專利名稱:一種水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)仿真試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及水電機組控制與電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)領(lǐng)域，具體為一種水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)仿真試驗裝置，包括沿信號流向依次聯(lián)接的信號輸入回路、信號綜合回路、輔助接力器仿真回路、主配壓閥死區(qū)特性回路、主接力器速度特性選擇回路、主接力器仿真回路。本實用新型的有益效果在于：1.能仿真主配壓閥的死區(qū)特性；2.主接力器速度特性能靈活方便地進行選擇與設(shè)置；3.能反映反饋測量的時間特性及對隨動系統(tǒng)性能的影響，能研究水電機組運行過程中接力器抖動的問題等。
【專利說明】一種水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)仿真試驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及水電機組控制與電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)領(lǐng)域，具體為一種水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)仿真試驗裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]水輪機調(diào)速器是水電機組的重要控制設(shè)備，現(xiàn)代水輪機調(diào)速器均采用調(diào)節(jié)器加隨動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。隨動系統(tǒng)的參數(shù)與性能對水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能，以及電力系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)特性與穩(wěn)定性有重要的影響。在現(xiàn)代水輪機控制技術(shù)中，對調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律研宄較為充分，而研宄隨動系統(tǒng)的文獻資料較少。在水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研宄中，進行系統(tǒng)動態(tài)特性分析和穩(wěn)定性研宄時，往往將隨動系統(tǒng)簡化，使研宄結(jié)果與真實系統(tǒng)的性能存在一定的差異。如:按現(xiàn)有方法不能解釋某些電站水電機組運行過程中接力器抖動的問題等。為深入研宄水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)的特性，為更好地滿足水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)實時仿真的需要，為此，專門研制了一種新的水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)仿真試驗試驗裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)仿真試驗裝置，基于DSP (digital signal processor，即數(shù)字信號處理器)的仿真，能真實地模擬主配壓閥的死區(qū)特性與主接力器速度選擇特性，能反映反饋測量的時間特性及對隨動系統(tǒng)性能的影響。
[0004]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型提供的方案是:一種水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)仿真試驗裝置，包括沿信號流向依次聯(lián)接的信號輸入回路、信號綜合回路、輔助接力器仿真回路、主配壓閥死區(qū)特性回路、主接力器速度特性選擇回路、主接力器仿真回路；主配壓閥死區(qū)特性回路聯(lián)接主配壓閥死區(qū)特性設(shè)置回路，主接力器速度特性選擇回路聯(lián)接主接力器速度選擇設(shè)置回路；主接力器仿真回路聯(lián)接主接力器位置輸出回路，主接力器位置輸出回路的輸出端與信號綜合回路的輸入端之間通過接力器位置測量反饋回路聯(lián)接構(gòu)成閉環(huán)；信號綜合回路、輔助接力器仿真回路、主配壓閥死區(qū)特性回路、主接力器速度特性選擇回路、主接力器仿真回路分別聯(lián)接顯示回路。
[0005]而且，所述信號輸入回路由運算放大器和電阻構(gòu)成；所述信號綜合回路由運算放大器和電阻構(gòu)成；所述主配壓閥死區(qū)特性回路和主接力器速度特性選擇回路分別包括由運算放大器、電阻、穩(wěn)壓管、二極管構(gòu)成的非線性電路；所述輔助接力器仿真回路和主接力器仿真回路分別包括由運算放大器、電阻電容構(gòu)成的積分電路；所述接力器位置測量反饋回路包括由運算放大器與電阻、電容構(gòu)成的慣性環(huán)節(jié)電路。
[0006]或者是，所述信號輸入回路由運算放大器與電阻構(gòu)成調(diào)理電路與由ADC芯片構(gòu)成的信號轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成；所述主配壓閥死區(qū)特性回路和主接力器速度特性選擇回路分別包括由運算放大器、電阻、穩(wěn)壓管、二極管構(gòu)成的非線性電路；所述輔助接力器仿真回路和主接力器仿真回路分別包括由運算放大器、電阻電容構(gòu)成的積分電路；所述接力器位置測量反饋回路包括由運算放大器與電阻、電容構(gòu)成的慣性環(huán)節(jié)電路，以及由ADC芯片構(gòu)成的信號轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成；所述主接力器位置輸出回路包括DAC芯片與信號放大電路。
[0007]而且，所述運算放大器是111741或11058或111124型號；所述ADC芯片是AD574或AD756 型號；所述 DAC 芯片 DAC7744 或 DAC7724 或 DAC 7725 型號。
[0008]自調(diào)節(jié)器的控制信號引入本裝置的信號輸入回路。所得到的信號與接力器位置測量反饋回路測量到的主接力器位置信號送入信號綜合回路進行綜合。信號綜合回路的輸出，送到輔助接力器仿真回路；輔助接力器仿真回路經(jīng)主配壓閥死區(qū)特性回路與主接力器速度特性選擇回路送到主接力器仿真回路。主接力器的位移輸出經(jīng)接力器位置測量反饋回路再次送到信號綜合回路。
[0009]本實用新型的有益效果在于:
[0010]1、能仿真主配壓閥的死區(qū)特性；
[0011]2、主接力器速度特性能靈活方便地進行選擇與設(shè)置；
[0012]3、能反映反饋測量的時間特性及對隨動系統(tǒng)性能的影響，能研宄水電機組運行過程中接力器抖動的問題等。

【附圖說明】

[0013]圖1是本實用新型的原理框圖。
[0014]圖2是本實用新型的具體實施例原理框圖。
[0015]其中，1、信號輸入回路，2、信號綜合回路，3、輔助接力器仿真回路，4、主配壓閥死區(qū)特性回路，5、主接力器速度特性選擇回路，6、主接力器仿真回路，7、接力器位置測量反饋回路，8、顯示回路，41、主配壓閥死區(qū)特性設(shè)置回路，51、主接力器速度選擇設(shè)置回路，61、主接力器位置輸出回路。

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
[0017]本實施例提供一種水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)仿真試驗裝置，如圖1所示，包括沿信號流向依次聯(lián)接的信號輸入回路1、信號綜合回路2、輔助接力器仿真回路3、主配壓閥死區(qū)特性回路4、主接力器速度特性選擇回路5、主接力器仿真回路6 ;主配壓閥死區(qū)特性回路4聯(lián)接主配壓閥死區(qū)特性設(shè)置回路41，主接力器速度特性選擇回路5聯(lián)接主接力器速度選擇設(shè)置回路51 ;主接力器仿真回路6聯(lián)接主接力器位置輸出回路61，主接力器位置輸出回路61的輸出端與信號綜合回路2的輸入端之間通過接力器位置測量反饋回路7聯(lián)接構(gòu)成閉環(huán)。
[0018]信號輸入回路1、信號綜合回路2可由運算放大器(如LM741、LM358、LM124等)與電阻構(gòu)成比例與綜合放大電路實現(xiàn)；接力器位置測量反饋回路7可由運算放大器(如LM741、LM358、LM124等)與電阻、電容構(gòu)成的慣性環(huán)節(jié)實現(xiàn)；主配壓閥死區(qū)特性回路4、主接力器速度特性選擇回路5可由運算放大器、電阻、穩(wěn)壓管、二極管構(gòu)成的非線性電路實現(xiàn)；輔助接力器仿真回路3、主接力器仿真回路6可由運算放大器(如LM741、LM358、LM124等)、電阻電容構(gòu)成的積分電路實現(xiàn)。
[0019]圖2給出了本實用新型提供的仿真裝置是基于DSP(如TI公司的TMS320F2812或TMS320F28335等)系統(tǒng)實現(xiàn)水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)仿真的實施實例。其中，信號輸入回路I和接力器位置測量反饋回路7均由調(diào)理電路與ADC芯片(如AD574、AD756等)構(gòu)成。主接力器位置輸出回路61由DAC芯片(如DAC7744、DAC7724/7725等)與信號放大電路實現(xiàn)。仿真作業(yè)時，由信號輸入回路I送過來的調(diào)節(jié)器信號的輸入引至A/D轉(zhuǎn)換回路11，由ADC芯片讀取完成調(diào)節(jié)器信號的輸入、由接力器位置測量反饋回路7送過來的信號引至A/D轉(zhuǎn)換回路71，由ADC芯片讀取輸出完成接力器實際位置的輸入，然后依次由信號綜合回路2、輔助接力器仿真回路3、主配壓閥死區(qū)特性回路4、主接力器速度特性選擇回路5、主接力器仿真回路6實現(xiàn)基于DSP的信號處理功能。主配壓閥死區(qū)特性設(shè)置回路41用于完成主配壓閥死區(qū)特性的設(shè)置與調(diào)整；主接力器速度選擇設(shè)置回路51用于完成主接力器開關(guān)速度特性的設(shè)置與調(diào)整。最后，信號由主接力器位置輸出回路61內(nèi)的DAC芯片完成主接力器位置信號的輸出。顯示回路8與信號綜合回路2、輔助接力器仿真回路3、主配壓閥死區(qū)特性回路
4、主接力器速度特性選擇回路5、主接力器仿真回路6相連，用于顯示仿真過程中的相關(guān)信息。
[0020]ADCJPAnalog to Digital Converter，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
[0021]DACJPDigital to Analog Converter，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。
[0022]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進或變形，這些改進或變形也應視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)仿真試驗裝置，其特征在于:包括沿信號流向依次聯(lián)接的信號輸入回路、信號綜合回路、輔助接力器仿真回路、主配壓閥死區(qū)特性回路、主接力器速度特性選擇回路、主接力器仿真回路；主配壓閥死區(qū)特性回路聯(lián)接主配壓閥死區(qū)特性設(shè)置回路，主接力器速度特性選擇回路聯(lián)接主接力器速度選擇設(shè)置回路；主接力器仿真回路聯(lián)接主接力器位置輸出回路，主接力器位置輸出回路的輸出端與信號綜合回路的輸入端之間通過接力器位置測量反饋回路聯(lián)接構(gòu)成閉環(huán)；信號綜合回路、輔助接力器仿真回路、主配壓閥死區(qū)特性回路、主接力器速度特性選擇回路、主接力器仿真回路分別聯(lián)接顯示回路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)仿真試驗裝置，其特征在于:所述信號輸入回路由運算放大器和電阻構(gòu)成；所述信號綜合回路由運算放大器和電阻構(gòu)成；所述主配壓閥死區(qū)特性回路和主接力器速度特性選擇回路分別包括由運算放大器、電阻、穩(wěn)壓管、二極管構(gòu)成的非線性電路；所述輔助接力器仿真回路和主接力器仿真回路分別包括由運算放大器、電阻電容構(gòu)成的積分電路；所述接力器位置測量反饋回路包括由運算放大器與電阻、電容構(gòu)成的慣性環(huán)節(jié)電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)仿真試驗裝置，其特征在于:所述信號輸入回路由運算放大器與電阻構(gòu)成調(diào)理電路與由ADC芯片構(gòu)成的信號轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成；所述主配壓閥死區(qū)特性回路和主接力器速度特性選擇回路分別包括由運算放大器、電阻、穩(wěn)壓管、二極管構(gòu)成的非線性電路；所述輔助接力器仿真回路和主接力器仿真回路分別包括由運算放大器、電阻電容構(gòu)成的積分電路；所述接力器位置測量反饋回路包括由運算放大器與電阻、電容構(gòu)成的慣性環(huán)節(jié)電路，以及由ADC芯片構(gòu)成的信號轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成；所述主接力器位置輸出回路包括DAC芯片與信號放大電路。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)仿真試驗裝置，其特征在于:所述ADC芯片是AD574或AD756型號；所述DAC芯片是DAC7744或DAC7724或DAC 7725型號。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的一種水輪機調(diào)速器隨動系統(tǒng)仿真試驗裝置，其特征在于:所述運算放大器是LM741或LM358或LM124型號。
【文檔編號】G01M99-00GK204302020SQ201420774042
【發(fā)明者】郭琦, 程遠楚, 袁藝, 李偉, 張廣濤, 李書勇 [申請人]南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司, 武漢大學