一種新型脈寬調(diào)制式高速開關(guān)閥的研究.pdf

1、數(shù)字式電液調(diào)速器以其智能化程度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)態(tài)誤差小以及抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為今后水輪機(jī)調(diào)速器的發(fā)展方向。高速開關(guān)閥具有響應(yīng)速度快、抗污染能力強(qiáng)、易于與電子電路接口等優(yōu)點(diǎn)，是數(shù)字式電液調(diào)速器的核心元件。高速開關(guān)閥的性能好壞直接影響水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制性能，現(xiàn)有的高速開關(guān)閥存在著輸出流量小、響應(yīng)速度慢等缺點(diǎn)，不能滿足水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制要求。本文針對(duì)水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)對(duì)高速開關(guān)閥的功能要求和技術(shù)指標(biāo)，設(shè)計(jì)出了一種新型脈寬調(diào)制式高速開關(guān)

2、閥。該閥采用單噴嘴擋板閥作先導(dǎo)級(jí)，球閥作功率級(jí)主閥，通過對(duì)該閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和理論分析，使所研究的高速開關(guān)閥能夠滿足水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制要求。
　　 本文所做的工作主要包括如下內(nèi)容：(1)根據(jù)脈寬調(diào)制式高速開關(guān)閥的技術(shù)指標(biāo)和功能要求，設(shè)計(jì)出了高速開關(guān)閥的具體結(jié)構(gòu)。該閥采用脈寬調(diào)制的方式，利用高頻電磁鐵直接驅(qū)動(dòng)單噴嘴擋板閥的擋板作高速運(yùn)動(dòng)，使差動(dòng)液壓缸的活塞在壓差作用下推動(dòng)主閥閥芯高速開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)出油口的快速通斷。(2)利用Flu

3、ent軟件對(duì)脈寬調(diào)制式高速開關(guān)閥的主閥流場(chǎng)以及噴嘴擋板閥流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值仿真。得出了流場(chǎng)的流線圖、速度矢量圖和壓力分布圖等；通過對(duì)不同結(jié)構(gòu)尺寸和不同邊界條件下的流場(chǎng)分析，找出了影響高速開關(guān)閥流場(chǎng)特性的相關(guān)因素，為該閥結(jié)構(gòu)尺寸的合理選擇提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。(3)分析了脈寬調(diào)制式高速開關(guān)閥的靜動(dòng)態(tài)特性。在所建立的高速開關(guān)閥動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，利用MATLAB中的Simulink工具建立了脈寬調(diào)制式高速開關(guān)閥的時(shí)域仿真模型，并對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了數(shù)