单向快速缩回的电液伺服系统技术方案

一种单向快速缩回的电液伺服系统，涉及阀门控制技术领域，所解决的是现有技术不能同时保证控制精度和响应速度的技术问题。该执行机构包括伺服控制液路、快速缩回控制液路和油箱；所述伺服控制液路包括伺服电机、双向泵、油动机和四个液控单向阀，用于对汽轮机阀门进行低速度精确控制；所述快速缩回控制液路包括快关安全阀、储能泵电机、储能泵、高压储能器、快关电磁阀、上压力开关和下压力开关，用于对汽轮机阀门进行快速动作控制。本发明专利技术提供的系统，响应速度快、控制精度高，运行成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阀门控制的技术，特别是涉及一种单向快速缩回的电液伺服系统的技术。
技术介绍
汽轮机阀门的开度都通过由液压系统进行控制，传统的汽轮机调节系统都采用阀控油动机的电液伺服系统，这种系统(参见图2)采用由外部供油的电液伺服阀Hs，电液伺服阀Hs的进油口和回油口分别连接外部油源，两个控制油口分别连接活塞式油动机U2的两个工作腔；运行时输入阀位指令信号，将油动机U2的阀位反馈信号LVDT经解调器TD转为电信号后与阀位指令信号C进行比较，并根据比较结果控制电液伺服阀Hs动作，进而控制油动机U2的活塞行程。由于电液伺服阀具有较快的响应速度，因此这种系统能很好地满足给水泵汽轮机的调节系统对快速响应的要求。但是由于电液伺服阀本身固有的结构特点，使得这种系统具有以下缺点：1)电液伺服阀的加工精度要求较高，其价格十分昂贵；2)由于电液伺服阀结构细小且阀体较脆弱，因此对油液污染特别敏感，其阀芯容易被油液中的杂质磨损而导致失灵，因此必须配备过滤精度很高的过滤系统；3)由于电液伺服阀对温度变化较敏感，而阀控油动机电液伺服系统的能量损耗很严重，其节流发热较大，因此必须配备较完善的冷却系统；4)由于电液伺服阀由外部供油，因此需要一套泵站系统提供恒压油源，从而增大了系统整体的体积和复杂程度；5)当系统处于非工作周期时(保压工况和空转工况)，系统仍处运行状态，增加了运行成本。上述缺点使得阀控油动机电液伺服系统的成本较高。为了克服阀控油动机电液伺服系统的缺点，出现了一种直驱式容积控制电液伺服系统(DDVC系统)，这种系统(参见图3)的液压主回路采用闭式油路，其油泵D3的两个油口分别连接活塞式油动机U3的两个工作腔，在系统中还设有用于平衡系统正反运行时油量容积差的液控吸油单向阀(两个液控单向阀H31、H32)及用于锁住活塞杆的液控出油阀(两个液控单向阀H33、H34)；运行时通过交流伺服电机M3控制油泵D3的输出流量和液压油的流动方向，进而控制油动机U3的活塞行程。这种系统具有以下优点：1)由于液压主回路是闭式回路，系统用油量很少且受外界污染机会较少，因此只需要小油箱(油罐)即可，而且系统中无敏感元件，因此也不需要配备过滤装置；2)由于直驱式容积控制电液伺服系统中没有节流元件，压力损耗很小，因此油泵工作时产生的热量很少，系统可以自散热，不需要配备冷却系统；3)系统只在执行机构工作时，才启动交流伺服电机，当系统处于非工作周期时(保压工况和空转工况)几乎不消耗能量，其运行成本很低。因此直驱式容积控制电液伺服系统相对阀控油动机电液伺服系统成本较低，但是由于交流伺服电机和油泵组合的灵敏性要低于电液伺服阀的灵敏性，因此这种系统的响应速度较慢，无法应用于对快关功能要求较高的大功率汽轮机。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种响应速-->度快的、控制精度高，运行成本低的单向快速缩回的电液伺服系统。为了解决上述技术问题，本专利技术所提供的一种单向快速缩回的电液伺服系统，包括伺服控制液路和油箱；所述伺服控制液路包括伺服电机、双向泵、油动机和四个液控单向阀；所述伺服电机连接并控制双向泵运行；所述四个液控单向阀分别为第一液控单向阀、第二液控单向阀、第三液控单向阀、第四液控单向阀；所述油动机具有两个工作腔，分别为有杆腔和无杆腔；所述双向泵具有两个油口，分别为第一油口和第二油口，其第一油口经第一液控单向阀连接油动机的有杆腔，其第二油口经第二液控单向阀连接油动机的无杆腔；所述油箱经第三液控单向阀连接双向泵的第一油口，经第四液控单向阀连接双向泵的第二油口；所述第一、第三液控单向阀的控制油口连接双向泵的第二油口，所述第二、第四液控单向阀的控制油口连接双向泵的第一油口；所述油动机内设有位移传感器，所述位移传感器经一解调器、一伺服放大器连接并控制伺服电机运行；其特征在于：还包快速缩回控制液路；所述快速缩回控制液路包括快关安全阀、储能泵电机、储能泵、高压储能器、快关电磁阀、上压力开关和下压力开关；所述快关安全阀具有一个控制油口、一个进油口和一个出油口，其出油口经一单向阀连接油动机的有杆腔，其进油口经一溢流阀连接油箱；所述高压储能器经一常闭型放油阀接至油箱，经一常开型进油阀连接快关安全阀的进油口；所述上压力开关和下压力开关连接并控制储能泵电机运行；所述储能泵电机连接并控制储能泵运行；所述快关电磁阀具有一个回油口、一个进油口和一个出油口，其出油口经一节流阀连接快关安全阀的控制油口，其回油口连接油箱；所述储能泵的进油口经一常开型截止阀连接油箱，经一常闭型截止阀连接外部油源，其出油口经一单向阀、一过滤器分别连接快关安全阀的进油口和快关电磁阀的进油口；所述油箱经一液控回油单向阀连接油动机的无杆腔，该液控回油单向阀的控制油口连接快关安全阀的出油口。进一步的，所述油箱设有一个进油口，其进油口经一预压式空气滤清器连接外部空气。本专利技术提供的单向快速缩回的电液伺服系统，由伺服电机和双向泵对汽轮机阀门进行低速度精确控制，由储能器、快关电磁阀对汽轮机阀门进行快速动作控制，因此其控制精度高，响应速度快；而且由于油动机是由伺服电机直接驱动的，与伺服阀驱动油动机的液压执行机构相比，其有效工作压力提高了三分之一，也即相同尺寸油动机推拉力大了三分之一；对液压系统液压清洁度的要求也可以从伺服阀控系统的NAS5级降低到NAS8级，大大降低了系统运行维护的成本，提高了系统运行的可靠性。附图说明图1是本专利技术实施例的单向快速缩回的电液伺服系统的液压图；图2是现有的阀控油动机的电液伺服系统的液压图；-->图3是现有的直驱式容积控制电液伺服系统的液压图。具体实施方式以下结合附图说明对本专利技术的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本专利技术，凡是采用本专利技术的相似结构及其相似变化，均应列入本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术实施例所提供的一种单向快速缩回的电液伺服系统，包括伺服控制液路和油箱N2；所述伺服控制液路包括伺服电机SM1、双向泵PM1、油动机CY1和四个液控单向阀；所述伺服电机SM1连接并控制双向泵PM1运行；所述四个液控单向阀分别为第一液控单向阀R1、第二液控单向阀R2、第三液控单向阀R4、第四液控单向阀R5；所述油动机CY1具有两个工作腔，分别为有杆腔和无杆腔；所述双向泵PM1具有两个油口，分别为第一油口和第二油口，其第一油口经第一液控单向阀R1连接油动机CY1的有杆腔，其第二油口经第二液控单向阀R2连接油动机CY1的无杆腔；所述油箱N2经第三液控单向阀R4连接双向泵PM1的第一油口，经第四液控单向阀R5连接双向泵PM1的第二油口；所述第一、第三液控单向阀的控制油口连接双向泵PM1的第二油口，所述第二、第四液控单向阀的控制油口连接双向泵PM1的第一油口；所述油动机CY1内设有位移传感器，所述位移传感器经一解调器TD1、一伺服放大器S1连接并控制伺服电机SM1运行；其特征在于：还包快速缩回控制液路；所述快速缩回控制液路包括快关安全阀CTV3、储能泵电机EM1、储能泵PM0、高压储能器N1、快关电磁阀CCF、上压力开关PS1和下压力开关PS2；所述快关安全阀CTV3具有一个控制油口、一个进油口和一个出油口，其出油口经一单向阀R6连接油动机CY1的有杆腔，其进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单向快速缩回的电液伺服系统，包括伺服控制液路和油箱；所述伺服控制液路包括伺服电机、双向泵、油动机和四个液控单向阀；所述伺服电机连接并控制双向泵运行；所述四个液控单向阀分别为第一液控单向阀、第二液控单向阀、第三液控单向阀、第四液控单向阀；所述油动机具有两个工作腔，分别为有杆腔和无杆腔；所述双向泵具有两个油口，分别为第一油口和第二油口，其第一油口经第一液控单向阀连接油动机的有杆腔，其第二油口经第二液控单向阀连接油动机的无杆腔；所述油箱经第三液控单向阀连接双向泵的第一油口，经第四液控单向阀连接双向泵的第二油口；所述第一、第三液控单向阀的控制油口连接双向泵的第二油口，所述第二、第四液控单向阀的控制油口连接双向泵的第一油口；所述油动机内设有位移传感器，所述位移传感器经一解调器、一伺服放大器连接并控制伺服电机运行；其特征在于：还包快速缩回控制液路；所述快速缩回控制液路包括快关安全阀、储能泵电机、储能泵、高压储能器、快关电磁阀、上压力开关和下压力开关；所述快关安全阀具有一个控制油口、一个进油口和一个出油口，其出油口经一单向阀连接油动机的有杆腔，其进油口经一溢流阀连接油箱；所述高压储能器经一常闭型放油阀接至油箱，经一常开型进油阀连接快关安全阀的进油口；所述上压力开关和下压力开关连接并控制储能泵电机运行；所述储能泵电机连接并控制储能泵运行；所述快关电磁阀具有一个回油口、一个进油口和一个出油口，其出油口经一节流阀连接快关安全阀的控制油口，其回油口连接油箱；所述储能泵的进油口经一常开型截止阀连接油箱，经一常闭型截止阀连接外部油源，其出油口经一单向阀、一过滤器分别连接快关安全阀的进油口和快关电磁阀的进油口；所述油箱经一液控回油单向阀连接油动机的无杆腔，该液控回油单向阀的控制油口连接快关安全阀的出油口。...

【技术特征摘要】
1.一种单向快速缩回的电液伺服系统，包括伺服控制液路和油箱；所述伺服控制液路包括伺服电机、双向泵、油动机和四个液控单向阀；所述伺服电机连接并控制双向泵运行；所述四个液控单向阀分别为第一液控单向阀、第二液控单向阀、第三液控单向阀、第四液控单向阀；所述油动机具有两个工作腔，分别为有杆腔和无杆腔；所述双向泵具有两个油口，分别为第一油口和第二油口，其第一油口经第一液控单向阀连接油动机的有杆腔，其第二油口经第二液控单向阀连接油动机的无杆腔；所述油箱经第三液控单向阀连接双向泵的第一油口，经第四液控单向阀连接双向泵的第二油口；所述第一、第三液控单向阀的控制油口连接双向泵的第二油口，所述第二、第四液控单向阀的控制油口连接双向泵的第一油口；所述油动机内设有位移传感器，所述位移传感器经一解调器、一伺服放大器连接并控制伺服电机运行；其特征在于：还包快速缩回控制液路；所述快速缩回控制液路包括快关安全阀、储能泵电机、储能泵、高压储能器、...

【专利技术属性】
技术研发人员：万保中，
申请(专利权)人：上海汇益控制系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31