基于压电叠堆的水轮机调速器先导阀驱动装置研究
发布时间：2021-02-27 22:45
水轮发电机组能否高效率的运行和提供高质量的电能主要取决于水轮机调速器先导阀工作的稳定性,而先导阀工作的稳定性依赖于先导阀驱动装置的驱动性能。目前,调速器中的先导阀驱动装置多采用电磁驱动方式,具有结构简单,控制简易等特点,但存在控制精度低、驱动力大小不易控制、抗外界磁场干扰能力差等缺陷。压电叠堆具有控制精度及输出位移分辨力高、抗磁场干扰能力强、驱动力控制精准等优点,广泛的应用于微驱动领域。因此,本文采用压电叠堆作为驱动源进行先导阀驱动装置设计,以改善现有先导阀驱动装置的不足。论文是以先导阀驱动装置的设计为核心,在分析国内外先导阀驱动装置的应用和研究现状基础上,提出一种基于压电叠堆的水轮机调速器先导阀驱动装置;研究了压电材料的压电效应和压电方程、压电叠堆结构和压电叠堆固有特性,设计了位移放大机构以实现对压电叠堆输出位移的放大,满足驱动装置的行程要求,并采用ANSYS仿真软件对设计的放大机构进行仿真和优化;最后加工试验样机并搭建了试验平台,对所设计的驱动装置样机进行实验测试分析。
【文章来源】：南昌工程学院江西省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 论文的研究背景
1.2 水轮机调速器及先导阀驱动装置
1.2.1 水轮机调速器的研究现状
1.2.2 调速器的功用和特点
1.2.3 先导阀驱动装置的国内外研究现状
1.3 压电材料及压电叠堆驱动器
1.3.1 压电材料的国内外研究现状
1.3.2 压电叠堆驱动器的运用
1.4 论文研究的意义
1.5 论文的主要研究内容
第二章 基于先导阀的水轮机调速系统分析
2.1 水轮机调速器系统
2.2 先导阀调控系统
2.3 基于先导阀的电液随动系统
2.3.1 电液随动系统原理分析
2.3.2 电液随动系统设备组成
2.4 电液随动系统的数学模型
2.5 液压控制系统
2.6 本章小结
第三章 压电叠堆
3.1 压电效应和压电方程
3.1.1 压电效应
3.1.2 压电方程
3.2 压电叠堆的结构分析
3.3 压电叠堆的固有特性
3.3.1 压电叠堆的温度特性
3.3.2 压电叠堆的出力特性
3.3.3 压电叠堆的蠕变特性
3.4 本章总结
第四章 先导阀驱动装置的结构设计
4.1 驱动装置的结构设计和工作机理
4.2 压电叠堆的选择
4.3 驱动装置的固定板设计
4.4 柔性铰链
4.4.1 柔性铰链的类型和特点
4.4.2 柔性铰链的设计
4.5 新型放大机构
4.5.1 传统放大机构形式
4.5.2 新型放大机构设计
4.5.3 新型放大机构仿真分析
4.6 本章小结
第五章 先导阀驱动装置的实验研究和分析
5.1 试验样机
5.2 试验平台的搭建
5.3 试验测试及分析
5.3.1 输入电压对压电叠堆输出位移的影响
5.3.2 输入电压对先导阀驱动装置输出位移的影响
5.3.3 不同输入波形对先导阀驱动装置输出位移的影响
5.3.4 输入频率对先导阀驱动装置输出位移的影响
5.4 本章总结
第六章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间获得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]压电叠堆执行器迟滞非线性建模与分析[J]. 郭亚子,朱玉川. 压电与声光. 2017(04)
[2]基于AVR单片机的嵌入式可编程控制系统[J]. 史晓娟,李松博. 仪表技术与传感器. 2017(06)
[3]计算机控制技术在工业自动化生产中的应用研究[J]. 郝宾波. 山东工业技术. 2017(11)
[4]水轮机导叶开启和关闭规律探讨[J]. 占小涛,张晓宏,张俊发. 人民长江. 2017(09)
[5]国产巨型主配压阀在百龙滩水电站的设计及应用[J]. 梅高鑫,初云鹏,朱荣巧. 水电与抽水蓄能. 2017(02)
[6]全自动无人值守换热机组和热网监控系统[J]. 侯飞雄. 科技展望. 2017(11)
[7]基于类Ⅴ型柔性铰链的微位移放大机构[J]. 刘敏,张宪民. 光学精密工程. 2017(04)
[8]2017年世界军事装备技术发展[J]. 王群,周黎妮,张昌芳,李坡,张煌,朱启超. 国防科技. 2017(01)
[9]聚合物基压电复合材料研究进展[J]. 刘欣然. 河北民族师范学院学报. 2017(01)
[10]浅谈压电材料在振动主动控制中的应用[J]. 杜洋. 科技创新与应用. 2017(01)
博士论文
[1]NiMnGa合金的热力学效应和应用功能研究[D]. 崔玉亭.重庆大学 2004
硕士论文
[1]自行式直线压电驱动器的研究及其在运动平台中的应用[D]. 章洪轩.南京航空航天大学 2016
[2]NiMnGa磁性功能材料的物性研究[D]. 王峻岭.华中科技大学 2011
本文编号：3054909
【文章来源】：南昌工程学院江西省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 论文的研究背景
1.2 水轮机调速器及先导阀驱动装置
1.2.1 水轮机调速器的研究现状
1.2.2 调速器的功用和特点
1.2.3 先导阀驱动装置的国内外研究现状
1.3 压电材料及压电叠堆驱动器
1.3.1 压电材料的国内外研究现状
1.3.2 压电叠堆驱动器的运用
1.4 论文研究的意义
1.5 论文的主要研究内容
第二章 基于先导阀的水轮机调速系统分析
2.1 水轮机调速器系统
2.2 先导阀调控系统
2.3 基于先导阀的电液随动系统
2.3.1 电液随动系统原理分析
2.3.2 电液随动系统设备组成
2.4 电液随动系统的数学模型
2.5 液压控制系统
2.6 本章小结
第三章 压电叠堆
3.1 压电效应和压电方程
3.1.1 压电效应
3.1.2 压电方程
3.2 压电叠堆的结构分析
3.3 压电叠堆的固有特性
3.3.1 压电叠堆的温度特性
3.3.2 压电叠堆的出力特性
3.3.3 压电叠堆的蠕变特性
3.4 本章总结
第四章 先导阀驱动装置的结构设计
4.1 驱动装置的结构设计和工作机理
4.2 压电叠堆的选择
4.3 驱动装置的固定板设计
4.4 柔性铰链
4.4.1 柔性铰链的类型和特点
4.4.2 柔性铰链的设计
4.5 新型放大机构
4.5.1 传统放大机构形式
4.5.2 新型放大机构设计
4.5.3 新型放大机构仿真分析
4.6 本章小结
第五章 先导阀驱动装置的实验研究和分析
5.1 试验样机
5.2 试验平台的搭建
5.3 试验测试及分析
5.3.1 输入电压对压电叠堆输出位移的影响
5.3.2 输入电压对先导阀驱动装置输出位移的影响
5.3.3 不同输入波形对先导阀驱动装置输出位移的影响
5.3.4 输入频率对先导阀驱动装置输出位移的影响
5.4 本章总结
第六章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间获得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]压电叠堆执行器迟滞非线性建模与分析[J]. 郭亚子,朱玉川. 压电与声光. 2017(04)
[2]基于AVR单片机的嵌入式可编程控制系统[J]. 史晓娟,李松博. 仪表技术与传感器. 2017(06)
[3]计算机控制技术在工业自动化生产中的应用研究[J]. 郝宾波. 山东工业技术. 2017(11)
[4]水轮机导叶开启和关闭规律探讨[J]. 占小涛,张晓宏,张俊发. 人民长江. 2017(09)
[5]国产巨型主配压阀在百龙滩水电站的设计及应用[J]. 梅高鑫,初云鹏,朱荣巧. 水电与抽水蓄能. 2017(02)
[6]全自动无人值守换热机组和热网监控系统[J]. 侯飞雄. 科技展望. 2017(11)
[7]基于类Ⅴ型柔性铰链的微位移放大机构[J]. 刘敏,张宪民. 光学精密工程. 2017(04)
[8]2017年世界军事装备技术发展[J]. 王群,周黎妮,张昌芳,李坡,张煌,朱启超. 国防科技. 2017(01)
[9]聚合物基压电复合材料研究进展[J]. 刘欣然. 河北民族师范学院学报. 2017(01)
[10]浅谈压电材料在振动主动控制中的应用[J]. 杜洋. 科技创新与应用. 2017(01)
博士论文
[1]NiMnGa合金的热力学效应和应用功能研究[D]. 崔玉亭.重庆大学 2004
硕士论文
[1]自行式直线压电驱动器的研究及其在运动平台中的应用[D]. 章洪轩.南京航空航天大学 2016
[2]NiMnGa磁性功能材料的物性研究[D]. 王峻岭.华中科技大学 2011
本文编号：3054909
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