專利名稱：基于直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源的直驅(qū)式油動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，.具體涉及一種油動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
油動(dòng)機(jī)是汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它接受數(shù)字電液控制系統(tǒng)
(DEH)發(fā)出的指令，操縱汽輪機(jī)進(jìn)氣閥門的開啟、關(guān)閉和開度，從而達(dá)到控 制機(jī)組轉(zhuǎn)速、負(fù)荷以及保護(hù)機(jī)組安全的目的。
傳統(tǒng)汽輪機(jī)油動(dòng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。油動(dòng)機(jī)由伺服放大器1、 電液伺服閥、液壓缸3和位移傳感器4 (LVDT)組成。其中，輸入油動(dòng)機(jī)的 行程信號和位移傳感器4反饋信號經(jīng)伺服放大器1比較、放大后輸出到電液伺 服閥，電液伺服閥接受電控信號后驅(qū)動(dòng)液壓缸3運(yùn)動(dòng)，操縱汽輪機(jī)閥門的開啟、 關(guān)閉及閥門的開度。當(dāng)反饋信號與輸入油動(dòng)機(jī)行程信號之間的誤差為零，電液 伺服閥返回中位，切斷油缸進(jìn)油側(cè)與供油裝置之間的聯(lián)系，使油缸活塞穩(wěn)定在 預(yù)設(shè)位置上，從而控制汽閥的開度。
傳統(tǒng)油動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)是采用電液伺服閥作為液壓缸3行程的控制元件。電液 伺服閥對油液污染特別敏感，雖然油動(dòng)機(jī)的油源采用精密過濾器保證進(jìn)入系統(tǒng) 油液的清潔度，但由于汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)普遍采用磷酸酯抗燃油，其穩(wěn)定性 較差，汽輪機(jī)油動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)經(jīng)過一段使用時(shí)間后，油液污染顆粒度的增 加容易造成電液伺服閥的卡滯現(xiàn)象。這對汽輪機(jī)組來說是很危險(xiǎn)的一種工況， 存在重大安全隱患。另一方面，現(xiàn)有油動(dòng)機(jī)由單只電液伺服閥控制液壓缸3， 一旦電液伺服閥發(fā)生故障，必將造成停機(jī)事故。而且，電液伺服閥提供的負(fù)載 壓力最大只有油源壓力的三分之二，且在閥門開度穩(wěn)定后，電液伺服閥回到中 位時(shí)油源電機(jī)仍持續(xù)工作，造成能源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有油動(dòng)機(jī)由于電液伺服閥長期工作不可避免地產(chǎn) 生卡滯，故障率高且效率低的缺點(diǎn)，提供一種基于直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源的直 驅(qū)式油動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明包括直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源，直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源包括閉式油、雙向定量泵、補(bǔ)油閥和雙向液壓鎖；交流伺服電機(jī)動(dòng)力輸 出軸與雙向定量泵動(dòng)力輸入軸連接，雙向定量泵通過雙向液壓鎖與液壓缸連 接，雙向定量泵與液壓缸之間的兩條油路組成閉式回路，補(bǔ)油閥的兩個(gè)進(jìn)出油 口分別連接在雙向定量泵與液壓缸之間的兩條油路上，補(bǔ)油閥的第三進(jìn)出油口 連接閉式油罐的進(jìn)出油口。
本發(fā)明的有益效果是相對于傳統(tǒng)的油動(dòng)機(jī)，本發(fā)明具有可靠性好、節(jié)能 高效的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的具體優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面直驅(qū)式油動(dòng)機(jī)去除 了對油液顆粒度敏感的電液伺服閥，減少了發(fā)生故障的幾率，同時(shí)直驅(qū)式電液 伺服動(dòng)力源采用冗余配置，系統(tǒng)自動(dòng)檢測動(dòng)力源的工況，當(dāng)一套動(dòng)力源發(fā)生故 障時(shí)，自動(dòng)切換到第二套動(dòng)力源，使得油動(dòng)機(jī)的可靠性大大提高。直驅(qū)式電液 伺服動(dòng)力源通過調(diào)整交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速控制油動(dòng)機(jī)液壓缸的速度，避免了采用 電液伺服閥控制時(shí)的溢流損失，而且交流伺服電機(jī)可以在汽輪機(jī)氣閥開度達(dá)到 要求時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，依靠電液伺服動(dòng)力源內(nèi)的雙向液壓鎖穩(wěn)定保持油動(dòng)機(jī)液壓缸 的位置，這是本發(fā)明節(jié)能效果顯著的關(guān)鍵所在。另外，在突發(fā)情況需要快速關(guān) 閉氣閥的時(shí)候，可以控制兩套動(dòng)力源同時(shí)工作，加快進(jìn)氣閥門的關(guān)閉速度，為 汽輪機(jī)的安全提供有力保障。


圖1是傳統(tǒng)汽輪機(jī)油動(dòng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是基于直驅(qū)式電液伺服動(dòng) 力源的直驅(qū)式油動(dòng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源2的結(jié)構(gòu) 示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖2和圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由伺服 放大器l、直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源2、液壓缸3和位移傳感4組成；數(shù)字電液 控制系統(tǒng)將設(shè)定的油動(dòng)機(jī)行程信號輸入油動(dòng)機(jī)的伺服放大器1，位移傳感4測 量液壓缸3實(shí)時(shí)位移的反饋信號到伺服放大器1，伺服放大器1對這兩個(gè)信號 比較、放大后輸出到直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源2，直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源2接受 伺服放大器l電控信號后驅(qū)動(dòng)液壓缸3運(yùn)動(dòng)，操縱汽輪機(jī)閥門的開啟、關(guān)閉及 閥門的開度。當(dāng)位置傳感器4反饋的液壓缸3的位置信號與輸入油動(dòng)機(jī)行程信 號之間的誤差為零時(shí)，電液伺服動(dòng)力源電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，使油缸活塞穩(wěn)定在預(yù)設(shè)位置上，從而控制汽閥的開度。直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源2由閉式油罐20、交 流伺服電機(jī)21、聯(lián)軸器22、雙向定量泵23、補(bǔ)油閥24和雙向液壓鎖25組成； 交流伺服電機(jī)21動(dòng)力輸出軸通過聯(lián)軸器22與雙向定量泵23動(dòng)力輸入軸連接， 接收伺服放大器1的控制信號控制交流伺服電機(jī)21順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并 通過聯(lián)軸器22帶動(dòng)雙向定量泵23轉(zhuǎn)動(dòng)，雙向定量泵23通過雙向液壓鎖25 與液壓缸3連接，雙向定量泵23與液壓缸3之間的兩條油路組成閉式回路30， 可以實(shí)現(xiàn)油源正常雙向出油，又能在油源停止工作時(shí)封閉液壓回路30;其功 用是當(dāng)汽輪機(jī)閥門達(dá)到指定開度時(shí)，交流伺服電機(jī)21停止運(yùn)轉(zhuǎn)，雙向液壓鎖 25能使液壓缸3活塞穩(wěn)定在預(yù)設(shè)位置上。由于此時(shí)交流伺服電機(jī)21停止運(yùn)轉(zhuǎn)， 可起到顯著的節(jié)能效果；補(bǔ)油閥24的兩個(gè)進(jìn)出油口分別連接在雙向定量泵23 與液壓缸3之間的兩條油路上，補(bǔ)油閥24的第三進(jìn)出油口連接閉式油罐20 的進(jìn)出油口，由閉式油罐20和補(bǔ)油閥24組成的無動(dòng)力補(bǔ)油裝置；其作用是閉 式回路30中油液不足時(shí)從閉式油罐20中向閉式回路中補(bǔ)充油液和將閉式回路 30中多余的油液排回閉式油罐20。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方 式一不同點(diǎn)在于采用兩套直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源2連接在液壓缸3上。兩套直 驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源2并聯(lián)在液壓缸3的進(jìn)出口處，實(shí)現(xiàn)冗余配置；當(dāng)汽輪機(jī) 閥門開啟和調(diào)整開度時(shí)，采用一套直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源2工作，當(dāng)氣閥關(guān)閉 時(shí)，兩套直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源2同時(shí)工作，加快氣閥的關(guān)閉速度。當(dāng)一套直 驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源2發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到第二套直驅(qū)式電液伺服動(dòng) 力源2，保證油動(dòng)機(jī)的正常工作，這就避免了汽輪機(jī)組停機(jī)事故的可能性。其 它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方 式一不同點(diǎn)在于補(bǔ)油閥24由兩個(gè)液控單向閥組成，兩個(gè)液控單向閥分別為第 一液控單向閥和第二液控單向閥;第一液控單向閥的一個(gè)油口和控制油口分別 與雙向定量泵23與液壓缸3之間的兩條油路連接，第二液控單向閥的一個(gè)油 口和控制油口連接方式與第一液控單向閥的的一個(gè)油口和控制油口連接方式 相反，第一液控單向閥的另一個(gè)油口和第二液控單向閥的另一個(gè)油口同時(shí)與閉 式油罐20的進(jìn)出油口連接。由兩個(gè)液控單向閥構(gòu)成的補(bǔ)油閥24連接在閉式回路中，能可靠地保證雙向定量泵23的油口與閉式油罐20內(nèi)液壓油相通，補(bǔ)償 雙向定量泵2和液壓缸3的泄漏，保證油管內(nèi)的壓力大于空氣分離壓，防止氣 穴現(xiàn)象和空氣滲入。雙向液壓鎖25由兩個(gè)液控單向閥組成，兩個(gè)液控單向閥 分別為第三液控單向閥和第四液控單向閥組成，雙向液壓鎖25的兩個(gè)液控單 向閥連接方式與補(bǔ)油閥24相同。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。
本發(fā)明內(nèi)容不僅限于上述各實(shí)施方式的內(nèi)容，其中一個(gè)或幾個(gè)具體實(shí)施方 式的組合同樣也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的。
本發(fā)明的節(jié)能型油動(dòng)機(jī)是交流調(diào)速技術(shù)和液壓伺服技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。其工 作原理是數(shù)字電液控制系統(tǒng)將設(shè)定的油動(dòng)機(jī)行程信號輸入油動(dòng)機(jī)的伺服放 大器1，位移傳感4測量液壓缸3實(shí)時(shí)位移的反饋信號到伺服放大器1，伺服 放大器l對這兩個(gè)信號比較、放大后輸出到直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源2，直驅(qū)式 電液伺服動(dòng)力源2接受伺服放大器1電控信號后驅(qū)動(dòng)液壓缸3運(yùn)動(dòng)，操縱汽輪 機(jī)閥門的開啟、關(guān)閉及閥門的開度，進(jìn)而達(dá)到控制機(jī)組轉(zhuǎn)速、負(fù)荷以及保護(hù)機(jī) 組安全的目的。當(dāng)位置傳感器反饋的液壓缸3的位置信號與輸入油動(dòng)機(jī)行程信 號之間的誤差為零時(shí)，電液伺服動(dòng)力源電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，使油缸活塞穩(wěn)定在預(yù)設(shè) 位置上，從而控制汽閥的開度。只需調(diào)整直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源中交流伺服電 機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向、運(yùn)轉(zhuǎn)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間就可以實(shí)現(xiàn)對進(jìn)氣閥門的開啟和關(guān)閉、開 啟或關(guān)閉的速度和閥門的開度進(jìn)行精確地控制。
權(quán)利要求
1、基于直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源的直驅(qū)式油動(dòng)機(jī)，其特征在于它包括直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源(2)，直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源(2)包括閉式油罐(20)、交流伺服電機(jī)(21)、雙向定量泵(23)、補(bǔ)油閥(24)和雙向液壓鎖(25)；交流伺服電機(jī)(21)動(dòng)力輸出軸與雙向定量泵(23)動(dòng)力輸入軸連接，雙向定量泵(23)通過雙向液壓鎖(25)與液壓缸(3)連接，雙向定量泵(23)與液壓缸(3)之間的兩條油路組成閉式回路(30)，補(bǔ)油閥(24)的兩個(gè)進(jìn)出油口分別連接在雙向定量泵(23)與液壓缸(3)之間的兩條油路上，補(bǔ)油閥(24)的第三進(jìn)出油口連接閉式油罐(20)的進(jìn)出油口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源的直驅(qū)式油動(dòng)機(jī)， 其特征在于還包括聯(lián)軸器(22)，交流伺服電機(jī)(21)動(dòng)力輸出軸通過聯(lián)軸器(22) 與雙向定量泵(23)動(dòng)力輸入軸連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源的直驅(qū)式油動(dòng)機(jī)， 其特征在于采用兩套直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源(2)連接在液壓缸(3)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源的直驅(qū)式油動(dòng)機(jī)， 其特征在于補(bǔ)油閥(24)由兩個(gè)液控單向閥組成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源的直驅(qū)式油動(dòng)機(jī)， 其特征在于雙向液壓鎖(25)由兩個(gè)液控單向閥組成。
全文摘要
基于直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源的直驅(qū)式油動(dòng)機(jī)。它涉及油動(dòng)機(jī)，它克服現(xiàn)有油動(dòng)機(jī)由于電液伺服閥長期工作不可避免地產(chǎn)生卡滯，故障率高且效率低的缺點(diǎn)，它包括直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源，直驅(qū)式電液伺服動(dòng)力源包括閉式油罐、交流伺服電機(jī)、雙向定量泵、補(bǔ)油閥和雙向液壓鎖；交流伺服電機(jī)動(dòng)力輸出軸與雙向定量泵動(dòng)力輸入軸連接，雙向定量泵通過雙向液壓鎖與液壓缸連接，雙向定量泵與液壓缸之間的兩條油路組成閉式回路，補(bǔ)油閥的兩個(gè)進(jìn)出油口分別連接在雙向定量泵與液壓缸之間的兩條油路上，補(bǔ)油閥的第三進(jìn)出油口連接閉式油罐的進(jìn)出油口。本發(fā)明應(yīng)用于汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它具有可靠性好、節(jié)能高效的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F01D17/26GK101413406SQ20081013759
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者萬保中, 寥 何, 劉慶和, 姜繼海, 虹 常, 蘇文海, 陳建華 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué);上海匯益液壓控制系統(tǒng)工程有限公司