压水堆核电站控制(第四章)ppt课件

执行器：自动控制系统的终端控制元件，接受来自调节单元的控制信号，通过调换流体通路的流通能力来改变被调介质的流量，以便按规定要求对影响被控过程状况的变量进行调节和操纵。电动执行器：以电能为动力的执行器。,气动执行机构(气动调节阀)：以压缩空气为动力的推动装置。,气动O型活塞式切断球阀,气动薄膜直通单座调节阀,单弹簧老式气动薄膜执行机构(直行程),多弹簧精小型气动薄膜执行机构(直行程),气缸式执行机构(直行程),液动（液压）执行器：以高压液体为能源的执行器。,对夹式液动蝶阀,执行器的组成：1.执行机构：执行器的推动装置，根据控制信号的大小产生相应的推动力，推动调节机构动作。2.调节机构：执行器的调节部分，直接与被调介质发生作用，完成控制的最后环节。3.辅助装置：阀门定位器（提高控制精度）、手轮机构等（调节器或执行器出现故障时，用其进行调节，临时维持生产正常进行）。,气动执行器的特点：结构简单、动作可靠、性能稳定、故障率低、价格便宜、维修方便、防爆、输出功率可做得很大。可与气动调节仪表，也可和电动仪表或控制计算机配套使用（需电气转换器或电气阀门定位器）。与电动执行器相比，其性能优越很多。电动执行器优点：1.工作能源取用方便，不需添加专门设备；2.信号传输速度快，传输距离远，便于集中控制；3.停电时保持原位不动，不影响设备安全；4.灵敏度和精度均较高；5.与电动调节仪表配合方便，安装接线简单。电动执行器缺点：1.体积较大，价格较高，结构比较复杂，维修不方便；2.平均故障率比气动执行器高，防爆性能不如气动执行机器。,P薄膜气室的信号压力变化量；l推杆行程的变化量；Ae波纹膜片的有效面积；Cs弹簧刚度；P进入薄膜气室的信号压力；P0对应于行程起点的信号压力。,气动薄膜执行机构,P薄膜气室的信号压力变化量；l推杆行程的变化量；Ae波纹膜片的有效面积；Cs弹簧刚度；P进入薄膜气室的信号压力；P0对应于行程起点的信号压力。,气动薄膜执行机构,气动薄膜执行机构：膜片能承受的压力较低，推动力小。活塞式执行机构由于气缸允许操作压力较大，最大可达0.5MPa，具有较大的输出力。根据活塞压差来完成两位动作。活塞由高压侧推向低压侧，使推杆由一个位置走到另一个位置。适用于两位控制系统。,长行程执行机构：输出力矩和转角，以驱动磁芯运动为转角的角行程阀。输入：0.020.1MPa或010mA输出：转角（090）或位移（200400mm）特点：行程长、输出力矩大，适用与大转角的角行程阀。种类：气动长行程气动执行机构电信号气动长行程执行机构,电动执行机构的分类（按功能和输出方式划分）1.角行程电动执行机构：接受电动控制其来的010mA或420mA标准电流信号，输出090角位移，驱动蝶阀、球阀和偏心旋转阀等角位移。常用型号为DKJ型。2.直行程电动执行机构：具有真行程位移输出的电动执行机构，可直接操纵各种直行程阀，如单、双座阀、三通阀及套筒阀。常用型号为DKZ型。3.多转式电动执行机构：输出轴输出为大小不等的有效转圈数，用来推动闸阀等多转式阀。,电动执行机构原理框图,伺服放大器：三个输入信号通道(对于简单的系统，只用其中一个通道)和一个位置反馈信号通道。1.伺服放大器将输入信号和反馈信号相比较比较，得到偏差信号。偏差信号被放大，控制伺服电机的转动。根据偏差信号的极性，放大器输出相应的信号，以控制电机的正转或反转。2.经过减速器减速，使输出轴产生角位移。3.输出轴转角位置经过位置发送器转换为相应的反馈电流，反馈4.到伺服放大器的输入端使偏差信号减少。当反馈信号与输入信号相等时，伺服电机停止，输出轴稳定在与输入信号相对应的位置上。,输出轴转角和输入信号I的关系为：=KI电动操作器的作用：在控制系统投入自动运行以前，通过手动操作使被控变量接近给定值，而调节阀处于某一中间位置。由于控制器的自动跟踪，当手动操作达到控制点后，便可无扰的转入自动运行。断电时可用装在电动执行机构上的手动操作手柄改变调节阀的开度。,阀门定位器：气动执行器的主要附件，与气动执行器配套使用，以克服阀杆的摩擦力和消除调节阀的不平衡里的影响，保证阀芯按照调节器发出的控制信号大小准确定位。,由于采用气动放大器，作用与薄膜气室的压力P0可远大于输入信号Pi；阀门定位器与执行机构组成一个负反馈的闭环系统，因此使阀门的定位速度和精度都得到明显提高，也有利于克服由于经过较长气动管路而造成的信号传递滞后。,可直接利用电动调节器输出的直流电信号去控制和操纵气动执行机构。,电/气转换器是将电动仪表输出的420mA直流电流信号转换成可被气动仪表接受的20100KPa标准气压信号，以实现电动仪表和气动仪表的联用，构成混合控制系统，发挥电、气仪表各自的优点。,电-气阀门定位器,电-气转换器：将电动调节器输出的电信号转换为气压信号，用以驱动气动执行器；或将各种电动变送器的输出信号转换成气压信号送往气动调节器或气动显示仪表。采用两个波纹管的目的是为了获得较小的反馈合力矩。调零弹簧用来调整气动输出信号的起始值。,时序信号的频率取决于速度信号的大小，设计极限为每分钟72步用于刻度试验，每步为15.875mm。,控制棒提升一步的程序0状态：夹持线圈通电，夹持爪夹持驱动杆，其他线圈断电。1状态：传递线圈通电，传递爪夹持。2状态：夹持线圈断电，夹持爪松开。3状态：提升线圈通电，传递磁铁带动驱动杆上升一步。4状态：夹持线圈通电，夹持爪夹持。5状态：传递线圈断电，传递爪松开。6状态：提升线圈断电，传递磁铁复位。控制棒插入一步的程序？,在通电电流脉冲波形中,提升和静止电流脉冲大小有变化(“全”电流和”减”电流)。提升电流脉冲由40A变化16A。目的：可动系统重达145Kg，若要把它静止提起，需要的力很大，所以需要用40A的“提升全”电流；当控制棒提升到位后，把电流减为16A的“提升减”电流，以减少耗电和绝缘材料过热而引起老化。静止电流脉冲在8A和4.2A之间变化。控制棒移动时，为可靠的抓牢控制棒，应通8A的“静止全”电流；当控制棒处于正常静止状态时，只需4.2A的“静止减”电流就足够了。传递线圈的电流始终为8A，因为传递过程时间短，而且电流不大。,汽机调节系统1.组成：放在柜内的微型调节器电子设备、为各调节阀而设置的蒸汽阀门操作装置以及高压和低压调节阀。2.功能：在所有工况（包括正常运行工况、危急加速工况）调节汽机的转速和负荷。3.高压调节阀：在材料为碳钢铸件的汽柜中内有4个高压调节阀和与之配对的高压截至阀，成同轴对向布置。每个汽柜通过一根独立的环形管道向高压缸供应蒸汽。调节阀为平衡设计，阀杆粗壮，长度尽可能接近阀座，可有效支承阀头，并在最大出力下还具有相当裕度。阀座与阀头为合金钢锻件。单向动作，液力开启弹簧力关闭。开启时间为2s，关闭时间为0.2s，行程111.8mm，阀座直径439mm。,低压调节阀：低阻力蝶型阀汽机每侧有3个低压汽柜，共6个，每个低压缸由两个汽柜供气。低压调节阀在汽柜中与低压截止阀一一配对。低压阀也是由单向动作驱动机构操作，通过曲柄杠杠带动，由液力开启，弹簧力关闭，开启时间2s，关闭时间1s，行程90，汽柜孔径1145mm。阀板是由碳钢铸造成圆形板，带有整体的加强构件和阀杆凸台以支承阀杆。阀杆的短轴用螺栓刚性固定在阀板上，在绕性的滚柱轴承上转动。并装有一个推力轴承以确定轴向位置。,高压调节阀驱动机构1.电-液转换器（电-液伺服阀）：将有控制器来的电信号转换为液压信号。2.滑阀油动机：根据液压信号驱动阀门。低压调节阀驱动机构,电液转换器特性输入：来自调节器的开、关阀信号电流输出：控制柱塞的位移柱塞响应速度很快其的位移与信号电流相对应，可视为比例环节。液动执行机构特性输入：控制柱塞的位移x输出：主柱塞的位移M主柱塞位移与进入其右油腔的油流量成正比，即Q进入右油腔的油的体积流量，Fs主柱塞的有效面积，b滑阀油口开度，S滑阀位移，P压力油与主柱塞油腔的压差，z流量系数。,Ts为油动机时间常数，物理含义为滑阀开度保持为Smax不变时，主柱塞移动最大距离Mmax所需的时间。,无刷励磁系统原理图,副励磁机定子：8对磁极，永久磁铁转子：转速300rpm，400Hz三相交流电，至：自动励磁调节器的可控硅整流桥、自动励磁调节器工作电源。主励磁机：定子：4对磁极，直流磁场转子：三相交流电，旋转整流器整流后输给发电机转子。发电机：电压互感器：测量其端电压；电流互感器：测量其相电流。自动励磁调节器控制可控硅换流桥的可控硅导通角，以控制主励磁机磁场电流，从而控制发电机的端电压和与电网交换的无功功率。可自动、手动、就地或运地控制。,信号1.参考电压信号：(1)发电机额定端电压90%105%变化范围内：来自副励磁机的频率信号转换成电压信号操作人员设定的电动变阻器信号；（确保发电机在启动期间，在给定频率范围内不会过励磁）(2)发电机额定在额定值5%95%范围内：参考电压信号与频率成正比；(3)发电机频率95%额定频率：参考电压信号为恒值。2.电压信号：从发电机电压互感器取得，通过隔离变压器整流和滤波后，得到正比于发电机电压的直流信号。3.励磁电流反馈信号：从每一通道的可控硅整流器电源侧的三相电流互感器获得。电流互感器接成星形，其输出电流经整流后接至一个负载电阻，得到一个正比于该