水轮机调速器的控制软件在pcc上的实现

摘 要：在进行现代化的施工过程中必须使用工程机械产品，而水轮机调速器就是这些产品中比较典型的一种，是水轮发电机组中的重要控制设备，受到水力发电行业的关注，可以说其性能的好坏决定了发电机组是否能安全可靠的运行。使用水轮机调速器能够减轻施工人员的劳动强度，提高工程施工的质量，还能加快工程建设的速度，在工程机械产品中水轮机调速器的销量是最大的。不过，水轮机调速器在使用的过程中不可避免的会出现一些故障和问题，这些故障的出现往往是由于恶劣的工作环境引起的。文章首先对水轮机调速器进行了概述，然后讨论了水轮机调速器的控制软件在pcc上的实现，最后提出了水轮机调速器发生故障后的应对措施。

关键词：水轮机调速器；涡轮增压器；故障分析；应对措施

1 水轮机调速器

水轮机调节系统由调速器和调节对象组成，调速器由调节器和电液随动系统两部分组成，调节对象包括有压过水系统、水轮机、发电机和电网。在进行现代化的施工过程中必须使用工程机械产品，而水轮机调速器就是这些产品中比较典型的一种。使用水轮机调速器能够减轻施工人员的劳动强度，提高工程施工的质量，还能加快工程建设的速度，在工程机械产品中水轮机调速器的销量是最大的。不过，水轮机调速器在使用的过程中不可避免的会出现一些故障和问题。具体来说，步进电机的工作原理是按增量进行工作的，所以步进电机可以直接用增量型数字PID控制算法的计算结果驱动，从而带动机液随动系统，使导叶接力器开到与步进电机位置所对应的开度。另外由于水轮机调速器的广泛使用，当电液消失时，步进电机保持原来位置，从而因此容易导致水轮機调速器容易受到环境的影响而出现故障。对于pD1控制算法是通过软件来实现，在不同的开发平台上，虽然所采用的开发语言可能有所不同，但其控制算法基本相同。水轮机调速器作为一种工程机械，如果在恶劣的工作环境中经常使用，会导致水轮机调速器经常发生故障。频率给定以数字量的形式存于计算机内，可以通过键盘或增减按钮修改存在计算机内的频率给定。空载时，电网频率与频率给定可根据设定是否跟踪电网频率进行切换，并网后直接切换至频率给定，包括以下几个方面，一是水轮机调速器系统的结构。二是系统的运作原理。三是水轮机调速器的使用情况以及具体的问题。只有使用者准确地找到故障产生的原因之后，对设备的维修工作才具有有效性。

2 水轮机调速器故障分析方法

第一，水轮机调速器故障常由于液力传动油压力和温度不正常的问题引起。水轮机调速器有很多种类型，但一般调速器总是由测量元件、放大元件、校正元件等环节组成的。而出现了液力传动油压力不正常的现象时，其一般表现为油压偏低和油压不稳的现象，并且常常会伴随着出现油温升高的现象。有时这类故障具有突发性，有时是在长期的使用过程中出现的，但是它们都可能引起水轮机调速器驱动力不足的问题。各环节之间的信号传递、变换与综合的不同方式，构成了不同形式的调速器，造成传动系统更大程度的损坏。使用者在判定这一类型的故障之后，需要对系统的多个方面进行检查。一是检查液力传动油的油量是否是足够的，而且还要检查机油有没有发生变质或者乳化的情况。二是要检查变速泵的吸油量是否是足够的，并且还要检查是否是因为吸油管路出现松动而导致吸空或堵塞的问题。三是要检查液力传动油散热器和滤芯以及旁通阀的运行工作是否正常。微机调速器的调节规律是用软件来实现的，因此建立与调节规律相适应的调节算法尤其重要。使用者在进行检查的过程中要以观察为主，不到关键时刻最好不要对机械进行拆卸检查，如果通过外表的观察检查不出问题，但是故障依然存在，此时需要进行机械的拆卸检查。

第二，水轮机调速器故障也因变矩器发生异响而引起。在系统中，变矩器发生异响有时是突发性，有时是渐进性的。在发生异响的同时往往会伴随着偏心振动。这是初步的判定方法，要想真正找到故障发生的位置，必须通过进一步的拆检才能确定。机组频率和频率给定比较，其偏差e输入PDI调节器，形成与偏差相对应的调节规律。机组并网后，电网频率取为频率给定，从而使机组频率跟踪电网频率使机组迅速并网，这一现象的原因很大一部分是由于弹性连接板出现了开裂的情况，齿轮箱齿轮发生损坏或者轴承发生损坏。

3 水轮机调速器故障应对措施

首先，如果水轮机调速器在工作的过程中出现故障之后，需要进行设备的维修工作，但是如果机械设备已经报废而不能用了就不需要再花费时间和精力进行维修了。在进行水轮机调速任务设计的时候，首先要考虑的就是整个调节程序的功能。在维修的过程中，使用者进行维修的方式通常有两种。一是使用者在装载机发生故障之后进行修理，也就是事后进行修理。这一维修方式多应用于简单的修理方面，比如在进行外部零件的拆卸方面，不能触碰到关键部件，否则容易造成维修过程中零件的损坏。需要注意的是这类维修的前提是机械设备在发生了故障时并没有影响到其他零部件的正常运作。在水轮机调节任务中，重要的一项是对水轮发电机组频率和电网频率的测量。二是预防维修的方式。这一方式相比前一种，在维修的作用和效果上具有更大的优势。预防维修这种维修方式主要针对三类故障进行维修。一类是那些有可能造成人身伤亡事故出现的故障，比如制动系统的故障或者转向系统的故障或者报警系统的故障都有可能会威胁到施工人员的人身安全。如果这些系统的零部件出现了故障，造成机械的制动失灵和转向失灵或者报警失灵，那么很容易发生伤亡事件，水轮机调节系统是一个典型的高阶、时变、非最小相位、参数随工况点改变而变化的非线性系统。

4 结束语

水轮机调速器的使用对于水利工程具有重要的促进作用。水轮发电机组可以把水能转变成电能，必须使用工程机械产品，而水轮机调速器就是这些产品中比较典型的一种。使用水轮机调速器能够减轻施工人员的劳动强度，提高工程施工的质量，还能加快工程建设的速度，在工程机械产品中水轮机调速器的销量是最大的。不过，水轮机调速器在使用的过程中不可避免的会出现一些故障和问题，这些故障的出现往往是由于恶劣的工作环境引起的。

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作者简介：龙俊杰（1978，6-），男，汉，湖南省郴州市人。