機電一體化論文

　　隨著社會經(jīng)濟的不斷的向前發(fā)展，建筑功能趨于多樣化，給人們的生活帶來了極大的便利�，F(xiàn)代的建筑走向智能化，其中起了重要作用的就是建筑的機電工程，它使建筑的功能更能滿足人們的居住和生活。下面是小編整理的機電一體化論文。歡迎參考!

　　機電一體化論文一

　　基于ANSYS的發(fā)動機曲軸的優(yōu)化設計

　　摘要：本文通過有限元分析軟件ANSYS對發(fā)動機曲軸進行三維有限元分析，

　　了解曲軸的變形和應力狀況，校核該曲軸在交變載荷下的疲勞強度，為曲軸改進設計中的結(jié)構(gòu)分析提供理論依據(jù);

　　較準確地得到交變載荷作用下發(fā)動機曲軸的應力、變形的大小及分布，校核其疲勞強度，對于指導曲軸的優(yōu)化、改進設計具有重要意義。

　　關鍵詞：曲軸;ANSYS;優(yōu)化設計

　　Optimization design of engine crankshaft based on ANSYS

　　Chen yun-xin

　　(School of Electromechanical &Architectural Engineering，Jianghan University，Wuhan，430056，China)

　　Abstract：In this paper, three-dimensional finite element analysis was carried out on the engine crankshaft by means of the finite element analysis software ANSYS, understanding the stresses and deformation of the crankshaft, fatigue strength under cyclic loading of the crankshaft the crankshaft checking, improved analysis provides a theoretical basis for the structure design; accurately get the size and distribution of stress, deformation under the action of alternating load check the engine crankshaft, fatigue strength, has an important significance for improving design optimization, guidance of crankshaft.

　　Keywords：crankshaft ; ANSYS; Optimization design

　　中圖分類號： 文獻標識碼： 文章編號：

　　0 引言：曲軸是內(nèi)燃機中最典型，最重要的零件之一，其功能是將活塞連桿組傳遞來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩，作為動力而輸出做功，驅(qū)動其它工作機構(gòu)，并帶動內(nèi)燃機輔助裝置工作。

　　曲軸在工作中承受周期性變化的氣體壓力，運動質(zhì)量慣性力和其它力矩的共同作用，承受交變載荷，并受到扭轉(zhuǎn)和縱向振動所產(chǎn)生的附加應力作用，易于造成疲勞破壞。

　　同時，由于曲軸形狀復雜，應力集中嚴重，且在應力集中處曲軸的應力分布極不均勻，易產(chǎn)生大小和性質(zhì)不同的疲勞應力。

　　面臨上述問題，在設計階段必須找出切實可行的手段。

　　因此如何較準確地得到交變載荷作用下發(fā)動機曲軸的應力、變形的大小及分布，校核其疲勞強度，估算其疲勞壽命，對于指導曲軸的優(yōu)化、改進設計具有重要意義。

　　采用先進的有限元工具和合理的計算條件對發(fā)動機曲軸進行分析，是目前車用發(fā)動機生產(chǎn)廠家迫切需要的。

　　1 有限元法及ANSYS簡介：有限元法(Finite Element Method，簡稱FEM)是一種數(shù)值離散化方法，根據(jù)變分原理求其數(shù)值解。

　　因此適合于求解結(jié)構(gòu)形狀及邊界條件比較復雜，材料特性不均勻等力學問題，能解決幾乎所有工程領域中各種邊值問題。

　　隨著電子計算機的發(fā)展，有限元分析方法已經(jīng)成為疲勞強度分析和壽命預測的主要輔助工具。

　　ANSYS有限元軟件包是一個多用途的有限元法計算機設計程序，可以用來求解結(jié)構(gòu)、流體、電力、電磁場及碰撞等問題。

　　2.發(fā)動機曲軸連桿機構(gòu)的組成及受力分析：曲柄連桿機構(gòu)是往復式內(nèi)燃機中的動力傳遞系統(tǒng)。

　　曲柄連桿簡圖見圖1。

　　曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動部分。

　　在做功沖程中，它將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能活塞往復運動、由曲軸旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，對外輸出動力;在其它沖程中，則依靠曲柄和飛輪的轉(zhuǎn)動慣性、通過連桿帶動活塞上下運動，為下一次做功創(chuàng)造條件。

　　圖1 曲柄連桿簡圖

　　3.曲軸連桿機構(gòu)的主要參數(shù)

　　發(fā)動機 轉(zhuǎn)速 2500n/min 調(diào)速率15% 連桿軸頸直徑 58mm 主軸頸直徑 64mm

　　曲柄半徑R 45mm 連桿中心距L 168mm 連桿比λ R/L=0.2679

　　連桿質(zhì)心到小頭中心距L1 108mm 連桿總質(zhì)量ML 1.25Kg 活塞和活塞環(huán)總質(zhì)量Mjz 0.65Kg 爆發(fā)壓力 12.0MPa 活塞缸直徑D 70mm

　　軸材料的主要特性常數(shù)見表1。

　　表1 軸材料的主要特性常數(shù)

　　4. 載荷狀況的確定

　　本文研究的發(fā)動機為四缸發(fā)動機，它的發(fā)火順序為1—2—4—3。

　　根據(jù)實際經(jīng)驗來看，曲軸在受到最大爆發(fā)壓力時的應力和變形最大。

　　這樣對于四缸發(fā)動機，只需考慮 3 缸發(fā)火狀況下活塞處于壓縮行程終了，在上止點位置時的受力狀況即可。

　　 曲軸所受到的最大壓縮載荷在膨脹沖程上止點

　　F氣體+ F往復+ F旋轉(zhuǎn) =38940.48N

　　 曲軸所受到的最大拉伸載荷在進氣沖程開始的上止點

　　= F往復+ F旋轉(zhuǎn) =7217.52N

　　5. 分析計算

　　(1)建立曲軸的三維模型見圖2

　　圖2 曲軸的三維模型

　　(2)定義單元屬性：本文選擇第二類單元，10節(jié)點的solid92，此單元由十個點定義每個節(jié)點有三個自由度節(jié)點x 、y 和z 方向位移。

　　并且單元有可塑性、蠕動、膨脹、應力剛化、大變形和大張力的能力。

　　(3)劃分網(wǎng)格、定義邊界條件、在連桿軸頸上施加載荷、推算出第三缸爆破時各個連桿軸頸的載荷見表2;施加了載荷、約束的曲軸見圖3.

　　表2 第三缸爆破時各個連桿軸頸的載荷

　　圖3 施加載荷、約束的曲軸

　　(4)分析結(jié)果：曲軸的變形形狀圖見圖4;

　　圖4曲軸的變形形狀圖

　　曲軸位移分布等值線圖見圖5;

　　圖5 曲軸位移分布等值線圖

　　應變分析：最大變形位于第三連桿軸頸與曲柄的圓角過渡處，其最大值為0.534mm。

　　應力分析 ：應力集中部位在曲柄臂與主軸頸，曲柄臂與連桿軸頸的過渡圓角處，這與實際情況相符合，這些地方連接處的過渡圓角，以及軸頸油孔邊緣是應力集中最為嚴重的部位，是曲軸產(chǎn)生疲勞斷裂最危險的部位。

　　強度校核：曲軸靜強度安全系數(shù)校核 ， 式中 為材料的強度極限，該材料的強度極限為980MPa; 是曲軸危險部分的最大應力，根據(jù)曲軸應力分布等值線圖，可得到最大應力202 MPa。

　　所以n =4.85。

　　通常發(fā)動機曲軸安全系數(shù)[n] ≧2-3，所以強度安全系數(shù)在許用范圍內(nèi)，曲軸的強度滿足要求。

　　曲軸疲勞強度安全系數(shù)校核

　　=85.25MPa， =116.75 MPa。

　　各個參數(shù)如下： =760.2 MPa， ， ， ，

　　將上述數(shù)據(jù)代入公式中得到nσ=5.32。

　　所以該曲軸的疲勞強度滿足要求。

　　6　結(jié)論：通過ANSYS分析，應力集中部位在曲柄臂與主軸頸，曲柄臂與連桿軸頸的過渡圓角處，這與實際情況相符合，這些地方連接處的過渡圓角，以及軸頸油孔邊緣是應力集中最為嚴重的部位，是曲軸產(chǎn)生疲勞斷裂最危險的部位。

　　曲軸最大等效應力遠低于曲軸材料屈服強度,曲軸疲勞安全系數(shù)滿足曲軸設計要求。

　　機電一體化論文二

　　摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，機電一體化技術也得到了快速發(fā)展,而機電一體化在工程機械中的應用與發(fā)展也促進了工程機械的不斷進步。

　　本文主要對機電一體化技術以及其在工程機械中的應用與發(fā)展進行了分析研究。

　　關鍵詞：工程機械 機電一體化技術 應用 發(fā)展

　　引言

　　隨著科學技術以及新興科技突飛猛進的發(fā)展，極大地促進了學科之間的相互滲透、融合，同時也促進了工程建設領域的革新與創(chuàng)新。

　　目前，機電一體化已經(jīng)漸漸成為一種獨立的技術，在各行各業(yè)都有不同程度的應用。

　　尤其是科學技術的發(fā)展，在很大程度上促進了機電一體化的進步與創(chuàng)新，并且在工程機械中得到了很好的應用。

　　積極地采用機電一體化，將機械、電子技術和液壓技術進行了有效的結(jié)合，大大地提高了機械的多種功能，

　　比如說，動力性能提升，燃油的經(jīng)濟效益提高，安全性和可靠性大增，操作的精準度和舒適度都大幅度提高，機械的使用壽命也隨之延長。

　　所以，研究工程機械機電一體化的應用與發(fā)展有著重大意義。

　　一、機電一體化技術的概述

　　機電一體化就是綜合地運用機械、計算機、微電子、電力電子、光學、接口等技術，對各個功能進行合理的配置，從而實現(xiàn)了高質(zhì)量、多功能、低能耗的價值和功能。

　　機電一體化也稱之為機械電子學,屬于一門新興的邊緣綜合科學, 機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、控制技術和

　　精密機械技術有機結(jié)合，并綜合應用到實際中去的綜合技術。

　　主要是通過微電子技術的應用,把微電子技術引進到相關的動力功能、機械主功能、控制功能等方面,在軟件方面能夠使得機械裝置與電子裝置相互進行有機結(jié)合而形成有效的系統(tǒng)。

　　而隨著科學技術的發(fā)展，機電一體化技術也得到了快速發(fā)展，并且處于不斷創(chuàng)新與進步之中。

　　機電一體化技術逐漸走向了高智能化、微型化、網(wǎng)絡化、個性化和綠色化的趨勢。

　　而機電一體化技術在工程機械中的應用,能夠使得各種性能方面都得以明顯改善,比如操作舒適性能夠得以有效提高;機械能耗能有效大幅度降低,明顯提高機械功效。

　　可靠性不斷提高;不斷提高相應的作業(yè)精度和作業(yè)效率。

　　二、工程機械機電一體化技術的應用

　　機電一體化技術具有廣闊的發(fā)展前景和極高的應用價值，尤其是在工程機械中的應用更具廣泛性和有效性，機電一體化技術在工程機械中的應用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　1、機電一體化技術的在工程機械提高生產(chǎn)效率、節(jié)能降耗方面的應用

　　在傳統(tǒng)的工程機械中，能量的充分利用率和使用率比較低。

　　比如說，液壓挖掘機其燃料的充分利用率僅僅占了30%，剩下的70%左右的能量都被浪費了。

　　在能源資源高度緊張的今天，迫使機械工程的發(fā)展必須向著“節(jié)能降耗”的方向發(fā)展。

　　比如說，小松公司生產(chǎn)的挖掘機能夠很好地達到節(jié)能降耗的目的，大約可以節(jié)省23%的燃料，最主要的原因就是新型的控制節(jié)能器的采用。

　　日立公司生產(chǎn)的挖掘機，采用了“卡特電子效率”節(jié)能控制體系，通過對泵以及發(fā)動機的綜合、全面控制，大大提高了利用率，其能量利用率能夠達到98%左右，生產(chǎn)率也相應地得到了大幅度的提升。

　　所以說工程機械中電子節(jié)能控制器的運用，大幅度提高挖掘機等大型工程機械設備的能量利用率，一定程度上發(fā)揮到了節(jié)能的作用。

　　電子節(jié)能控制器操作比較簡單，對機械的磨損也相對減少，從而提高了工作的效率。

　　2、在自動化以及半自動化的作業(yè)全過程中的應用

　　工程機械全面地實現(xiàn)作業(yè)自動化以及半自動化水平，可以有效地降低操作人員的勞動強度，有效地提高生產(chǎn)效率，大大減少了因為操作人員的經(jīng)驗不足或技術不到位對于操作精度的影響。

　　比如說，三菱公司設計生產(chǎn)的挖掘機，有控制挖掘機軌跡系統(tǒng)的功能，相關的操作人員在控制板上將鏟斗的運動形狀和運動軌跡設定好之后，

　　相應的微機操作系統(tǒng)就會根據(jù)不同角度的傳感器發(fā)出的信號，對動臂、鏟刀和斗桿的運動進行自動的控制，從而實現(xiàn)多種特定斷面溝槽、開口和斜坡的精準挖掘，有效地實現(xiàn)了挖掘操作的自動化水平。

　　3、在控制柴油機上的應用

　　要想進一步深入發(fā)展柴油機技術, 應該要解決發(fā)動機排放質(zhì)量與最低油耗間的矛盾。

　　在電子技術發(fā)展十分迅速的今天,采用電子節(jié)能液壓泵系統(tǒng)能夠有效減小能耗, 還能自動控制冷風扇的轉(zhuǎn)速隨溫度的變化, 這樣的條件下, 電子控制自動變速,

　　還包括根據(jù)負荷條件自動調(diào)節(jié)柴油機油門等內(nèi)容都能得以實現(xiàn), 能夠使得在各種變工況下的柴油機,在滿足經(jīng)濟指標和排放指標的最佳噴油時間的同時, 能夠?qū)崿F(xiàn)凈化排氣、節(jié)約能源、提高效率。

　　4、機械操作的自動化能夠降低勞動強度

　　在工程機械施工操作中引入機電一體化實現(xiàn)操作的自動化或者半自動化，這樣大大降低了勞動強度，提高了工作效率，并且大大減少了因為操作者工作經(jīng)驗不足而造成的作業(yè)精度的影響。

　　5、在工程作業(yè)精確度方面的應用

　　在工程機械設備中使用電子控制系統(tǒng)可以將稱量的過程自動化，對稱量系統(tǒng)實現(xiàn)微機控制，使得稱量更加精確。

　　自動找平裝置的應用，大大提高了混凝土瀝青攤鋪機的工作效率和施工質(zhì)量。

　　自動供料系統(tǒng)(超聲波技術)的應用，完美地完成了混凝土瀝青攤鋪機對于供料的自動調(diào)節(jié)，全面提升了攤鋪的效果和質(zhì)量。

　　與此同時，鏟運機鏟斗刀、平地機刮刀以及推土機鏟刀的電子化操作控制，減少了誤差，提高了工作效率，同時還節(jié)約了人力，降低了施工人員的工作強度，高效、快捷，符合現(xiàn)代工程施工的要求。

　　6、電子監(jiān)控、故障自診以及自動報警

　　電子監(jiān)控、故障自診以及自動報警，也就是說對于工程機械的工作裝置，傳動系統(tǒng)、發(fā)動機、液壓系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)進行全面的監(jiān)控，一旦在運行的過程中發(fā)生異常情況，就會自動地找出故障的位置并自動進行報警提示。

　　機電一體化的發(fā)展和應用，大大地改善了操作人員的現(xiàn)實工作條件，全面提高了機械設備的工作效率。

　　與此同時，簡化了機械設備檢查和維護的工作，相應地減少了維修費用，大大降低了維修停機的時間，對于提高機械設備的使用壽命有很大的作用和意義。

　　三、工程機械機電一體化技術的發(fā)展

　　1、傳感技術的融合

　　目前,傳感器技術在現(xiàn)代工程機械上應用較為廣泛,比如,發(fā)動機可以通過機油壓

　　力傳感器、冷卻水溫度傳感器等來進行發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測和控制;

　　瀝青攤鋪機上的傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)攤鋪機在工作時實現(xiàn)自動找平且行走速度不變的特點,還能滿足攤鋪出來預定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。

　　在感器技術的迅猛發(fā)展的今天,精度要求越來越高,可靠性和穩(wěn)定性也能不斷提高,越來越廣的采集信息范圍也超著集成、多功能化和智能化方向發(fā)展,所以,未來在工程機械上將應用越來越多種類的傳感器。

　　2、工程機械機電一體化趨于計算機與信息處理技術的應用

　　計算機是實現(xiàn)信息處理的主體, 信息處理技術包括范圍應用比較廣, 主要包括

　　信息的輸入、識別、運算、變換、存儲及輸出等等方面。

　　計算機技術范圍涉及到網(wǎng)絡與通信技術、硬件和軟件技術、數(shù)據(jù)庫技術等等方面。

　　要想工程機械機電一體化技術發(fā)展不斷進步, 應該大力發(fā)展計算機應用及信息處理技術。

　　3、電子控制理論的指導性增強

　　工程機械現(xiàn)代化的重要標志就是以微電子為核心的高新技術, 通過其應用和推廣,在相關控制理論指導下,能夠滿足系統(tǒng)智能化設計的要求,完成相關的設計后的系統(tǒng)仿真等等。

　　結(jié)束語

　　綜上所述，機電一體化在工程機械中的應用發(fā)展是當前機械工業(yè)發(fā)展必然的趨勢，也是振興和發(fā)展機械工業(yè)的必經(jīng)之路。

　　隨著科學技術的不斷發(fā)展,工程機械機電一體化還會有著更多的創(chuàng)新與發(fā)展,未來工程機械機電一體化技術的應用將會融合機、電、光以及磁的綜合性能，更好地促進工程機械的發(fā)展。

　　參考文獻：

　　[1]張彬. 論機電一體化技術在現(xiàn)代工程機械中的應用與發(fā)展[J]. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2012,05:180.

　　[2]申寧,李國銘. 論機電一體化的發(fā)展及在工程機械中的應用[J]. 企業(yè)技術開發(fā),2012,32:90-91.

　　[3]史鳳蘭. 機電一體化技術在工程機械中的應用[J]. 科技致富向?qū)?2010,30:206-207.

　　[4]冷俊.機電一體化在工程機械中的應用[J].科技資訊,2009(07).

　　機電一體化論文三

　　【摘要】：為保證電力系統(tǒng)的安全運行，國內(nèi)的大型機組均使用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行控制，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制、同步并網(wǎng)、負荷控制等功能。

　　本文以電廠300MW機組使用的上海汽輪機有限責任公司生產(chǎn)的汽輪機為例，介紹其系統(tǒng)機構(gòu)、調(diào)試要點和實現(xiàn)功能。

　　【關鍵詞】：300MW機組;電液調(diào)節(jié)系統(tǒng);控制;調(diào)試

　　近年來，300MW機組在我國得到了廣泛的應用。

　　為保證電力系統(tǒng)的安全運行，國內(nèi)的大型機組均使用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行控制，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制、同步并網(wǎng)、負荷控制等能。

　　改變了系統(tǒng)的適應性和靈活性，提高了控制能力和控制效果，大大提高了發(fā)電機組的自動化水平[1]。

　　本文以電廠300MW機組使用的上海汽輪機有限責任公司生產(chǎn)的汽輪機為例，介紹其系統(tǒng)機構(gòu)、調(diào)試要點和實現(xiàn)功能。

　　1、系統(tǒng)簡介

　　該電廠的機組熱控系統(tǒng)采用上海新華控制工程有限公司提供的Symphony系統(tǒng)，是一套集計算機、自動控制技術、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡為一體的產(chǎn)品，

　　具有獨立的分散控制系統(tǒng)、監(jiān)控技術及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，能夠滿足各個生產(chǎn)領域?qū)π畔⒐芾砗瓦^程控制的需求。

　　系統(tǒng)采用合理的軟、硬件功能配置和模塊化設計，具有易于擴展的能力，將離線和在線調(diào)試集中于一體，便于調(diào)試及修改，設備的各個控制相對對立。

　　由高速數(shù)據(jù)網(wǎng)、DPU以及連接在網(wǎng)上的人機接口站組成，采用開放式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，設計了冗余TCP/IP網(wǎng)絡結(jié)點在不同類型的站。

　　其中，汽輪機系統(tǒng)的功能模件組成了一個過程控制單元，，包括汽機基本控制、超速保護和汽機自啟停3個功能，并分別由3個冗余的功能控制器和相應的功能子模件完成。

　　其硬件配置圖如下：

　　圖一 汽輪機硬件配置

　　機組的汽輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)操作員站是基于WindowsNT(2000)環(huán)境下的人機系統(tǒng)，具有界面友好、操作方便的特點。

　　共設置了包括總貌、趨勢、棒圖、操作面板、報警信息等11幅畫面，為運行人員提供了方便的操作手段，通過監(jiān)控畫面實施檢測汽輪機的運行。

　　2、控制功能

　　汽輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制功能由3對冗余的BRCl00控制器實現(xiàn)，主要控制汽輪機的轉(zhuǎn)速和功率，通過GV、TV、RSV和 IV實現(xiàn)，同時還具備防止汽機超速的保護邏輯。

　　主要功能包括超速保護、基本控制和自啟停，3部分之間既相互獨立，又通過對總線的控制交換控制信息。

　　2.1 超速保護

　　這部分的作用主要是超保護邏輯、DEH跳閘邏輯及超速試驗選擇邏輯、提供有開關狀態(tài)及汽機自動停機掛閘狀態(tài)三選二、轉(zhuǎn)速三選二，控制著OPC電磁閥，，并匯總DEH跳閘信號通過接線將其送到ETS[2]。

　　能夠有效防止汽輪機的轉(zhuǎn)速飛快上升，維持轉(zhuǎn)速在3000r/min。

　　超速實驗必須在大于2950 r/min的定速3000 r/min、油開關未合閘的情況下進行。

　　2.2 基本控制部分

　　基本控制部分是汽輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心，它提供與轉(zhuǎn)速及復合相關的控制邏輯、調(diào)節(jié)回路，

　　通過一對冗余的BRC100實現(xiàn)所有伺服閥接口和閉環(huán)控制的PID調(diào)節(jié)器。

　　此外，還包括自動控制的其他功能，如限制設定、閥門管理、閥門設定、閥門試驗、閥門切換、設定值/變化率發(fā)生器等。

　　2.2.1 轉(zhuǎn)速控制

　　該電廠使用的汽輪機包括高壓缸啟動和高中壓缸啟動兩種啟動方式。

　　由TV控制沖轉(zhuǎn)高壓缸啟動，當汽機掛閘后，閥門未處于校驗狀態(tài)，運行人員可以發(fā)出用戶RUN命令，這時TV保持關閉，GV、IV全開。

　　這個命令相當于開機指令，它的發(fā)出意味著沖轉(zhuǎn)開始，汽機運行期間始終保持RUN命令，當汽機重新跳閘才能將其清除掉。

　　根據(jù)DEH的畫面，運行人員可以設定升速率和目標轉(zhuǎn)速，當轉(zhuǎn)速給定等于目標值時，程序會自動進入HOLD狀態(tài)，等待運行人員重新發(fā)出新的目標值。

　　在汽輪機升速的過程中，除了臨界區(qū)外，運行人員可以隨時發(fā)出HOLD命令，這個時候，轉(zhuǎn)速給定與實際轉(zhuǎn)速相等，汽機會停止繼續(xù)升速，持當前轉(zhuǎn)速[3]。

　　為保證汽機安全通過臨界區(qū)，轉(zhuǎn)速在920~2000 r/min、2120~2820 r/min時，進入臨界區(qū)，自動設置升速率為500 r/min。

　　工程師站可在線修改轉(zhuǎn)速的臨界區(qū)范圍。

　　2.2.2 負荷控制

　　包括開環(huán)和閉環(huán)兩種負荷控制的方式。

　　開環(huán)方式需要運行人員隨時注意實際負荷的變化，當前前蒸汽參數(shù)和V閥門流量曲線決定了目標負荷和實際負荷的近似程度;

　　閉環(huán)是指控制過程中引入發(fā)電機調(diào)節(jié)級壓力反饋或有功功率反饋，這時的汽機GV受調(diào)解級壓力PID或負荷PID的控制調(diào)節(jié)。

　　剛投入發(fā)電功率閉環(huán)，為保證功率閉環(huán)投時無其他顧慮，應采用負荷給定和目標負荷跟蹤當前實際負荷，可根據(jù)需要設定升負荷率和符合目標值。

　　待鍋爐自 動燃燒后，汽輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)可轉(zhuǎn)入鍋爐自動方式。

　　負荷控制的主要功能包括主蒸汽壓力限制或保護、負荷限制、閥位限制、頻率校正、單閥/順序閥切換、閥門試驗和閥門校驗等功能。

　　主蒸汽的壓力限制功能指當機前壓力降低至保護限值以下時，GV將以0.1%/s的速率關閉，直到機前壓力恢復到限值之上0.07MPa;

　　氣壓保護功能主要用于在單元制機組的鍋爐異常運行時，用以恢復穩(wěn)定燃燒，有助于防止鍋爐發(fā)生滅火事故[4]。

　　負荷限制包括高負荷限制和低負荷限制兩種;閥位的限制功能允許機組運行人員設定平均閥位的最大值，當平均閥位的最大值超過這個限制會報警。

　　2.2.3 自動帶初負荷

　　當時主蒸汽的壓力決定了初負荷的實際大小，因此應引入主蒸汽壓力進行修正，主蒸汽壓力低時閥門開度較大，高時閥門開度小，可由工程師站在線修改。

　　2.3 自啟停功能

　　這部分以轉(zhuǎn)子的應力計算為基礎，具有監(jiān)視和控制兩種功能，由一對冗余的BRC100完成。

　　控制并監(jiān)視汽輪機運行的全過程，包括盤車、升速、帶負荷、并網(wǎng)等。

　　升速過程中，汽輪機自啟停根據(jù)轉(zhuǎn)子的應力結(jié)算結(jié)果確定機組的狀態(tài)，并給出推薦的升速率和目標轉(zhuǎn)速;監(jiān)視方式局限于報警或相關提示。

　　轉(zhuǎn)子應力關系著汽輪機的使用壽命，300MW汽輪機的推薦使用壽命統(tǒng)稱為10000次循環(huán)曲線。

　　汽輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計了HEAVY、MEDIUM和NORMAL循環(huán)對應的許用應力，分別為3000次、5000次、10000次，使其具有不同的轉(zhuǎn)速和負荷變化率。

　　根據(jù)計算結(jié)果和選擇的許用應力，系統(tǒng)ATC程序還可計算出月轉(zhuǎn)子壽命消耗值、年轉(zhuǎn)子壽命消耗值及轉(zhuǎn)子壽命總消耗值。

　　3、小結(jié)

　　該電廠的300MW機組汽輪機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)自投入運行以來，控制邏輯設計滿足了工藝流程的要求，硬件動作可靠，

　　具有良好的組態(tài)性能和正常的系統(tǒng)通訊功能，滿足了300MW機組汽輪機的控制要求。

　　【參考文獻】：

　　[1] 陳新安.變頻技術在300 MW機組燃煤發(fā)電機組鍋爐供油系統(tǒng)中的應用研究[D].浙江大學碩士學位論文,2006.

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　　[3 王穎,王印松,李中華. 300MW汽輪機調(diào)速系統(tǒng)模型與非線性分析[J]. 儀器儀表用戶, 2006,13(5):88-89.

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