1、關于步進電機與數字閥的調節品質比較說明實踐證明,調速器系統故障有70%以上是由電液轉換器故障所引起的,為提高設備的可利用率,傳統步進機電電液轉換器由于其抗卡阻、電機失步后主配拒動、調節品質較差，近年來逐步被數字閥型電液轉換器所取代。其中，數字閥電液轉換器調速器以抗油閉環控制簡單、取消了步進電機的調節死區、調節品質高，安全可靠、因調節成線性，避免了過去步進電機調節精度差的問題，解決了因步進電機調節產生了“油錘”、調節品質差等因素在近幾年期得到了較為迅猛的發展，特別是四川東方電機在巨型轉漿機、燈泡貫流轉漿雙調節電站調速器應用成功后，在中小型電站得到了大量的推廣與應用。但是，步進電機也不是沒有缺陷的

2、：首先，由于步進電機是對應程序控制的脈沖一步一步運行的，如果發生卡阻就會導致電機位置與程序設定位置不一致，下面的控制就會被打亂導致失控，也就是我們通常所說的步進電機“失步”現象。另外，步進電機由于制造方面的特殊要求，其力矩特性比較“軟”，也就是說啟動時“力量”較小，啟動比較慢，這樣會導致以步進電機所控制的調速器接力器不動時間很難達到國標要求的0.2S，基于上面所敘述的轉漿機甩負荷后對迅速關機要求很高的特殊性，本身轉漿機的水頭就不高，這對于軸流轉漿式機組是尤其不利的。(1)數字閥線性調節控制的自復中電機轉換器數字閥型調速器它的突出特點是在電機液轉換這一重要環節采用了數字閥線性調節驅動自復中電機轉

3、換器。徹底避免了本行業的油液污染步進電機的失步死區問題，同時機械自復中技術的采用，使長期困擾電機方案的機械反饋得以取消，以及實現了系統電源消失時電液隨動系統保持在平衡位置（接力器開度不變）。這樣，大幅度提高調速器運行的穩定性和可靠性，為適用不同水輪機組控制提供了高品質、高可靠新的關鍵部件。目前，本行業有幾種自復中電機轉換器，其共同之處不用步進電機，但復中定位方式各不相同。其中一種是在與滾動螺母固定的軸向移動體徑向設置一對由彈簧和鋼球組成的定位器，依靠鋼球在軸向移動體的V型槽中復中定位；另一種則是在與滾動螺母固定的軸向移動體徑向設置一對由彈簧和軸承組成的定位器，軸承在機體（非移動體）的V型槽中復

4、中定位；再有一種是采用雙彈簧，通過力平衡，但實踐中雙彈簧平衡始終會存在誤差任需手動調節。我們認為，這幾種復中定位方式都存在固有缺陷。比如，有的是從理論上就很難保證復中定位精度，有是安裝或調整不當均會導致電機轉換部件蹩勁和發卡，其結果嚴重的將導致機械發卡故障和機組穩定性差以及機組溜負荷。我們知道，電機轉換器的復中直接影響電機轉換的控制精度，而電機轉換裝置的輸出是要求很高的復中精度的，因為受控于它的下一級主配壓閥的位置精度是微米級，而引導閥針塞的遮程通常在10m左右。性能及關鍵部件復中方式動作平穩復中精度滾珠絲桿副彈簧與鋼球與V型槽構成定位器一般一般國產彈簧與軸承與V型槽構成定位器有蹩勁一般國產雙

5、彈簧對中定位一般差國產閥芯定位好5m進口我公司研制生產的自復中電機轉換器，采用的是電磁閥閥芯自復中機理，易于實現準確復中，通過測試其復中精度小于3m。主要特點如下:（1）復中腔設置在電機轉換器下部，采用單彈簧復中，純機械定位，線性度好，定位準確，不存在三漂（溫漂、油漂、負載漂）。（2）數字閥線性調節使用液壓放大功率大，直接驅動液壓系統，結構簡單，制造和維護方便。（3）用閥芯按電信號流量控制，運動可逆，往返無行程，傳遞精度高。（4）自動工況、手動工況轉換無條件無擾動，平衡位置定位穩定，不受其他因素影響。（5）當電源消失時，電液隨動系統保持在平衡位置，導葉接力器開度不變。（6）無機械反饋，結構簡潔

6、。（7）易于實現計算機數字控制。(2)數字閥線性調節技術目前，用電機（步進電機、直流伺服電機）控制的水輪機調速器在大中型水電站已得到廣泛應用。采用線性調節的數字閥作為電氣轉換部件，使調速器調節品質提高，對抗油污能力的要求降低，同時維護亦更方便、簡單。尤其是這類調速器所采用的數字閥控制技術，是從國外的大型雙調節機組由東方電機應用并移植過來的，技術早已成熟且有相當廣泛的應用基礎，因此發展十分迅速和順利。近年來，由于計算機技術及控制理論的進步，使得電磁閥固有的結構簡單、可靠性高、驅動功率大及動態響應好等優勢得以充分發揮。因此，用數字閥驅動裝置作為水輪機調速器的電機位移轉換部件是科學技術進步的必然結果

7、。其次，數字閥驅動的速度環、位置環及電液環都將實現數字化，使數字閥驅動的技術性能和可靠性得到進一步提高。此外，由于受其本身力矩頻率特性的制約，步進電機構成的調速器普遍存在動態指標較差、接力器不動時間不能達標以及小波動調節不靈敏的問題日漸被廣大用戶所發現。以致于出現了一些地區的電力系統規定在大中型機組上不準使用步進電機型調速器的規定。而以新型數字閥線性調節為電液轉換元件的調速器以其優益的速動性能和繼承步進電機調速器的抗油污能力正是數字閥調速器的理想替代產品。為說明數字閥調速器的速動性，我們將其與公認速動性指標最好的步進電機控制的調速器相比較。一般認為電機慣性大，采用它進行控制的調速器速動性較差。

8、實際上，用數字閥轉換部件，其運動速度與通常的步進電機是相當的。下面舉例說明。例一，在電機轉換器中，由于采用多線大導程滾珠螺旋副將電機旋轉運動轉換成直線位移輸出，電機轉180度即可使下一級引導閥走完全行程。例如，設置數字閥的速率為每秒走1mm，則走180度需要0.125秒，那么引導閥和主配壓閥走完全行程亦是0.125秒。然而，在常用的電液轉換器方案中主配壓閥運動全行程約為0.2秒左右（試驗實測）。可見，數字閥裝置輸出的運動速度比電液伺服閥輸出的運動速度快。例二，將數字閥作為電機轉換部件與電液伺服閥的頻率特性進行比較和分析。電液數字閥的頻率特性試驗表明，其轉折頻率大多在34Hz左右，如下圖1所示。圖1 圖2在研制過程中，我們用做步進電機頻率特性試驗類似方法對用數字閥線性調節組成的交流伺服驅動裝置進行了頻率特性測試，測試時被測裝置帶20Kg重物作負載，其轉折頻率為2.9Hz，如圖2所示。從圖1、圖2所示頻率特性曲線可見，由數字閥線性調節組成的交流伺服驅動裝置的動態特性參數與常用的電液伺服閥的