用百分表讀取配壓閥開方向的位移，用數(shù)據(jù)采集儀加位移傳感器記錄 接力器相對行程增加過程；
3)階躍減小機械液壓隨動系統(tǒng)的給定，讓步進電機以最大速度往關(guān)方向旋轉(zhuǎn)，記錄配壓閥關(guān)方向的位移和接力器相對行程減小過程；
4)重復(fù)步驟1)、2)和3)，其中重復(fù)步驟I)時將步進電機最大旋轉(zhuǎn)速度限定設(shè)為不同值，測取3組步進電機以不同的最大速度往開、關(guān)方向旋轉(zhuǎn)時配壓閥的位移和接力器相對行程變化的過程；
5)根據(jù)前述步驟得到的3組6次試驗數(shù)據(jù)，計算每次試驗的接力器相對運動速度/和配壓閥相對位移c，其中，/=Zl _f/Zl為接力器相對行程變化量，Zl t為與2_7對應(yīng)的時間變化量；o = S/Smax, S為配壓閥實際位移，Sfflax為配壓閥最大行程。6)根據(jù)步驟5)所得計算結(jié)果，按開、關(guān)方向計算每兩組數(shù)據(jù)間的配壓閥相對位移差和接力器相對運動速度差，按公式T1=A o I Af計算接力器反應(yīng)時間常數(shù)/；，最后取6值的平均。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著效果
I)本發(fā)明的機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試方法無需切除機械反饋，不必調(diào)節(jié)配壓閥限位螺母，工作量少且不會因接力器最短開啟、關(guān)閉時間被錯誤整定而影響機組運行安全。2)本發(fā)明的機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試方法通過讓步進電機以限定的不同最大速度旋轉(zhuǎn)，獲取配壓閥開、關(guān)方向的位移和接力器運動速度，整個測試過程簡單且容易實現(xiàn)。3)本發(fā)明的機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試方法忽略微小的配壓閥死區(qū)影響，將機械液壓隨動系統(tǒng)在實際中位附近視作線性環(huán)節(jié)，對接力器反應(yīng)時間常數(shù)ry測試結(jié)果影響甚微，更不影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真之用，即結(jié)果正確可靠。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步詳細(xì)描述。圖I為本發(fā)明的機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試示意 圖2為本發(fā)明的機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試流程 圖3為本發(fā)明的機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試原理仿真框圖；圖4為本發(fā)明的機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試過程仿真波形。
具體實施例方式圖I所示為本發(fā)明的一種機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試方法的實施例，包括在電子調(diào)節(jié)器內(nèi)部階躍機械液壓隨動系統(tǒng)的給定、在控制程序內(nèi)改變步進電機最大旋轉(zhuǎn)速度的限定、用百分表測量配壓閥位移和利用數(shù)據(jù)采集儀記錄位移傳感器反映的接力器運動過程。圖2所示為本發(fā)明的一種機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試方法的實施流程圖。第一步，改變步進電機最大旋轉(zhuǎn)速度的限定；第二步，階躍機械液壓隨動系統(tǒng)的給定，讓步進電機以限定的不同最大速度分別往開、關(guān)方向旋轉(zhuǎn)，用百分表讀取配壓閥位移，用數(shù)據(jù)采集儀加位移傳感器記錄接力器相對行程變化過程；第三步，重復(fù)試驗，測取3
組6次不同配壓閥位移和接力器相對行程變化過程；第四步，計算配壓閥相對位移和接力器相對運動速度，見表I ;第五步，計算接力器反應(yīng)時間常數(shù)ry，見表2。圖3所示為本發(fā)明的一種機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試方法的原理仿真框圖，階躍輸入等價于圖I中的階躍機械液壓隨動系統(tǒng)的給定，速度限幅等價于圖I中的步進電機最大旋轉(zhuǎn)速度限定，示波器一等價于圖I中的百分表測量配壓閥位移，示波器二等價于圖I中的數(shù)據(jù)采集加位移傳感器記錄接力器運動過程，一階慣性環(huán)節(jié)中的積分環(huán)節(jié)等價于圖I中的接力器。圖4是機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試過程仿真波形，當(dāng)步進電機以限定最大速度旋轉(zhuǎn)時，配壓閥會離開中位并停留在一個位置，即配壓閥位移一定值，接力器亦以一定速度運動。所以，本發(fā)明的機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試方法實施過程中，可以測得不同的接力器運動速度及其對應(yīng)的配壓閥位移。表I不同的接力器相對運動速度及其對應(yīng)的配壓閥相對位移
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2.負(fù)號表.示關(guān)方￠1數(shù)權(quán)，舊則為開方向數(shù)需&
Mt 3.親道_東關(guān)方向W最大位移均為Dnm,曙位■每所隱位置為一2
4裰力g+■對運動g度權(quán)據(jù)記錄_裰力籙相對運動過種取兩點■計算
表2接力器反應(yīng)時間常數(shù)7；計算表
權(quán)利要求
1.一種機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試方法，其特征在于包括如下步驟 1)在保證步進電機以最大速度旋轉(zhuǎn)時配壓閥不會到達(dá)限位螺母所限位置條件下，改變步進電機最大旋轉(zhuǎn)速度的限定； 2)在調(diào)速器自動控制方式下，階躍增加機械液壓隨動系統(tǒng)的給定，讓步進電機以最大速度往開方向旋轉(zhuǎn)，用百分表讀取配壓閥開方向的位移，用數(shù)據(jù)采集儀加位移傳感器記錄接力器相對行程增加過程； 3)在調(diào)速器自動控制方式下，階躍減小機械液壓隨動系統(tǒng)的給定，讓步進電機以最大速度往關(guān)方向旋轉(zhuǎn)，用百分表讀取配壓閥關(guān)方向的位移，用數(shù)據(jù)采集儀加位移傳感器記錄接力器相對行程減少過程； 4)重復(fù)步驟1)、2)和3)，其中重復(fù)步驟I)時將步進電機最大旋轉(zhuǎn)速度限定設(shè)為不同值，測取3組步進電機以不同的最大速度往開、關(guān)方向旋轉(zhuǎn)時配壓閥的位移和接力器相對行程變化的過程； 5)根據(jù)前述步驟得到的3組6次試驗數(shù)據(jù)，計算每次試驗的接力器相對運動速度/和配壓閥相對位移0，其中，/=2_7/2為接力器相對行程變化量，Zl 為與2_7對應(yīng)的時間變化量；σ = S/Smax, S為配壓閥實際位移，Sfflax為配壓閥最大行程； 6)根據(jù)步驟5)所得計算結(jié)果，按開、關(guān)方向計算每兩組數(shù)據(jù)間的配壓閥相對位移差和接力器相對運動速度差，按公式 \=Λ σ/Ay計算接力器反應(yīng)時間常數(shù)/；，最后取6次平均值。
全文摘要
一種機械液壓隨動系統(tǒng)接力器反應(yīng)時間常數(shù)測試方法1、改變步進電機最大旋轉(zhuǎn)速度的限定；2、調(diào)速器自動控制，階躍增加系統(tǒng)給定，讓步進電機以最大速度往開旋轉(zhuǎn)，用百分表讀取配壓閥開方向的位移，用數(shù)據(jù)采集儀加位移傳感器記錄接力器相對行程增加過程；3、階躍減小系統(tǒng)給定，步進電機最大速度往關(guān)旋轉(zhuǎn)，記錄配壓閥關(guān)方向的位移和接力器相對行程減小過程；4、重復(fù)前述步驟，測取3組步進電機以不同的最大速度往開、關(guān)旋轉(zhuǎn)時配壓閥位移和接力器相對行程變化；5、根據(jù)所獲數(shù)據(jù)，計算每次試驗的配壓閥相對位移和接力器相對運動速度；6、計算接力器反應(yīng)時間常數(shù)Ty。本發(fā)明的方法工作量少、不影響機組運行安全、簡單容易實現(xiàn)，結(jié)果正確可靠。
文檔編號G01M15/00GK102706559SQ201210167320
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者姚澤, 徐廣文, 李璽, 黃青松 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院