一种发电机铁心智能液压拉紧装置的制作方法

本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种发电机铁心智能液压拉紧装置。

背景技术

现有发电机铁心液压拉紧装置无法在不同容量大小或不同设计结构的发电机上使用，且为手动控制，精确度低，缺少压力值、螺栓拉伸位移及压圈同步推进量的智能数字监控，拉紧过程中只能手动测量位移量，因测量空间小、难度大，无法对铁心拉紧过程实施精确控制。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种发电机铁心智能液压拉紧装置，以对发电机铁心拉紧过程实施精确控制。

本发明提供了一种发电机铁心智能液压拉紧装置，包括控制系统、液压油站及螺栓拉伸装置，控制系统、液压油站及螺栓拉伸装置集成在带行走轮的移动式工作站中；

螺栓拉伸装置包括多个并联的螺栓拉伸器，螺栓拉伸器用于通过拉紧定子压盖使定子压盖压紧定子铁心；

液压油站与螺栓拉伸器连接，用于通过液压油产生拉伸力为螺栓拉伸器提供拉紧压力；

控制系统与液压油站连接，用于监控液压油站提供给螺栓拉伸器的拉紧压力；

定子压盖的压圈设有多个用于测量压圈位移量的位移传感器；

控制系统与位移传感器连接，用于实时监控压圈位移量，当任一方向压圈位移量达到目标值或超出目标压力值时，控制液压油站停止给螺栓拉伸器提供拉紧压力并报警。

进一步地，液压油站包括第一液压油站、第二液压油站及第三液压油站。

进一步地，第一液压油站、第二液压油站及第三液压油站均包括伺服电机、伺服驱动器、液压泵、油路控制模块、溢流阀、油压传感器、电比例溢流阀、比例放大器及分流模块，伺服电机与伺服驱动器及液压泵连接，伺服驱动器与控制系统连接，液压泵与油路控制模块连接，油路控制模块与油压传感器、溢流阀、分流模块及电比例溢流阀连接，油压传感器及比例放大器与控制系统连接，分流模块通过分流管路与对应的螺栓拉伸器连接。

进一步地，控制系统包括plc、界面控制器、模拟量模块、数据接收器，数据接收器与位移传感器及油压传感器连接，用于接收位移传感器及油压传感器采集的数据。

进一步地，plc、界面控制器、模拟量模块、数据接收器集成在电控箱内。

进一步地，位移传感器的测量精度大于或等于0.02mm，拉紧压力的控制精度为±0.3％。

进一步地，控制系统的控制模式包括自动模式及手动模式。

借由上述方案，通过发电机铁心智能液压拉紧装置，能够实现对发电机铁心拉紧过程的精确控制，并具有如下优点：

1)该铁心智能液压拉紧装置包括智能控制系统、液压油站、螺栓拉伸器三大部分，操作人员可根据需求在控制系统的控制界面进行设定并实施拉紧工作，实时采集拉力值和位移量等数据。

2)该铁心智能液压拉紧装置各螺栓拉伸器采用并联结构，通过控制系统对目标压力值进行预设及实时监控，实现同步拉伸，并将拉紧压力精度控制在±0.3％以内，保证铁心压缩量平衡。到达目标压力值，装置自动停止并报警。同时，该铁心智能液压拉紧装置可对所拉伸铁心定位筋螺栓安全拉力极限值提前预设，与目标压力值起到双重保险，确保铁心定位筋不受损伤。

3)该铁心智能液压拉紧装置实现了压圈位移量的精确控制，能够预设压圈位移目标值，通过数显位移传感器实时监控压圈位移量，测量精度不小于0.02mm。当任一方向压圈位移量达到目标值时，液压拉紧装置停止工作并报警，保持现有压力，以便对铁心实际位移情况及时进行检查分析，防止铁心压偏。

4)该铁心智能液压拉紧装置实现了自动和手动转换控制，当自动装置出现故障时，装置停止并保持现有压力，可人为转为手动控制进行拉紧或释放，确保了铁心拉紧过程的安全可靠。

5)该铁心智能液压拉紧装置液压油站为三模块组合形式，当任一模块故障时，其余两个模块仍可正常运行或保持压力，以防泄压后铁心松弛。

6)该铁心智能液压拉紧装置单个拉伸器最大拉力为1000kn，满足300-600mw发电机组铁心拉紧要求，可在其他发电机组重复使用。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明一种发电机铁心智能液压拉紧装置的结构示意图；

图2为本发明一种发电机铁心智能液压拉紧装置控制系统的控制原理图；

图3为本发明一种发电机铁心智能液压拉紧装置控制系统的控制流程图。

图中标号：

1-控制系统；2-移动式工作站；3-液压油站；4—螺栓拉伸器；定子压盖5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参图1及图2所示，本实施例提供了一种发电机铁心智能液压拉紧装置，包括控制系统1、液压油站3及螺栓拉伸装置，控制系统1、液压油站3及螺栓拉伸装置集成在带行走轮的移动式工作站2(控制小车)中，方便移动；

螺栓拉伸装置包括多个并联的螺栓拉伸器4，螺栓拉伸器4用于通过拉紧定子压盖5使定子压盖5压紧定子铁心；螺栓拉伸器4通过拉伸定位筋螺栓(双头螺栓)拉紧定子压盖5；

液压油站3与螺栓拉伸器4连接，用于通过液压油产生拉伸力为螺栓拉伸器4提供拉紧压力；

控制系统1与液压油站3连接，用于监控液压油站3提供给螺栓拉伸器4的拉紧压力；

定子压盖5的压圈设有多个用于测量压圈位移量的位移传感器；

控制系统1与位移传感器连接，用于实时监控压圈位移量，当任一方向压圈位移量达到目标值或超出目标(拉紧)压力值时，控制液压油站3停止给螺栓拉伸器4提供拉紧压力并报警。

在本实施例中，液压油站3包括第一液压油站、第二液压油站及第三液压油站。

在本实施例中，第一液压油站、第二液压油站及第三液压油站均包括伺服电机、伺服驱动器、液压泵、油路控制模块、溢流阀、油压传感器、电比例溢流阀、比例放大器及分流模块，伺服电机与伺服驱动器及液压泵连接，伺服驱动器与控制系统连接，液压泵与油路控制模块连接，油路控制模块与油压传感器、溢流阀、分流模块及电比例溢流阀连接，油压传感器及比例放大器与控制系统连接，分流模块通过分流管路与对应的螺栓拉伸器4连接。伺服电机和油压传感器组成力的闭合回路，向系统提供压力反馈并与相应的位移传感器形成位移闭环系统，从而实现力和位移的双控。

在本实施例中，控制系统1包括plc、界面控制器、模拟量模块、数据接收器，数据接收器与位移传感器及油压传感器连接，用于接收位移传感器及油压传感器采集的数据。控制系统1主要承担采集传感器信号、分析计算、生成控制信号与发出指令等任务。界面控制器的人机界面可以实时显示整个系统的运行状态(如压力、位移等信息)。

在本实施例中，plc、界面控制器、模拟量模块、数据接收器集成在电控箱内。

在本实施例中，位移传感器的测量精度大于或等于0.02mm，拉紧压力的控制精度为±0.3％。

该发电机铁心智能液压拉紧装置要用在发电机定子铁心维修时对定子铁心的重新拉紧。能够保证定位筋在拉伸力同步下，实现定子压盖的同步位移。工作模式有自动和手动模式。采用力和位移双控的闭环控制，由多个螺栓拉伸器集群压紧定子铁心，三点同步控制定子压盖压紧位移。

该装置采用三组液压油站、位移传感器，通过控制系统实现闭环同步控制。该控制系统采用西门子伺服驱动器使三组液压油站在所有动作中分配相同的流量压力指令，实现同步流量(速度)控制和压力控制。基本工作原理如下：plc发出相同的流量指令给各伺服驱动器，使各伺服电机按设定的转速正向运转，驱动定排量液压泵输出设定的流量(速度)。并通过编码器的检测反馈信号，闭环控制伺服电机的转速，达到精确控制系统流量(速度)的目的。根据目标设定的压力及位移，细分控制位移步距来达到同步的目的。

通过该发电机铁心智能液压拉紧装置，操作人员可根据需求在控制系统的控制界面进行设定并实施铁心拉紧工作，实时采集拉力值和位移量等数据。

智能控制系统能够通过通讯端口能实现工作数据的批量记录和上传，能实现远程故障诊断和维护；智能控制系统采用双工作模式具有自动/手动操作模式。在自动模式下，系统可控制泵站(液压油站)的自动增压、补压，显示泵站实时压力等；在手动模式下，通过手动操作泵站实现泵站的增压及补压(此时自动系统不能控制液压泵的增压及补压)等。智能控制系统采用数字化参数设定，能够预设螺栓拉伸器工作参数(包括目标压力值或拉伸力值、工作行程等)，达到任一预设参数后，液压拉进装置应能够自动停止工作。数显位移传感器能够实时了解并且可以控制铁心位置的压紧行程，并可实时获取定位筋螺栓的拉伸伸长量(使用前应能自动同步清零)，数值能够与装置配合按照行程要求，当拉伸时螺栓拉伸伸长量达到设定值时，装置报警并停止工作，以便操作的精确性。

液压油站为三模块组合形式，当任一模块故障时，其余两个模块仍可正常运行或保持压力，以防泄压后铁心松弛。

螺栓拉伸器能够利用液压油站超高压油泵产生的伸张力，使被施加力的螺栓在其弹性变形区内被拉长，螺栓直径轻微变形，从而使螺母易于松动；且螺栓拉伸器最大拉力为1000kn，满足300-600mw发电机组铁心拉紧要求，可在其他发电机组重复使用。

该铁心智能液压拉紧装置具体工作过程分为准备、预压、压紧、螺母锁紧、泄压5个步骤，具体如下：

准备:将液压泵接电、螺栓拉伸器4安装到待拉定位筋(螺栓上，连接好液压油管、3或4个位移传感器固定在发电机的定子外壳上将测头探到定子压盖上预压，把数显千分表固定到螺栓拉伸器上将测头压到测杆上并预压。接好传感器连线。

预压:设定预压压力，用于消除定位筋固定端螺母与定子压盖的间隙，定子压盖与定子铁心之间的间隙。当系统达到预压压力后，锁紧定位筋螺母，电机保持或停转，系统油压卸荷，螺栓拉伸器上的数显千分表组清零，位移传感器清零。

压紧:设定目标油压(压力)和定子压盖的位移值。系统可切换自动或手动模式来完成工作。(目标设定值由技术人员来设定，确定定位筋螺栓和定位压盖位移在合理或安全范围内。)选择工作模式后按泵启动按钮来完成压紧工作。压紧工作中压力或位移其一达到目标值后系统会停止供油，由技术人员判断是否停机或更改目标值继续工作。如需继续工作，再次设定目标触发泵启动按钮。

螺母锁紧:系统执行到目标值后，位移压力保持。等待操作者锁紧定位筋螺母。

泄压:螺母锁紧后，按下操作面板的泄压按钮，系统泄压。即完成了一个工作周期。

该铁心智能液压拉紧装置的控制流程参见图3。该流程包括：

启动电源，界面控制器显示屏进入初始界面；

通过旋转操作面板上按钮进行手动/自动模式切换；

在自动模式下操作过程包括：

设定泵站(液压油站)压力值及螺栓残余拉伸伸长量阈值a和b；

按压启动按钮启动泵站，泵站开始增压；

自动调节比例溢流阀的压力至目标压力；保持目标压力时，相应指示灯亮起；

超出目标拉伸量且螺栓残余拉伸伸长量大于阈值b时，泵站停止，系统报警(报警指示灯亮)，结束；

超出目标拉伸量且螺栓残余拉伸伸长量小于阈值a时，手动增压(手动加压至电厂程序允许最大压力)，增压后若超出目标拉伸量，系统报警(报警指示灯亮)，结束；若未超出目标拉伸量，锁紧螺母，泵站停止，系统泄压，若未超出目标拉伸量，结束，若超出目标拉伸量，系统提示重新加压，按压开关重新加载。

在手动模式下操作过程包括：设定螺栓残余拉伸伸长量阈值，启动泵站，手动调节溢流阀的压力值目标压力，系统泄压(泵站压力调节及拉伸伸长量超出均由操作员判定检测)，结束。

该铁心智能液压拉紧装置配和传统的液压装置，操作性合理，整个装置采用一体式机身设计，结构紧凑轻巧，并符合现场设备实际要求。系统采用数字化参数设定，能够预设拉伸器工作参数(包括目标压力值或拉伸力值、工作行程等)，达到任一预设参数后，液压拉紧装置能够自动停止工作；同时螺栓拉伸器的拉伸头设有刻度尺寸，可对工作行程精确做精确对比；液压拉紧装置最大压力能够确保铁心拉紧压力要求，压力值精度控制在±0.3％范围内，位移量精度不小于0.02mm。整个铁心拉紧过程中，可对压力值和位移量做到精确控制，以确保铁心实施拉紧过程中安全可靠。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。