JPS59203878A - 水力機械のガイドベ−ン制御装置 - Google Patents

水力機械のガイドベ−ン制御装置

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Publication number
JPS59203878A
JPS59203878A JP58077470A JP7747083A JPS59203878A JP S59203878 A JPS59203878 A JP S59203878A JP 58077470 A JP58077470 A JP 58077470A JP 7747083 A JP7747083 A JP 7747083A JP S59203878 A JPS59203878 A JP S59203878A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
guide vane
valve
servo motor
spool
pressure oil
Prior art date
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Pending
Application number
JP58077470A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisaya Uchiyama
内山 久弥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP58077470A priority Critical patent/JPS59203878A/ja
Publication of JPS59203878A publication Critical patent/JPS59203878A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/16Stators
    • F03B3/18Stator blades; Guide conduits or vanes, e.g. adjustable
    • F03B3/183Adjustable vanes, e.g. wicket gates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は水力機械のガイドベーン制御装置に係り、特に
、水車またはポンプ水車のガイドベーン制御装置に関す
る。
〔発明の背景〕
水力機械に於いて、一般に、ガイドベーンの閉鎖時間は
、水車またはポンプ水車の負荷しゃ断時に、水車の回転
部の破損を防止するため、回転上昇を抑え、又、導水管
の破損を防止するために、水圧上昇を出来るだけ抑える
ように設定される。
近年、水力発電所では、立地条件から導水管及び放水管
が比較的長く、ガイドベーンの閉鎖制御が問題になって
くる。
第1図は従来の水力機械におけるガイドベーン閉鎖制御
装置を示す。アクチュエータソレノイドlは水車、また
は、ポンプ水車の回転速度に応じた電気信号を機械信号
にかえる変換器で油圧分配弁3を開閉操作する。補助サ
ーボモータ4tまピストン5をもち、水平レバー6と水
平レバー8は連結ロッド7で係合されて、ピストン5と
補助弁12のパイロットスプール9に結合されている。
サーボモータ用油圧分配弁14はパルプスプール15と
保合片16とをもち、パルプスプール15と保合片16
とは一体的に構成されている。また、保合片16は補助
弁12のスリーブ10とバネ11により、常時、係合さ
れていて、管t2にょつて連通されており、パイロット
スプール9が下動されると油圧分配弁14から管Lxk
通って、圧油が補助弁12側に排油される。油圧分配弁
14には破線で示す排油管t4が構成されている。
油圧分配弁14とガイドベーン操作用サーボモータ17
とは、管t5、ならびに、t6によって連通されている
。管t5から圧油がサーボモータ17に供給されると、
サーボモータ17は第1図上右側、すなわち、図示しな
いガイドベー/を閉じる方向に作動し、一方、管t6か
らサーボモータ17に圧油が供給されると、サーボモー
タ17は第1図上左側、すなわち、図示しないガイドベ
ーンを開方向に作動する。成形カム18は発電運転用、
成形カム19は揚水運転用で、これらの成形カム18.
19はサーボモータ17のA動に対応した動作をする。
位置検出切換弁20は発電運転用で操作シリンダ22と
管t7で連通されている。位置検出切換弁21は揚水運
転用で操作シリンダ23とt8で連通されている。位置
検出切換弁20より管t7に圧油を送、排油することに
より操作シリンダ22は上動、または下動する、一方、
位置検出切換弁21より管t8に圧油を送、排油するこ
とにより、操作シリンダ23は上動、または、下動する
。電磁弁24は、電磁石Aが付勢で揚水運転、電磁石B
が付勢で発電運転とし、操作/リンダ25と位置検出切
換弁20.および、21と管t9 + 40で連通され
ている。管t9、およびtlGに交互に圧油を送排油す
ることにより、操作シリンダ25は上動または下動する
。レバー26は点Pg 、Pt 、P8で各々回転自在
に連結され、連結ロッド27はレバー26の点P7とレ
バー28の点P9に回転自在に連結さ12でおり、点p
toはレバー28の回転支点である。操作シリンダ22
が上動すると、操作シリンダ23の下限点P8 を支点
として、油圧分配弁14のパルプスプール15のリフト
量L2を決定する事によりガイドヘー/を閉鎖制御する
。また、サーボモータ17の運動量を連結ロッド29に
よりレバーPs。
P4とリターンロッド30と連結ロッド31によりガイ
ドベーンサーボモータの動きを点P1にリターンしてい
る。このように、構成された従来技術に係わる水力機械
のガイドベーン閉鎖順序を説明する。発電運転の場合の
負荷しゃ断信号がアクチュエータ1に与えられ、油圧分
配弁3のパルプスプール2が下動され、その結果、補助
サーボモータ4に作用していた圧油は管11 を通って
油圧分配弁3側に排油される。その結果、補助サーボモ
ータ4のピストン5は圧油Poにより下動する。
ピストン5が下動すると、水平レバー6は点Ptを支点
とし、水平レバー80点P2は連結ロッド7により上動
し、補助弁用パイロットスプール9はPa’!il−支
点として下動する。パイロットスプール9の下動により
、油圧分配弁14のパルプスプール15に作用していた
圧油は、・#t2 、急停止弁13管t3を介して補助
弁12側に排油され、パルプスプール15が下動し、係
合片16がレバー28に当接するまで、すなわち、リフ
ト量L1だけ下動する。この結果、油圧分配弁14から
管ts’&>filつて、サーボモータ17に圧油が供
給され、サーボモータ17はガイドベーンを閉鎖する方
向に設定された閉鎖速度で閉動作する。電磁弁24は発
電側(図示)に切換えられているので、圧油Poは管t
1oに供給され、操作シリンダ25を下側に押え、一方
、管t10から分岐した油圧Poは、発電運転用位置検
出切換弁20にか\る。
サーボモータ17が閉動作し、予め設定された開度にな
れば、成形カム18により、位置検出切換弁20が動作
し、管t10に供給されていた圧油Poは、管t7に通
じ操作/リンダ22の下側に働き、操作シリンダ23の
点P1.lを支点として、レバー26および28を上げ
、リフト量’c L 2に押上げて制限し、ガイドベー
ンサーボモータ17の閉鎖速度を調整する。しかし、従
来の水力機械のガイドベーン制御装置では、サーボモー
タ用分配弁のパルプスプールのリフトtを制限するため
、大きな力が必要であり、操作シリンダの大形化、レバ
ー類および連結部材も強度的に満足させるためには大型
となる。又、操作7リンダの大形化でシリンダ容積も大
きく、位置検出切換弁の検出点でのガイドベーンサーボ
モータの閉鎖速度の切換が瞬時に行なわれず、遅れを生
ずる問題があり、装置の大型化で高価になる欠点があっ
た。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、小型化と性能向上により、ガイドベー
ン閉鎖速度を任意に設定し、水圧上昇ならびに回転上昇
を低く抑えるガイドベーン制御装置を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明の要点は、水力機械のガイドベーンを操作するサ
ーボモータとこのサーボモータ駆動用の圧油量を制御し
てガイドベーン閉鎖速度を制御する油圧分配弁および補
助弁と、この補助弁のノ(イロットスグールの位置決め
を行なうストツノくと、発電運転時にこのストッパを所
定の位置に移動するシリンダと、揚水運転時にストン/
(を所定の位置に移動させるシリンダとからなるにある
〔発明の実施例〕
以下、本発明に係る水力機械のガイドベーン制御装置の
実施例について、第2図、第3図に沿つ一’C説明−す
る。アクチュエータソレノイド1は水車またはボング水
車の回転速度に応じた電気信号を機械信号にかえる変換
器で油圧分配弁3を開閉操作する。補助サーボモータ4
はピストン5をもち、水平レバー6と水平レバー8は連
結ロッド7で回転自在に連結され、ピストン5と補助弁
12のパイロットスプール9に結合されている。パイロ
ットスプール9は係合片31をもち、一体重に構成され
ている。圧油分配弁14はパルプスプール15と係合弁
16とをもち、一体重に構成されている。また、保合片
16は補助弁12のスリーブ10とバネ11により常時
係合されていて、パイロットスプール9が上動すれば、
補助弁12にかかつている圧油Poは管t2を通り、圧
油分配弁14のP室に入り、パルプスプール15金上動
し、パイロットスプール9の移動分上動すると、スリー
ブ10と上動し圧油Poがブロックされ管t2に供給が
無くなり、パルプスプール15は止まる。
又、パイロットスプール9の下動により、P室の圧油は
管t2全通って補助弁12より排油きれ、パルプスプー
ル15は圧油Paにより下動する。
すなわち、パイロットスプール9の動きに応じて、パル
プスプール15が制御される。油圧分配弁14とサーボ
モータ17の関係、電磁弁24と操作シリンダ22,2
3.そして25の関係は従来技術で記述した通りであり
、レバー28は、補助弁12のパイロットスプール9の
リフト量k L 1からL2とし、又、第3図に示すよ
うにL3からL4 とする、 以下、ガイドベーン閉鎖順序を説明する。第2図におい
て、発電運転の場合の負荷しゃ断信号がアクチュエータ
ソレノイド1に与えられ、油圧分配弁3のパルプスプー
ル2が下動され、その結果、補助サーボモータ4のピス
トン5は圧油P oにより下動する。ピストン5が下動
すると、水平レノ(−6は点P1を支点とし、水平レバ
ー8の点P2は連結ロッド7により上動し、補助弁用)
くイロットスプール9はP3を支点として下動する。ノ
(イロットスプール9の下動により、係合片32がレバ
ー28に当接するまで、すなわち、リフト量L1まで下
動する。この結果、油圧分配弁14のパルプスプール1
5も同様のリフト量下動し、管t5を通って、サーボモ
ータ17に圧油Poが供給され、サーボモータ17はガ
イドベーン全閉鎖する方向に設定された閉鎖速度で閉動
作する。電磁弁24は発電側に切換えられているので圧
油Poは管tloに供給され、操作シリンダ25を下側
に押え、一方、管tooから分岐した油圧Poは、発電
運転用位置検出切換弁20にか\る。サーボモータ17
が閉動作し、予め設定式れた開度になれば、成形カム1
8により、位置検出切換弁20が動作し、管t10に供
給きれていた圧油Poは、管t7に通じ、操作シリンダ
22の下側に働き、操作シリンダ23の点P8を支点と
して、レバ〜26および28全上げ、リフト量をL2に
押上げて制限し、ガイドベーンサーボモータ17の閉鎖
速度を調整する。第4図に示すガイドベーン閉鎖特性の
8曲線となる。
一方、揚水の場合を第3図に示す。電磁弁24は揚水側
に切換えられて圧油poは管t9に供給され、操作ノリ
ンダ25金上動じ、連結部材27により、レバー28が
上げられリフト量L3となる。一方、t9より分岐した
圧油Poは揚水運転用位置切換弁20にか\る。閉鎖信
号により、補助弁12のパイロットスプール9が下動し
、リフト量がL3で制限され、設定された閉鎖速度で閉
動作する。予め設定された開度になれば、成形カム19
により、位置検出切換弁21が動作し管t9に供給され
ていた圧油Paは管t8に通じ、操作シリンダ22の下
限点P6を回転支点として、レバー26、レバー28を
上げ、リフト量L4に押上げて制限し、第4図に示すガ
イドベーン閉鎖特性の5曲線となる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、従来のサーボモータの油圧分配弁のパ
ルプスプールのり7ト量の制限方式に比べ、閉鎖特性の
腰折れ点に遅れが無くなり、又、モード切換電磁弁を除
いては、全て、油圧機構を使用するので、運転中の電源
喪失等の事故に対しても所望の状態で安全に閉鎖するこ
とが出来る。
【図面の簡単な説明】 第1図は従来の水力機械のガイドベーン制御装置の系統
図、第2図、第3図は本発明の水力機械のガイドベーン
制御装置の一実施例の系統図、第4図は本発明の一実施
例のガイドベーンサーボモータ閉鎖特性図でおる。 12・・・補助弁、2.15・・・バルブスプール、2
2゜唯3区 T

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、水力機械のガイドベーンを操作するサーボモータと
    、このサーボモータの駆動用の圧油量を制御して前記ガ
    イドベーンの閉鎖速度を制御する油圧分配弁とこの油圧
    分配弁のパルプスプールを制御する補助弁をもつ水力機
    械のガイドベーン制御装置において、 前記補助弁のスプールの位置決めを行なうストッパと、
    発電運転時に前記ストッパを所定の位置に移動させる7
    リンダとからなることを特徴とする水力機械のガイドベ
    ーン制御装置。
JP58077470A 1983-05-04 1983-05-04 水力機械のガイドベ−ン制御装置 Pending JPS59203878A (ja)

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