水轮机制动系统,毕业设计.pdfVIP

课题名称水轮机制动系统

系别机电系

专业电气工程与自动化

班级

姓名

学号

指导教师

起讫间：年月日～年月日（共周）

毕业设计（文）开题报告

题目：水轮机制动系统

1．本课题的来源、选题依据：水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的

动力机械，它属于流体机械中的透平机械。早在公元前100年前后，中国

就出现了水轮机的雏形水轮，用于提灌和驱动粮食加工器械。现代水轮

——

机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电。在水电站中，上游水库

中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。作完

功的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大，水轮机的输出功率

就越大。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。

2．本课题的设计（研究）意义（关技术的现状和发展趋势）：

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，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

且在高速运转转矩下降，遇到卡阻可能堵转、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，同使其在维护方

面较为麻烦。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盛顿

3．本课题的基本内容、重点和难点，拟采用的实现手段（途径）：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。主要重难点：控制器控制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

4．文献综述（列出主要参考文献的作者、名称、出版社、出版时间以及与本

课题关的主要参考要点）：

书名：液压系统设计丛书--液压传动系统及设计

著译者：张利平

出版社：化学工业出版社

指导教师意见：

指导教师：

年月日

系意见：

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年月日