【《水电站水轮机电气制动系统设计》4100字】

水电站水轮机电气制动系统设计目录TOC\o"1-3"\h\u14807水电站水轮机电气制动系统设计 131861摘要 118303关键词：机械制动水轮机电气控制 2104671引言 229802水轮机电气制动系统电气控制设计 290322.1电气制动理论 2242112.2电气制动的基本理论依据 282493水轮机电气制动系统PLC控制设计 3210303.1PLC的选型 390733.2硬件设计 3223464水轮机电气制动系统气压控制设计 4281024.1气压传动 4227024.2液压传动 4326555系统常用电气元件及选择 5153775.1两位三通电磁阀 5315645.2球阀 517305.3气水分离器 6211486系统的安装与维护 61866总结 614267参考文献 713669致谢 7摘要水电站水轮机电气制动的设计主要是用PLC来控制水电站中的水轮机电气制动系统的，一般在水电站中水轮机电气制动系统主要由电气控制，PLC控制和气压控制三部分组成，通过对这三部分控制的学习及研究，我基本上设计了一套适用于西昌大桥水电站水轮机的电气制动系统设计方案。这一套设计方案我是应用的三菱FX2N系列的PLC来控制水电站中的水轮机电气制动系统的。首先用三菱FX2N系列的PLC来控制水电站中的水轮机的电磁阀,然后电磁阀会让水电站中的水轮机的气缸充气或排气，最后气缸的动作则会使水电站中的水轮机达到电气制动的功能。关键词：机械制动水轮机电气控制1引言由于现代科技的飞速发展，电的应用范围也越来越广，电不再局限于单纯的供电，还可以与其他科技相结合，从而创造出更好的科技。而电动制动系统也是将电气控制技术与流体传动技术相结合，并通过先进的PLC技术控制而形成的。与传统的机械刹车系统相比，该系统具有更高的稳定性、更高的自动化、更低的泄漏、更好的维修、更好的监测等优势。另外，随着科技的飞速发展，机械刹车迟早会被淘汰，因此，为水力发电厂设计一种电动刹车系统已成为必然。本系统由三部分组成：电控部分、可编程控制器部分、风控部分。这三个部分的设计完成并完成，就可以对水电站的电气制动系统进行全面的升级和改进，以提高工作效率。通常情况下，水轮机是水电站的重要组成部分，其工作效率和性能直接影响到水电站的正常运转。2水轮机电气制动系统电气控制设计2.1电气制动理论由于目前水电站中的水轮机具有了电气制动的技术，该技术不但改进了水电站中的水轮发电机组的操作方式，还极大地减少了水轮机电气制动的时间，降低了水轮机电气制动的机械消耗。电气刹车也改善了机械运行的弊端，对确保水轮机中的发电机组的安全运行起到了很大的作用，也提高了发电机组平稳运行的安全性，对操作方式的经济效益很大。2.2电气制动的基本理论依据由于其作用机理是用来充当同步电动机的驱动与电枢，因此，一般的电力制动器都是在三个输出端加一个短路式制动器。当单位及功率被分散后，按50~55%的速度，发电机上的驱动线圈将不可避免地引起三相短路。这样，我们就可以利用在定子绕组中的直流励磁电对其进行控制。由于通常的发电机都拥有一定的惯性和转速，在这种情况下，就会向发电机输出一个与其转速运行方向完全相反的励磁驱动力臂，在这种情况下，旋转的定子也必然会由于发电机的故障而向发电机输出一个短路的电流。谐振式直流电流可以保持定子的短路电流稳定。而在此过程中，将制动力臂直接用于定子绕组，但其力矩与机组运转的惯性力矩刚好相反。由于以上原因，水轮机电刹车才能实现。3水轮机电气制动系统PLC控制设计3.1PLC的选型根据对水轮机电闸系统的控制要求及所需的功能，本人对PLC的输入为12点，对PLC的输出为14点。在PLC存储器中，通常的内存容量是I/O点数的10-15倍，再加上100倍的模拟I/O数，以这个数字为内存的总字数，然后以这个数字的25%为参照来计算。我想要的可编程控制器是一种型号为“三菱FX2N-32MR-001”的产品。3.2硬件设计图3.1PLC内部电路控制如图3.3.1所示，控制电路的电源是AC220V，操作步骤为先按下“PowerON”，再接通电源，指示灯发光，然后按下“PS”将AC220V改变成DC24V，最后按下“E-Stop”，马上切断控制电路的AC220V电源，使PLC和控制电路都停止运转。图3.2PLC控制电路4水轮机电气制动系统气压控制设计4.1气压传动气动一般为气压传动与控制。严格来说的话，一般传动系统是传递动力先，传递信息后；控制系统则完全相反，但是在现实的情况下传动和控制这两个系统在各个方面上一般都是有联系的。一般情况下气压传动系统都是压缩空气来能量传递的。气动驱动系统的构成：致动器：一种将压缩气体的压强转换为机械能的设备；操纵部件：操纵气流，动能，量度，操纵致动器的动作；辅助性要素：净化、平滑、降低噪音及用于各要素的联结等需求要素；工作媒体：在空气动力传输中起着传递运动，动力和信号的功能。气动驱动采用空气作为工作介质。气压传动是一种利用压缩空气进行动力与能量传输的传动方式。由于空气并不是平滑的，而且十分干燥，因此通常要在气压传动的过程中，添加润滑油来润滑每一个装置，这样可以让气压传功的过程变得更加顺畅，还可以保护每一个装置和元件，达到一箭双雕的效果。4.2液压传动水力传输是一种利用流体传输能量的传输方式。液压传动系统的构成部分：动力元件（油泵）动力元件的功能是利用液体来把机械能转化成液压力能，它是液压传动系统中的动能。将流体中的水力能量转变为机械能量的致动器；控制部件包括气压、定向阀门等。控制元件的功能是根据需要调节液动机的速度，同时也要调节和改变液压传动系统中液体介质的动能，流量和量度三个主要方面；辅助元件。除了上面提到的三个基本要素之外，其他要素，如储存器、快速连接等，都是很重要的，并且在许多行业中都是有用的；工质。在各种类型的液压驱动系统中，其工作介质为液压油或乳液。油压系统的工作方式。液压式传动系统的基本原理是：首先，通过控制器部件液压泵，将原动机的各种工作和机械能转化为液体的压力和动能，接着，通过对液体的压力和动能的转化，实现了对机械能和动能的转化，最终，通过各种工作控制阀和输液管线的传输，利用液压式传动系统的执行器部件，将工作液体的压力和动能转化为机械能和动能，并通过工作和动能的变化，带动各部件的启动，从而实现了液压传动系统。5系统常用电气元件及选择5.1两位三通电磁阀双点三通电磁阀有两种类型，一种是常闭型，另一种是常开型，其中常闭型在没有被加电的情况下是断开的，而常开型在没有加电的情况下是断开的。常闭式：当绕组上电时，气路是打开的，当绕组掉电时，气路是关闭的，即“点动”式；常开式：当绕组上电时，气路关闭，当绕组上电时，气路打开，即为“点动”。两位三通电磁阀的工作原理两位三通电磁阀有一个严密合成的腔口，并且其通孔分布在很多的区域上，每个通孔又各自与电磁铁相接往不同的区域输送油管，腔口中间为阀体，在其两面都是电磁铁，两面中左通电磁铁就往左，右通则向右。这种方法，就是通过控制腔口阀体位移的方向，来对不同的排油孔进行遮盖或暴露。然而，由于进油孔经常是打开的，所以油液会流经不同的排油管道，流经排油管道的时候，会产生压力，这压力会导致活塞运动，而活塞运动的时候，也会带动活塞杆进行运动，这样，机械就会运转起来。5.2球阀工作原理。球阀因为旋塞体为球体，球体的构造则会让球阀可以旋转90度。因为其特殊构造，球阀可以用来阻止和调整工作介质的流向。主要特点。球阀的主要特点：构造简单但精致，密合安全，修理简单，因为其特殊结构，难被工作介质腐蚀，使用寿命长。5.3气水分离器气水分离器：结合离心和集流这两大工作原理,可以有效率地排去压缩空气里的水雾，这是气压传动控制中一种必须需要的装置。因为如果不除去压缩空气中的水雾，那么这种水雾则会对许多元件及设备产生非常大的损害，甚至导致意外的发生。那么气水分离器很好地解决了这个问题，不仅减少了经济损失，又提高了安全能力。6系统的安装与维护设备维修工作的一个关键步骤就是如何正确地运用各类设备，并对各类设备进行维修。设备的维修与保养包括：日常维修的保养、设备表面的打磨与平整及定期的对设备进行加油换油的保养、一次预防性的故障测试、定期的改变设备的精度及完成二、三级的保养。设备的检查应当是对设备的技术情况进行实时的关注，并使用PLC对设备的情况进行实时的监控，这样才能及时的发现并消除设备中的潜在危险，防止突发的意外，降低事故的发生率，因此，设备的检查是保证整个系统正常工作的一项重要工作。通常情况下，在运行中，由于零件损耗等各种原因，会对设备的性能和工作效率产生影响。因此，我们需要对已经破损的零件采取一些办法，比如，更换、修理，之后还要制定出一套相应的维修方案，以此来让设备重新发挥出应有的作用并提高其工作效率，而设备的质量也是影响到整个系统是否能够正常运转的一个重要因素。设备的主要检修方法有：预防性检修：按照当时指定的计划和技术条件，进行的检修，以避免设备的性能退化，减少设备出现故障的几率。不合格维修：在设备发生故障或性能下降时进行的一种没有计划的维修。产品维修：视所受影响的程度而定。无关紧要的设备维修，有必要的设备维修预防性的。总结通过对水电站水轮机的原有系统的全面设计和改变，已经基本上满足了水电站水轮机的电气制动系统的流畅运行和安全稳定的预期理想目标。的设计有电气、PLC和气压这三个控制设计。水轮机制动系统一般分为两种，一种为机械制动，一种为电气制动。从科学上说，电气制动比机械制动无论从性能还是工作效率都是胜过的。水轮机电气制动的方案从而提高水电站效率。而且水电站的水轮机大多为机械制动，所以本设计旨在将水电站机械制动全部换成电气制动从而实现水电站的全面升级，从而将水电站的效率提升，为水电站创造更大的经济效益。参考文献[1]苏立,毛成,沈春和,等.一种水力发电站水轮机制动装置:,CN114623036A[P].2022.[2]李郑.水电站冲击式水轮机组停机电制动技术应用分析[J].云南水力发电,2022(008):038.[3]赵冉,李星志.金沙水电站水轮机顶盖液位过高故障分析及处理[J].水利水电快报,2022,43(7):4.[4]徐建荣,蔡付林,周建旭,等.一种水电站水轮机模拟试验装置:,C