JPH06146806A - 電気油圧式制御弁の開度制御装置 - Google Patents

電気油圧式制御弁の開度制御装置

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JPH06146806A
JPH06146806A JP29904992A JP29904992A JPH06146806A JP H06146806 A JPH06146806 A JP H06146806A JP 29904992 A JP29904992 A JP 29904992A JP 29904992 A JP29904992 A JP 29904992A JP H06146806 A JPH06146806 A JP H06146806A
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JP
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signal
opening
valve
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speed
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JP29904992A
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Tatsuo Takahashi
立夫 高橋
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械系の電気油圧変換器または制御弁の開閉
速度特性が変化しても、電気回路に設けた制御弁の最大
開閉速度に制限されるようにして、自動制御上の不都合
をなくすことを目的とする。 【構成】 実弁開度信号の変化率を検出する変化率検出
器からの実変化率信号と、弁の開または閉方向速度を制
限する速度制限設定器の設定信号との変化率偏差信号を
求め、この変化率偏差信号を係数倍する係数器を通して
弁の開または閉の速度制限値とし、この速度制限値を開
度指令信号と実弁開度信号の偏差信号を制限する信号制
限器の設定値として、電気油圧変換器への信号を制限す
ることにより弁の開または閉速度を制限することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービンやガスタ
ービンを備える発電または熱サイクルプラントにおい
て、タービンに流入する蒸気またはガス流量を制御する
電気油圧式制御弁の開度制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】タービンに流入する蒸気またはガスの流
量制御は、タービンの上流側に設けた制御弁の開度を調
整することにより行われる。この制御弁は、大きな駆動
トルクが必要なこと、および連続的にスムーズな開閉動
作が必要であることから、油圧力により開閉制御される
のが一般的である。また、自動制御装置との電気的なイ
ンターフェースを容易にするために、電気油圧変換器を
設けて電気信号を油圧信号に変換して制御弁の開度を制
御する方法が採られている。
【0003】図2に従来の弁開度制御装置を示す。同図
において、開度指令信号V1 と実弁開度信号V2 は加算
器1に入力され、それらの偏差が係数器2に入力されて
係数倍され、信号V3 となる。この信号V3 は信号制限
器3に入力され、弁の開速度の最大値を設定する開速度
制限設定器4の設定値V4Hと、弁の閉速度の最大値を設
定する閉速度制限設定器5の設定値V4Lとにより信号制
限を受け、信号V4 となる。この信号V4 は、電気油圧
変換器6において電気信号から油圧信号P1 に変換さ
れ、この油圧信号で制御弁7の開度を制御する。制御弁
7の開度P2 は、弁開度検出器8により開度に比例した
実弁開度信号V2 に変換されて加算器1に帰還され、弁
開度の閉ループ制御が行われる。
【0004】上記の電気油圧変換器6と制御弁7を電気
的な図で表現すると、図3のようになる。すなわち、電
気信号V4 は加算器6-1においてバイアス設定器6-2か
らの信号V4Bを加算され、信号制限器7-1を通して積分
器7-2に入力され、積分されて実弁開度信号V2 とな
る。
【0005】バイアス設定器6-2の信号V4Bは、機械的
なバイアスであり、自動制御装置が故障したり、あるい
は電気信号配線が断線して信号V4 が零となり、弁開度
制御が開ループとなった時に、制御弁7を全開方向また
は全閉方向に変化させ、制御系として安全な方向にもっ
ていくために設けられている。また、制御弁7は積分系
になっており、電気信号の極性によって開または閉方向
に変化し、電気信号の大きさによって制御弁7の開閉速
度が決められるが、信号制限器7-1で制限された速度以
上には速くならない。
【0006】また、制御弁7の自動制御上の最大開閉速
度の設定は、図2の信号制限器3によって行われるが、
機械側の信号制限器7-1よりも小さな(遅い)速度に設
定するのが一般的であり、例えば蒸気タービンの蒸気加
減弁においては、次のような設定となっている。即ち、
蒸気加減弁の急速な開動作では、制御弁を駆動するため
の制御油圧が急激に供給されるので、この時に油圧が低
下して、同一の制御油を使用している他の制御弁が閉ま
ってしまうのを防止する目的で、開速度制限を行う。ま
た、タービン回転体制御の安全方向である弁閉方向は、
機械系の持つ最大速度とするために、閉速度制限設定を
逃がした設定とするのが一般的であるが、機械系の速度
が極端に速い場合には制限設定することも必要である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図3に示したバイアス
設定器6-2は、機械的なバイアスであるために、経時的
に、あるいは温度等により変化し、また僅かではあるが
積分器7-2の積分時定数にも変化が生じる。
【0008】このような変化が生ずると、図2の信号制
限器3で設定している開または閉速度の制限設定と、実
際の弁開閉の最大速度との間にズレが生じてしまい、自
動制御上の不都合が生じる。特に、蒸気タービンの蒸気
加減弁のような場合には、機械系の速度特性が開方向に
速くなるようにズレると、急速な開動作で制御弁を駆動
するために、制御油圧が低下して他の制御弁が閉じてし
まったり、あるいは制御弁の閉め方向の速度が遅くなる
等、制御上の不都合が生じる。また、機械系の速度特性
が閉方向に速くなるようにズレると、制御弁の開速度が
遅くなり、制御上の不都合が生じる。このため定期的に
点検を行って、バイアス設定器6-2の再調整または開速
度制限設定器4や閉速度制限設定器5の再調整が必要と
なる。
【0009】また、機械系の制御弁開閉速度の特性ズレ
の影響を受けないようにするために、図2における信号
制限器3の使用をやめ、替りに、図4に示すように開度
指令信号V1 のラインの途中に変化率制限器9を設け、
開度指令信号V1 の最大変化率を制限する方法もある。
しかしながら、この方法では、開度指令側からの変化率
を制限できても、弁開度検出器8が不良となって実弁開
度信号が急変する状況下では、制御弁の最大開閉速度の
制限ができなくなる。
【0010】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
消すべくなされたもので、機械系の電気油圧変換器また
は制御弁の開閉速度特性が変化しても、電気回路に設け
た制御弁の最大開閉速度に制限されるようにして、自動
制御上の不都合をなくすことを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の電気油圧式制御
弁の開度制御装置は、実弁開度信号の変化率を検出する
変化率検出器からの実変化率信号と、弁の開または閉方
向速度を制限する速度制限設定器の設定信号との変化率
偏差信号を求め、この変化率偏差信号を係数倍する係数
器を通して弁の開または閉の速度制限値とし、この速度
制限値を開度指令信号と実弁開度信号の偏差信号を制限
する信号制限器の設定値として、電気油圧変換器への信
号を制限することにより弁の開または閉速度を制限する
ことを特徴とする。
【0012】
【作用】このような構成の本発明装置においては、実弁
開度信号の実変化率が、設定した弁の最大開閉速度より
も遅いときには、電気油圧変換器への信号制限値が大き
いので機械系の開閉速度特性で変化するが、実変化率
が、設定した弁の最大開閉速度に近づいてくると、電気
油圧変換器への信号制限値が小さくなって最大開閉速度
を越えないような信号を出力する。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。図1は本
発明の電気油圧式制御弁の開度制御装置の実施例を示す
もので、図中の破線の枠内が本発明の特徴部分である。
なお、図2におけると同一部分または同一信号には同一
の符号を付し、説明は省略する。
【0014】図1において、実弁開度信号V2 は変化率
検出器10にも入力し、変化率に比例した信号V5 、V
9 を出力する。信号V5 は弁開方向の実変化率信号で、
弁閉方向では零になっている。また、信号V9 は弁閉方
向の実変化率信号で、弁開方向では零になっている。
【0015】弁開方向の実変化率信号V5 は、加算器1
1において、弁の最大開速度を設定する開速度制限設定
器12の設定値V6 と比較演算され、それらの偏差が弁
開方向の変化率偏差信号V7 となる。この信号は、係数
器13に入力されて係数を乗算され、弁開方向信号制限
設定値V8 として信号制限器3に入力され、弁開方向の
信号最大値制限となる。また、弁閉方向の実変化率信号
V9 は、加算器14において、弁の最大閉速度を設定す
る閉速度制限設定器15の設定値V10と比較演算され、
それらの偏差が弁閉方向の変化率偏差信号V11となる。
この信号は、係数器16に入力されて係数を乗算され、
弁閉方向信号制限設定値V12として信号制限器3に入力
され、弁閉方向の信号最大値制限となる。
【0016】上述のように構成した本発明装置の実施例
において、実弁開度信号V2 が一定で変化していない時
には、弁開方向の実変化率信号V5 と、弁閉方向の実変
化率信号V9 は共に零になっている。このため、弁開方
向の変化率偏差信号V7 は開速度制限設定値V6 と等し
くなり、これを係数倍した信号が弁開方向信号制限設定
値V8 になっている。同様に、弁閉方向の変化率偏差信
号V11は閉速度制限設定値V10と等しくなり、これを係
数倍した信号が弁閉方向信号制限設定値V12になってい
る。なお、係数器13,16の係数設定は、実弁開度が
一定の時に、信号制限器3の制限値が弁の開速度または
閉速度最大値に相当するV4 値よりも大きくなるような
係数値にして、弁が動き始めるときにV4 値が制限され
ないようにすると共に、速度制限を速度制限設定値にで
きるだけ近い値にするために、比較的大きな係数値に設
定される。
【0017】開度指令信号V1 が開方向に変化すると、
開度偏差信号V3 が開方向に出力されるが、この時は、
信号制限器3による信号制限設定値V8 が大きな値にな
っているので、信号制限は行われずに、V4 =V3 の信
号が電気油圧変換器6に入力され、制御弁7は開方向に
変化する。これによって実弁開度信号V2 が開方向に変
化すると、変化率検出器10の弁開方向の実変化率信号
V5 が変化率に比例した信号を出力する。この時の実変
化率が開速度制限設定値V6 よりも遅いときには、弁開
方向信号制限設定値V8は大きな値を出力し、信号制限器
3による信号の制限が行われずに、弁開度はそのままの
速度で変化する。
【0018】また、このときの実変化率信号V5 が開速
度制限設定値V6 に限りなく近づくと、弁開方向信号制
限設定値V8 が徐々に小さくなってきて信号制限器3に
よる信号制限が行われ、制御弁7の開速度が制限される
ことになる。ここで、若し実変化率信号V5 =開速度制
限設定値V6になれば、弁開方向信号制限設定値V8 =
0の状態となって、信号制限器3の出力V4 =0にな
り、制御弁7の開方向の変化は行われないことになる
が、その場合には、それと同時に実変化率信号V5 =0
となって信号制限器3による信号制限が行われないの
で、再び制御弁7は開方向に変化する。これらの動作は
瞬時的に行われるので、結果的には制御弁7の開方向速
度は開速度制限設定値V6 を越えないように行われるこ
とになる。なお、以上の説明では、制御弁7の開方向動
作について述べたが、閉方向についても、それぞれ対応
する動作となるので、説明は省略する。
【0019】上述したように、本発明の実施例において
は、制御弁の実弁開度信号の実変化率を検出し、この変
化率と弁の最大開閉速度設定値との偏差値で、電気油圧
変換器へ入力する制御信号の制限を行うようにしたの
で、電気信号に対する機械系の弁開閉速度特性が変化し
ても、制御弁が所定の最大開閉速度を越えないように制
御することができる。なお、本発明は次のように変形し
て実施することもできる。
【0020】即ち、図1の実施例では、図2の従来例に
本発明を適用した例で説明しているが、図4のように、
開度指令値ラインに変化率制限器9を設けた従来例に本
発明の回路を付加することも可能である。
【0021】また、図1の実施例の係数器13,16の
出力側に信号制限器(図示せず)を設けてそれぞれ信号
の最大値を制限することにより、必要以上の開閉速度制
限設定信号とはせずに、最初に開度偏差信号V3 が大き
な値となったときにも、所望の制御弁開閉速度に制限す
ることができる。
【0022】
【発明の効果】上述のように、本発明に係る電気油圧式
制御弁の開度制御装置によれば、機械系の電気油圧変換
器または制御弁の開閉速度特性が変化しても、制御弁の
最大開閉速度を所望の範囲内に制限することができ、自
動制御上の不都合をなくすことができる。これにより、
特に蒸気タービンの蒸気加減弁のような場合では、機械
系の速度特性が開方向に速くなるようにズレても最大開
速度制限値を越えることがないので、急速な制御弁開動
作によって制御弁駆動用の制御油圧を低下させ、同一制
御油を使用している他の制御弁が閉まってしまうことを
防止することができる。また制御弁の閉方向の速度が遅
くなって制御上の不都合を生じることも防止することが
できる。また、機械系のバイアス設定の再調整または電
気回路の開閉速度制限設定の再調整の周期を長くするこ
とが可能となり、保守上のメリットが出てくる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す制御ブロック図である。
【図2】従来の弁開度制御装置を例示する制御ブロック
図である。
【図3】図2の弁開度制御装置における機械系の電気油
圧変換器および制御弁の電気的ブロック図である。
【図4】従来の弁開度制御装置の他の例を示す制御ブロ
ック図である。
【符号の説明】
1,11,14…加算器 2,13,16…係数器 3,6-1…信号制限器 4,12…開速度制限設定器 5,15…閉速度制限設定器 6………電気油圧変換器 6-2……バイアス設定器 7………制御弁 7-2……積分器 8………弁開度検出器 9………変化率制限器 10………変化率検出器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 開度指令信号と実弁開度信号の偏差信号
    を電気油圧変換器に入力して電気信号を油圧信号に変換
    し、油圧により制御弁の開度を制御するように構成した
    弁開度制御装置において、実弁開度信号の変化率を検出
    する変化率検出器と、この変化率検出器からの実変化率
    信号と弁の開方向速度を制限する開速度制限設定器の設
    定信号との変化率偏差信号を求める第1の偏差回路と、
    前記実変化率信号と弁の閉方向速度を制限する開速度制
    限設定器の設定信号との変化率偏差信号を求める第2の
    偏差回路と、これらの変化率偏差信号を係数倍する係数
    器を通して弁の開または閉の速度制限値とし、この速度
    制限値を開度指令信号と実弁開度信号の偏差信号を制限
    する設定値として、電気油圧変換器への信号を制限する
    ことにより、弁の開または閉速度を制限する信号制限器
    とを具備することを特徴とする電気油圧式制御弁の開度
    制御装置。
JP29904992A 1992-11-10 1992-11-10 電気油圧式制御弁の開度制御装置 Pending JPH06146806A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1174606A3 (en) * 2000-07-21 2006-04-19 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method of controlling a gas turbine plant
CN104500150A (zh) * 2014-11-28 2015-04-08 武汉大学 一种汽轮机调速器执行机构分段线性模型及参数获取方法

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EP1174606A3 (en) * 2000-07-21 2006-04-19 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method of controlling a gas turbine plant
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