[发明专利]汽轮机转速调节系统模拟实验装置及其方法

权利要求书

1.汽轮机转速调节系统模拟实验装置，其特征在于：包括鼓风机、变频器、智能反馈调节阀、驱动涡轮、转子-轴承系统、转速传感器、加载轮盘、支承装置、工控机及PC机；

所述的工控机包括前置放大器、信号采集A/D、控制单元、信号转换D/A、功率放大器；

所述的鼓风机上设置变频器，鼓风机通过气动软管与智能反馈调节阀相连接，智能反馈调节阀连接至驱动涡轮的进气蜗壳；

所述的汽轮机转速调节系统模拟实验装置中驱动涡轮、转子-轴承系统、转速传感器、加载轮盘同轴依次连接；

所述转子-轴承系统两端设置支承装置；

所述的智能反馈调节阀与转速传感器分别通过信号屏蔽线与工控机内数据采集接线端子板相连接，工控机通过SCSI-II电缆与PC机相连接；

所述控制单元为PID控制单元；所述转子-轴承系统由转轴及其两端的两个配套轴承组成；所述转速传感器为光电编码器。

2.汽轮机转速调节系统模拟实验方法，其特征在于：鼓风机产生高压气体，通过变频器改变交流电频率以控制鼓风机供气流量；高压气体通过智能反馈调节阀调节气体流量后再经过喷嘴结构加速驱动涡轮转动，驱动涡轮带动转子-轴承系统运行，转子-轴承系统在静止或者运行过程中，与转子-轴承系统同轴转动的转速传感器采集转速信号，经过前置放大器放大后将信号传递给信号采集A/D，得到处理后的转速信号，通过控制单元计算智能反馈调节阀开度信号，阀门开度信号通过信号转换D/A，并通过功率放大器放大后交予调节阀执行机构执行，改变阀门开度调节驱动涡轮的进气流量，改变转子-轴承系统的转速；所述模拟实验方法包括静态特性实验方法，鼓风机产生高压气体，通过变频器改变交流电频率以控制鼓风机供气流量；高压气体通过智能反馈调节阀调节气体流量后再经过喷嘴结构加速驱动涡轮转动，预先设定阀门开度；阀门开度通过工控机采集后实时反馈至PC机；受涡轮带动转子-轴承系统旋转，转子-轴承系统同时带动加载轮盘、同轴的转速传感器旋转；加载轮盘限制转子-轴承系统的转速，防止转子-轴承系统的转速过高；转速传感器采集的脉冲信号经过转换后转换为转速信号并通过工控机采集处理信号并传递给PC机，获得测试系统的静态特性；所述模拟实验方法还包括动态特性实验方法，实验开始前，预先设定目标转速，系统自动调控阀门开度变化，通过工控机的控制单元控制，使得涡轮-转子系统最终稳定在目标转速附近，完成动态特性实验。

3.根据权利要求2所述的汽轮机转速调节系统模拟实验方法，其特征在于：所述的控制单元为PID控制单元。

4.根据权利要求2所述的汽轮机转速调节系统模拟实验方法，其特征在于：所述静态特性实验方法还包括在特定阀门开度下对应的转速变化曲线的绘制。

5.根据权利要求2所述的汽轮机转速调节系统模拟实验方法，其特征在于：所述动态特性实验方法的实验过程中可调整PID参数的数值，以此观察不同PID参数对调节系统性能的影响。