专利名称:一种水轮机调速器随动系统仿真试验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及水电机组控制与电力系统频率调节领域，具体为一种水轮机调速器随动系统仿真试验装置，包括沿信号流向依次联接的信号输入回路、信号综合回路、辅助接力器仿真回路、主配压阀死区特性回路、主接力器速度特性选择回路、主接力器仿真回路。本实用新型的有益效果在于：1.能仿真主配压阀的死区特性；2.主接力器速度特性能灵活方便地进行选择与设置；3.能反映反馈测量的时间特性及对随动系统性能的影响，能研究水电机组运行过程中接力器抖动的问题等。
【专利说明】一种水轮机调速器随动系统仿真试验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水电机组控制与电力系统频率调节领域，具体为一种水轮机调速器随动系统仿真试验装置。
【背景技术】
[0002]水轮机调速器是水电机组的重要控制设备，现代水轮机调速器均采用调节器加随动系统的结构。随动系统的参数与性能对水轮机调节系统的性能，以及电力系统的频率调节特性与稳定性有重要的影响。在现代水轮机控制技术中，对调节器的控制规律研宄较为充分，而研宄随动系统的文献资料较少。在水轮机调节系统的研宄中，进行系统动态特性分析和稳定性研宄时，往往将随动系统简化，使研宄结果与真实系统的性能存在一定的差异。如:按现有方法不能解释某些电站水电机组运行过程中接力器抖动的问题等。为深入研宄水轮机调速器随动系统的特性，为更好地满足水轮机调节系统实时仿真的需要，为此，专门研制了一种新的水轮机调速器随动系统仿真试验试验装置。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种水轮机调速器随动系统仿真试验装置，基于DSP (digital signal processor，即数字信号处理器)的仿真，能真实地模拟主配压阀的死区特性与主接力器速度选择特性，能反映反馈测量的时间特性及对随动系统性能的影响。
[0004]为实现上述技术目的，本实用新型提供的方案是:一种水轮机调速器随动系统仿真试验装置，包括沿信号流向依次联接的信号输入回路、信号综合回路、辅助接力器仿真回路、主配压阀死区特性回路、主接力器速度特性选择回路、主接力器仿真回路；主配压阀死区特性回路联接主配压阀死区特性设置回路，主接力器速度特性选择回路联接主接力器速度选择设置回路；主接力器仿真回路联接主接力器位置输出回路，主接力器位置输出回路的输出端与信号综合回路的输入端之间通过接力器位置测量反馈回路联接构成闭环；信号综合回路、辅助接力器仿真回路、主配压阀死区特性回路、主接力器速度特性选择回路、主接力器仿真回路分别联接显示回路。
[0005]而且，所述信号输入回路由运算放大器和电阻构成；所述信号综合回路由运算放大器和电阻构成；所述主配压阀死区特性回路和主接力器速度特性选择回路分别包括由运算放大器、电阻、稳压管、二极管构成的非线性电路；所述辅助接力器仿真回路和主接力器仿真回路分别包括由运算放大器、电阻电容构成的积分电路；所述接力器位置测量反馈回路包括由运算放大器与电阻、电容构成的惯性环节电路。
[0006]或者是，所述信号输入回路由运算放大器与电阻构成调理电路与由ADC芯片构成的信号转换电路构成；所述主配压阀死区特性回路和主接力器速度特性选择回路分别包括由运算放大器、电阻、稳压管、二极管构成的非线性电路；所述辅助接力器仿真回路和主接力器仿真回路分别包括由运算放大器、电阻电容构成的积分电路；所述接力器位置测量反馈回路包括由运算放大器与电阻、电容构成的惯性环节电路，以及由ADC芯片构成的信号转换电路构成；所述主接力器位置输出回路包括DAC芯片与信号放大电路。
[0007]而且，所述运算放大器是111741或11058或111124型号；所述ADC芯片是AD574或AD756 型号；所述 DAC 芯片 DAC7744 或 DAC7724 或 DAC 7725 型号。
[0008]自调节器的控制信号引入本装置的信号输入回路。所得到的信号与接力器位置测量反馈回路测量到的主接力器位置信号送入信号综合回路进行综合。信号综合回路的输出，送到辅助接力器仿真回路；辅助接力器仿真回路经主配压阀死区特性回路与主接力器速度特性选择回路送到主接力器仿真回路。主接力器的位移输出经接力器位置测量反馈回路再次送到信号综合回路。
[0009]本实用新型的有益效果在于:
[0010]1、能仿真主配压阀的死区特性；
[0011]2、主接力器速度特性能灵活方便地进行选择与设置；
[0012]3、能反映反馈测量的时间特性及对随动系统性能的影响，能研宄水电机组运行过程中接力器抖动的问题等。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的原理框图。
[0014]图2是本实用新型的具体实施例原理框图。
[0015]其中，1、信号输入回路，2、信号综合回路，3、辅助接力器仿真回路，4、主配压阀死区特性回路，5、主接力器速度特性选择回路，6、主接力器仿真回路，7、接力器位置测量反馈回路，8、显示回路，41、主配压阀死区特性设置回路，51、主接力器速度选择设置回路，61、主接力器位置输出回路。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
[0017]本实施例提供一种水轮机调速器随动系统仿真试验装置，如图1所示，包括沿信号流向依次联接的信号输入回路1、信号综合回路2、辅助接力器仿真回路3、主配压阀死区特性回路4、主接力器速度特性选择回路5、主接力器仿真回路6 ;主配压阀死区特性回路4联接主配压阀死区特性设置回路41，主接力器速度特性选择回路5联接主接力器速度选择设置回路51 ;主接力器仿真回路6联接主接力器位置输出回路61，主接力器位置输出回路61的输出端与信号综合回路2的输入端之间通过接力器位置测量反馈回路7联接构成闭环。
[0018]信号输入回路1、信号综合回路2可由运算放大器(如LM741、LM358、LM124等)与电阻构成比例与综合放大电路实现；接力器位置测量反馈回路7可由运算放大器(如LM741、LM358、LM124等)与电阻、电容构成的惯性环节实现；主配压阀死区特性回路4、主接力器速度特性选择回路5可由运算放大器、电阻、稳压管、二极管构成的非线性电路实现；辅助接力器仿真回路3、主接力器仿真回路6可由运算放大器(如LM741、LM358、LM124等)、电阻电容构成的积分电路实现。
[0019]图2给出了本实用新型提供的仿真装置是基于DSP(如TI公司的TMS320F2812或TMS320F28335等)系统实现水轮机调速器随动系统仿真的实施实例。其中，信号输入回路I和接力器位置测量反馈回路7均由调理电路与ADC芯片(如AD574、AD756等)构成。主接力器位置输出回路61由DAC芯片(如DAC7744、DAC7724/7725等)与信号放大电路实现。仿真作业时，由信号输入回路I送过来的调节器信号的输入引至A/D转换回路11，由ADC芯片读取完成调节器信号的输入、由接力器位置测量反馈回路7送过来的信号引至A/D转换回路71，由ADC芯片读取输出完成接力器实际位置的输入，然后依次由信号综合回路2、辅助接力器仿真回路3、主配压阀死区特性回路4、主接力器速度特性选择回路5、主接力器仿真回路6实现基于DSP的信号处理功能。主配压阀死区特性设置回路41用于完成主配压阀死区特性的设置与调整；主接力器速度选择设置回路51用于完成主接力器开关速度特性的设置与调整。最后，信号由主接力器位置输出回路61内的DAC芯片完成主接力器位置信号的输出。显示回路8与信号综合回路2、辅助接力器仿真回路3、主配压阀死区特性回路
4、主接力器速度特性选择回路5、主接力器仿真回路6相连，用于显示仿真过程中的相关信息。
[0020]ADCJPAnalog to Digital Converter，模拟数字转换器。
[0021]DACJPDigital to Analog Converter，数字模拟转换器。
[0022]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进或变形，这些改进或变形也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种水轮机调速器随动系统仿真试验装置，其特征在于:包括沿信号流向依次联接的信号输入回路、信号综合回路、辅助接力器仿真回路、主配压阀死区特性回路、主接力器速度特性选择回路、主接力器仿真回路；主配压阀死区特性回路联接主配压阀死区特性设置回路，主接力器速度特性选择回路联接主接力器速度选择设置回路；主接力器仿真回路联接主接力器位置输出回路，主接力器位置输出回路的输出端与信号综合回路的输入端之间通过接力器位置测量反馈回路联接构成闭环；信号综合回路、辅助接力器仿真回路、主配压阀死区特性回路、主接力器速度特性选择回路、主接力器仿真回路分别联接显示回路。2.根据权利要求1所述的一种水轮机调速器随动系统仿真试验装置，其特征在于:所述信号输入回路由运算放大器和电阻构成；所述信号综合回路由运算放大器和电阻构成；所述主配压阀死区特性回路和主接力器速度特性选择回路分别包括由运算放大器、电阻、稳压管、二极管构成的非线性电路；所述辅助接力器仿真回路和主接力器仿真回路分别包括由运算放大器、电阻电容构成的积分电路；所述接力器位置测量反馈回路包括由运算放大器与电阻、电容构成的惯性环节电路。3.根据权利要求1所述的一种水轮机调速器随动系统仿真试验装置，其特征在于:所述信号输入回路由运算放大器与电阻构成调理电路与由ADC芯片构成的信号转换电路构成；所述主配压阀死区特性回路和主接力器速度特性选择回路分别包括由运算放大器、电阻、稳压管、二极管构成的非线性电路；所述辅助接力器仿真回路和主接力器仿真回路分别包括由运算放大器、电阻电容构成的积分电路；所述接力器位置测量反馈回路包括由运算放大器与电阻、电容构成的惯性环节电路，以及由ADC芯片构成的信号转换电路构成；所述主接力器位置输出回路包括DAC芯片与信号放大电路。4.根据权利要求3所述的一种水轮机调速器随动系统仿真试验装置，其特征在于:所述ADC芯片是AD574或AD756型号；所述DAC芯片是DAC7744或DAC7724或DAC 7725型号。5.根据权利要求2或3或4所述的一种水轮机调速器随动系统仿真试验装置，其特征在于:所述运算放大器是LM741或LM358或LM124型号。
【文档编号】G01M99-00GK204302020SQ201420774042
【发明者】郭琦, 程远楚, 袁艺, 李伟, 张广涛, 李书勇 [申请人]南方电网科学研究院有限责任公司, 武汉大学